汽车价格战下,智能化也在卷

汽车的电子电气架构相当于人的神经系统和大脑,是未来汽车实现信息交互和复杂操作的关键,也是车企的核心竞争力。

文 | 另镜 谢涵

编辑 | 陈彦旭

一场残酷的价格战正在中国电动汽车市场爆发。价格战比拼车企控制成本的能力,背后是电动和智能两条技术线路的升级节奏,最终能像制造iPhone一样造智能电动汽车,实现系统性降本。

因此,2023年再谈电动汽车有多智能时,比起谈自动驾驶技术进展,谈一家整车厂升级其电子电气架构平台的能力更为实际。汽车的电子电气架构相当于人的神经系统和大脑,是未来汽车实现信息交互和复杂操作的关键,也是车企的核心竞争力。

截止2023年一季度,据新能源媒体CleanTechnica数据,《另镜》整理全球最畅销的10款电动汽车车型(同品牌只选取最畅销的一款),尝试解析藏在量产电动汽车里的大脑,以及其透露出的整车厂智能化布局节奏。

汽车大脑如何进化? 

1993年到2010年,燃油车奥迪A8使用的电子控制单元(ECU)数量从5个快速增加到超过 100 个。自动变速箱,仪表盘,电动车窗,空调等等,为了给驾驶者提供更安全、更舒适的驾驶体验,汽车从纯机械产品逐渐演变成集成上百个ECU的复杂电气工程。

每个ECU 通常只负责控制一个功能单元,彼此独立,比如发动机、刹车、车门等。它们之间透过控制器域网络(CAN)或者本地局部互联网络(LIN)连接在一起,并透过整车厂设置的通信协议交换信息。

这便是汽车传统的分布式电子电气架构。

由于每个ECU 只绑定一个具体功能,在此架构中,车厂要修改一个雨刷总成功能时,通常得二次开发,重新和雨刷供应商签合同,重新做各个层级的标定和验证。耗时长,流程繁琐,效率低,成本高。

像智能手机一样,把硬件模块化,让软件来定义雨刷的功能,能解决这个问题。业内人士管这一步叫做,“软件架构从软硬件高度耦合走向分层解耦”。换句话说,将雨刷总成单一ECU,分离成标准化的硬件和能实时更新的软件,再把功能集成到车身域控制器中。

具体来讲,雨刷所需的传感器可调用车载摄像头或其他传感器,一旦感应到挡风玻璃透明度下降,车辆即可通过软件自动启动雨刷。再修改雨刷功能时,车厂在该域控制器系统中更新软件即可。

域控制器相当于智能汽车局部集成的小脑,包括域主控硬件、操作系统、算法和应用软件等。架构集成度越高,所需域控制器数量越少,供应链管理难度下降,开发时间和成本下降。

汽车一级供应商博世将电子电气架构进化分为六个阶段,已成行业共识:分布式阶段(包括模块化、集成化)——域集中式(包括集中化、域融合)、中央集中式(包括车载电脑、车云计算)。各种不同的总成、模块都标准化以后,通过中央控制器里的软件可以实现更高等级的智能,就像手机上运行多个应用。

跨区域集成更多ECU,还会少用数百根线束,从而减轻车身重量,从而延长电动汽车续航里程。为整车厂提供车辆电气电子架构和高级辅助驾驶(ADAS)解决方案的供应商安波福研究发现,使用区域控制器可以整合 9个 ECU,并少用数百根单独电线,使车辆的重量减少了8.5千克。

更少的零件、更轻的车身,在持续迭代中降低制造成本,让降价成为普及电动汽车的有效武器。特斯拉的电子电气架构迭代,也遵循这一逻辑。

经历Roadster、Model S、Model X三款车型演进,2016年3月,特斯拉 Model 3 开启电子电气架构变革。新型电子电气架构不仅大幅减少ECU数量、缩短线束(MODEL S 线束 3000 米,Model 3 减少一半以上),从而降低成本,还重塑了汽车产业旧有的零部件供应体系,并抓住未来价值更大的自研环节,真正实现了软件定义汽车。

追赶特斯拉

作为智能电动汽车的开创者,特斯拉则一直技术激进。在电子电气架构方面,平安证券分析师王德安认为,特斯拉领先传统车企 6年以上。

特斯拉之外,不少车企虽然声称自家电子电器架构集成了三个功能域,但实际上还保留较多分布式模块,处于功能域控制的早期阶段。比如,都号称用三个域控制器取代了分布式架构,但特斯拉的电子电气架构(26个)所需的ECU数量就比大众最新的MEB(52个)要了少一倍还多。

在域控制器架构的基础上,车企更进一步把不同功能的域进行跨域整合,再进一步到中央计算 +位置域阶段。这一演进过程可能长达 5-10 年,而受制于供应链关系和自研能力,各家车企规划的进化节奏不一。

蔚来、小鹏、理想正在以每1-2年更新一次架构的速度在追赶特斯拉。中国传统车企上汽、广汽、比亚迪在追赶电动汽车创业公司“蔚小理”。豪华车品牌沃尔沃和经济型品牌大众,其架构进化则一快一慢,同时侧面反映两类公司的转型难度。

跨域整合功能不是一件容易的事。尤其是像Model 3电子电气架构那样,高级辅助驾驶(ADAS )模块横跨动力域和底盘域。

汽车产业链一级供应商(Tier1)博世把汽车分为五个功能域,包括动力域、底盘域、车身域、 座舱域和自动驾驶域。随着电子电气架构升级,硬件架构会进一步将动力域、底盘域、车身域合并为整车控制域,功能域从五个过渡到三个(自动驾驶域、智能座舱域、车控域)。

其中,由于涉及安全问题,动力域(三电系统)和底盘域(包括刹车、转向、安全气囊、减震功能)要求响应速度快、延迟低,目前依然以 ECU 控制为主,涉及供应商众多,若非自研或者扶持供应商跟进技术变动,多数车企难以整合动力域和底盘域。

因此你在当下的电动汽车品牌宣传中,更多会见到座舱域和自动驾驶域的卖点。尤其近两年自动驾驶领域陷入投资低潮,业内人士认为2030年高等级自动驾驶无法普及。智能座舱更是成为核心卖点,包括中控显示屏、信息娱乐解决方案、仪表盘、抬头显示(HUD)等。

座舱域和车身域(包括雨刮、车窗和车钥匙等功能)融合,还能制造更多更让消费者直接就能感受到的产品差异。在激烈的价格战中,这是更经济实用的技术路线,价值大,成本低。这两个功能域对传统供应链依赖度小,要求算力也低,整合起来不难。

高工智能汽车研究院监测数据显示,2022年中国市场(不含进出口)乘用车前装标配座舱域控制器172.65万台,搭载率达到8.66%。而前装标配搭载行泊一体域控制器交付上险量为77.98万辆,搭载率为3.91%。

如果说电子电气架构进化是电动汽车智能化的前提,那在智能化技术路线上,多数车企目前都是经济实用的保守派。电池技术投入更大的比亚迪只是做得更极致。

而始终相信汽车会是下一个智能手机的马斯克,在今年3月特斯拉投资日上宣布,下一代电子电气架构中控制器100%自研。

运营 | 小妍

声明:本文内容仅代表该投稿文章作者观点,不代表浑水号立场。 未经授权不得随意转载,浑水号保留追究相应责任的权利