“燃油車的智能化水平無法和新能源汽車相比”，這是很多人對燃油車的印象。燃油車在智能化上確實有過一些“黑歷史”，大眾在給ID系列在進行OTA升級時，曾經需要車主把車開到4S店刷升級包。

其實OTA，乃至行業熱度比較高的智能座艙、智能駕駛，都只是汽車的功能之一，它們都需要一個共同的基礎，那就是電子電氣架構。如果一輛車的智能化水平不高，那它使用的電子電氣架構一定有很大的優化空間，這讓它成為了車企的競爭焦點，頭部車企都發布了面向新時代的電子電氣架構。

在未來的汽車市場中，如果有車企沒有發力電子電氣架構，那一定會被其他車企甩在身后。

電子電氣架構為什么重要？

“汽車就是四個輪子加一個沙發”，當李書福帶著這個想法殺進汽車行業時，得到了很多人的調侃。這個說法雖然不嚴謹，但也有道理，它能讓行業外的人更容易理解汽車，我們就用類比法回答一下汽車的電子電氣架構為什么重要。

如果將汽車比作人體，汽車的機械結構相當于人的骨骼，動力、轉向相當于人的四肢，而電子電氣架構就相當于神經系統。如果一個人沒有了神經系統，那就是一具“行尸走肉”，放到汽車上，那就是一輛純機械車。

因此，一輛汽車如果想擺脫原始狀態，就必須在電子電氣架構上下功夫，其中有兩方面考慮。

首先，隨著電氣和信息時代的到來，汽車身上的相關零部件越來越多，原來的電子電氣結構，已經沒辦法控制日漸復雜的電子電氣系統了，而市場的趨勢又擺在那里，所以車企不得不開發新的電子電氣架構。

比如，原本的汽車只是交通工具。在1910年左右，揚聲器和收音機上車，這讓汽車多具備了電子產品屬性。1980年左右，隨著半導體行業的火熱發展，ECU、MCU上車，汽車的電子產品屬性變得越來越重。進入21世紀，移動通信技術開始上車，汽車上的電子產品屬性不僅變重了，結構也更復雜了。

目前的大部分汽車，特別是燃油車，使用的電子電氣架構都是分布式架構，每一個ECU（電子控制單元）單獨控制一個功能，如果功能增多，ECU的數量也會跟著增多。而在傳統的汽車供應鏈中，不同的ECU來自不同供應商，這些供應商在嵌入式軟件和底層代碼上也不同，這導致新增的ECU沒法實現兼容。如果車企想增加新功能，只能重新找供應商下單，重新開發，效率偏低。

隨著汽車網聯化對車載通信提出了更高的要求，傳統的FlexRay、LIN和 CAN低速總線無法提供高帶寬通信能力，無法實時完成數據的傳輸和處理。以語音控制為例，隨著用戶下達指令，如果不能實時處理，體驗可想而知。

如果汽車沒有智能化的趨勢，繼續使用分布式架構還可以滿足市場需求，但時代變了。“沒有對比就沒有傷害”，過去的常規操作如今已經成了劣勢。

其次，隨著汽車上的電子產品屬性越來越重，讓消費者對這方面需求度不斷提高。

這兩點互為因果，都對汽車的電子能力提出了更高的要求。如果車企業不在這個方向上“卷”，就會逐漸脫離市場。

智能化時代電子電氣架構的轉變

隨著汽車智能化、網聯化的發展，汽車電子底層硬件不再是僅提供簡單的邏輯計算，而是需要提供更為強大的算力支持，同時軟件也不再是基于某一固定硬件開發，而是需要具備可移植、可迭代和可拓展等特性。因此傳統的以硬件為主的電子電氣架構轉而以軟件架構為核心，新架構的本質是為整車提供一個異構的分布式面向服務的中央計算平臺。

新架構平臺我們可稱之為智能化電子電氣架構，該架構采用中央計算平臺為核心，通過動力數據中心（PDC）在為電子系統分配電源的過程中收集并分發大量原始傳感器數據到中央計算平臺，中央計算平臺對這些數據進行處理以實現自動駕駛等命令。

同時區域控制器為外圍傳感器提供接口等資源，并提供相應的區域算力，中央計算平臺可動態分配算力資源，保證汽車即使在關鍵部位發生故障的情況下也能安全行駛。該架構以供電和數據為主干，通過雙環拓撲以實現冗余網絡，其涵蓋了汽車電子的軟件架構、硬件架構和通訊架構。

軟件架構：采用面向服務架構（SOA，Service-Oriented Architecture）。在分布式的EEA中，由于功能的不集中，軟件之間的交互異常復雜，為了確保軟件的安全可靠，軟件代碼和邏輯冗余相當嚴重。面向服務架構是一個組件模型，它可通過將不同控制節點的不同功能按照‘服務’的維度像拼積木一樣的進行組合（即應用程序以功能單元的形式進行邏輯封裝），再通過定義好的接口將全部功能單元聯系起來從而實現對軟件的集成。

其優點包括：1）軟硬件分離；2）軟件部署靈活3）服務間低耦合，互相不依賴，易于維護； 4）各服務之間通信接口標準化，不依賴于平臺實現功能。

正是由于軟硬件的解耦，若硬件發生迭代，軟件可隨時擴展相應的服務。如近期推行的電子后視鏡，通過電子后視鏡硬件的增加，可在軟件架構中添加對應的服務，若將該電子后視鏡的服務與視頻服務結合，便完成了電子后視鏡的視頻顯象功能，而這個過程中并不影響其他服務。

同時由于接口獨立于實現服務的硬件平臺、操作系統和編程語言，這使得構建在這類系統中的服務可以以一種統一和通用的方式進行交互。SOA架構，不但可以使APP與HW及APP與APP之間輕松耦合，還可以使車端軟件、通信、信息安全和云端環境產生很好的協同，實現完整車云生態環境。

硬件架構：采用域控制器、區域控制器到中央計算平臺的高性能平臺為支撐。在傳統電子電氣架構之下，軟硬件處于高度耦合狀態，控制器的開發模式是硬件先行，在硬件確認之后再進行軟件的設計、開發、測試等工作，這過程軟件無法先行或同步開發，同時一旦硬件發生改變，軟件則需要大量的修改適配工作。而在新的EEA下，硬件平臺實現集成化、通用化和標準化，軟件以功能服務化、接口統一化，同時又增加了中間件層的方式實現軟硬分離，即使遇到硬件變更的情況，軟件的適配工作可同步完成且工作量遠遠小于傳統方式。

通訊架構：以太網作為骨干網絡，采用SOME/IP（Scalable Service-oriented Middleware over IP，可擴展面向服務的通信中間件協議）或DDS（Data Distribution Service，數據分發/訂閱的通信中間件協議和應用程序接口標準）面向服務通訊中間件，融入TSN（Time-Sensitive Network，時間敏感網絡）、信息安全等技術，以確保整車海量數據的高速傳輸。同時借助5G、邊緣云等技術，形成車路云一體化集中計算能力。


國內車企趁早發力

近年來，國內電子電氣架構發展迅速，從小鵬XEEA架構，到嵐圖汽車ESSA+SOA智能電動仿生體，均實現跨域融合的中央計算架構。零跑汽車更是在近期推出“四葉草”中央集成式電子電氣架構，實現1顆SOC及1顆MCU融合座艙域、智駕域、動力域、車身域，為整車帶來高可靠、快通訊、低時延體驗，且可實現無感式在線OTA升級能力。業內人士表示，中央集中式電子電氣架構是軟件定義汽車的前提，也是新能源車從電控車向智能車轉變的分水嶺。各家車企爭先在電子電氣架構層面發力，2023年或將迎來中央集成式電子電氣架構元年。

“從總體上來看，國內企業的電子電氣架構整體方案與國際頭部車企的方案相當，都處在功能域控或功能域控到域融合的過渡階段。與國際上領先的架構方案及設計方法相比，還要在架構設計模型庫、汽車電子基礎軟件、網絡架構設計、冗余技術等方面進行進一步提升。”李克強院士說。

在域控向中央集成迭代的路上，車企需要掌握汽車中的核心電子板塊自研實力，消除創新路上的“釘子戶”，才能更進一步進行集成真正向中央計算邁進。“四葉草中央集成式電子電氣架構的推出得益于零跑在座艙、智駕、動力、車身控制器層面的深度自研，實現了四域合一，中央超算平臺高度集成15個功能模塊，支持多系統融合，將核心芯片的性能發揮到了極致。”零跑汽車創始人、董事長朱江明在接受采訪時如此表示。

從短期來看，中央集成式電子電氣架構研發成本高，但長期來看，此項技術更是一種系統性的降本路徑，平臺復用率高、后期整車級升級成本低、系統診斷及維護更方便、車企也更有可能為用戶提供顛覆性的出行體驗，并將智能化的愿景變為現實。

值得注意的是，國內智能網聯技術的演進也驅動主機廠發生多重變化。業內人士表示，汽車電子電氣構架經歷了從分布式到中央集成的演進歷程，其過程背后，越來越多的主機廠正在收攏更多主導權，從應用層軟件到中間件，再到底層軟件，都希望實現全棧覆蓋。電子電氣構架進入中央集成式階段以后，主機廠將比傳統汽車時代擁有更強的產業鏈話語權，并將把產品持續更新的命脈掌握在自己手中。