【51CTO.com原創(chuàng)稿件】近兩年，汽車的功能和銷售模式變化巨大，產(chǎn)生諸如“購買軟件解鎖自動駕駛功能，OTA升級”等產(chǎn)品形式。 

消費者開始關(guān)心車載電腦的芯片減配，調(diào)查“剎車失靈”的底層數(shù)據(jù)，為車內(nèi)攝像頭帶來的隱私風險擔憂……

這些新形式及問題都來自車企對新技術(shù)的應(yīng)用，或是對舊的電子電氣架構(gòu)的改造。

傳統(tǒng)車企在智能化上欲壯士斷臂，才會出現(xiàn)大眾集團高管開會邀請馬斯克出席，這樣匪夷所思的畫面。

“汽車發(fā)明者”遭遇麻煩

幾天前，上市不到1年的新款奔馳S580，在美國市場宣布召回共9120輛，原因是“來自ECU（電子控制單元）模塊程序?qū)懭脲e誤，可導(dǎo)致發(fā)動機啟動后熄火，隨后無法重新啟動”，廠家給出的解決辦法是將車開到經(jīng)銷商處升級軟件。

上圖：官方召回文件

開回去修？問題是其中的1000輛很可能已經(jīng)從天津港銷往內(nèi)地，這些車難道要送回美國去升級？

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上圖：天津港在售“美規(guī)奔馳S”視頻截圖

這也許是個玩笑，德國造車的思維是很嚴謹?shù)?。舉個例子，德國汽車行業(yè)技術(shù)刊物ATZ extra特刊說，新款奔馳S為智能汽車的電氣安全設(shè)計了兩套供電體系，防止意外斷電。

但嚴謹?shù)姆疵婢褪鞘质_，新款奔馳S全車ECU總數(shù)超過100個，但僅有50多個電子元件可以O(shè)TA升級，這就造成近半數(shù)的ECU出現(xiàn)問題時，只能將車開到售后解決。

相比之下，很多新造車企業(yè)都敢提供全車OTA升級，它帶來的直接便利就是節(jié)省時間。消費者不必往返于售后中心，不用排隊，只要有無線網(wǎng)絡(luò)就能解決全部電子程序的問題。

傳統(tǒng)造車的根本問題，是從設(shè)計、研發(fā)到整車架構(gòu)，都無法滿足信息時代快速發(fā)展的需求。一直以來汽車的進化都是在過去的基礎(chǔ)上縫縫補補。

早期的汽車靠純機械結(jié)構(gòu)滿足駕駛需求，而后續(xù)產(chǎn)生的電子系統(tǒng)都是以輔助機械功能的思維設(shè)計的，自然無法滿足數(shù)字時代的需求。

E/E架構(gòu)得了“肥胖癥”

汽車的電子電氣架構(gòu)龐大且復(fù)雜，電子元件至少數(shù)百起步，并且跨越底盤、動力、座艙、駕駛多個系統(tǒng)。

首先，認識下主要影響汽車智能化的電子電氣架構(gòu)：E/E架構(gòu)，也稱EEA（Electrical/Electronic Architecture）。它是對整車軟硬件進行系統(tǒng)設(shè)計的方案，它的目的是實現(xiàn)高效的信號傳輸、系統(tǒng)布置等。但每個方案都有自己的瓶頸，E/E也是。

20世紀初，電氣元件最早應(yīng)用在發(fā)動機上，直到1986年博世（BOSCH）開發(fā)出CAN總線，作為幾十年來ECU數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕绞健，F(xiàn)在路上行駛的大部分車輛，仍在使用以CAN總線為基礎(chǔ)的分布式E/E架構(gòu)。

CAN總線的優(yōu)勢是非常可靠穩(wěn)定，符合汽車復(fù)雜多變的使用場景需求。但CAN的缺點同樣突出，它的最大傳輸速率僅為1Mbps，且傳輸距離不能超過40米。

與現(xiàn)今的移動通信技術(shù)相比，它速率低下，甚至達不到3G網(wǎng)絡(luò)的水平。后期博世也曾引入新的CAN總線協(xié)議，但本質(zhì)都是修修補補。

上圖：2G-4G移動通信速率

與之矛盾的是，隨著車上功能增多，例如：天窗、座椅加熱……每個都由專屬的ECU控制，從1993年代到2010年，奧迪A8使用的的ECU就從5個增加到100多個。 

ECU數(shù)量越多，總線必然更長。2007年的奧迪Q7的總線突破6公里，重量超過70公斤，成為發(fā)動機之后第二重的部件。

供應(yīng)商在設(shè)計這樣冗長且復(fù)雜的電氣系統(tǒng)時當然頭疼。之后，伴隨ADAS（高級駕駛輔助系統(tǒng)）、信息娛樂系統(tǒng)等數(shù)字化功能增多，總線上流通的數(shù)據(jù)暴增，CAN變成了can't，一場“將ECU集中化”的變革開始。

特斯拉：給你們打個樣

2012年特斯拉Model S橫空出世，并提出“域”的概念，將ECU按照功能屬性劃分為動力域、底盤域、車身域以及車身低速容錯域，這一劃分方式被目前的大多數(shù)車企學習。

隨著“域”的劃分，車載線束長度控制在3公里，比同時期的其它豪華轎車縮短一半。

2017年，Model 3上市，它比Model S的E/E架構(gòu)上更具創(chuàng)新性，從按照功能劃改為按照區(qū)域劃分“域”，將臨近的功能模塊就近整合為三大部分：中央計算模塊、左車身控制模塊，右車身控制模塊，這一設(shè)計大大降低成本并實現(xiàn)輕量化。

我們知道汽車上某些系統(tǒng)的組件可能遍布整個車身，特斯拉按區(qū)域把這些組件就近放到一個“盒子”，而不是繞來繞去，使得Model 3的線束總長度從Model S的3公里，縮短到1.5公里。而在特斯拉的計劃中，Model Y最終的線束長度僅需100米。 

軟件方面，曾經(jīng)嵌入在ECU控制模塊中的軟件，也因硬件結(jié)構(gòu)的變化實現(xiàn)了軟硬件解耦，各ECU中的軟件集中到中央計算模塊下統(tǒng)一調(diào)配，這樣就實現(xiàn)了汽車交付后，仍然可以通過升級軟件優(yōu)化車的性能和功能的擴展，也就是現(xiàn)在常說的“軟件定義汽車”。當然Model 3上仍有少量的ECU模塊沒被完全劃入“域”中。

從一張圖看差距

2017年Tier1（一級供應(yīng)商）博世公布了下面這張E/E架構(gòu)演進路線圖，我們可以把所有車企的發(fā)展軌跡套用在圖中比較。這張演進圖將E/E架構(gòu)的發(fā)展從低到高分為三大層6個階段：

第一層 分布式：1.模塊化階段（一個功能一個ECU）；2.功能集成階段。

第二層（跨）域集中式：3.中央域控制器階段；4.跨域融合階段。

第三層 整車集中式：5.車載中央電腦和區(qū)域控制器階段；6.車載云計算階段。

上圖：博世E/E演進路線圖

我們把Model S的放進這張路線圖里，2012年的Model S已經(jīng)通過令世人驚嘆的“中控大屏”背后的車載電腦，進入到第5階段，而大部分車企還在第2階段。 

回到現(xiàn)在，根據(jù)目前的分析（下圖），特斯拉仍然比其他車企領(lǐng)先兩個階段。 

人人都想成為特斯拉

特斯拉打破了由Tier1主導(dǎo)E/E設(shè)計的傳統(tǒng)方式。過去，是Tier1提供一個包含程序的成品控制器，交給車企去布置，哪塞得下就放在哪。 

而特斯拉，從控制成本的角度，先規(guī)劃最優(yōu)的位置和形狀，再交給設(shè)計，這讓Tier1喪失了最大的用處：設(shè)計與研發(fā)。

上圖：特斯拉某不規(guī)則控制器

特斯拉創(chuàng)新的理念正被模仿，車企紛紛成立自己的軟件公司，投資算法和芯片。博世、大陸等傳統(tǒng)Tier1，也在積極與科技企業(yè)合作，增強軟件配套，維系自身行業(yè)地位。

特斯拉已經(jīng)成為典范，近日福特CEO Jim Farley在內(nèi)部會議上對特斯拉大加贊賞，總結(jié)了它的三大競爭力：直銷模式、電動動力和電子系統(tǒng)的專業(yè)知識、車輛設(shè)計的簡潔。 

10月17日，特斯拉CEO馬斯克作為特別嘉賓，線上出席了大眾汽車集團的高管大會，向200名高管發(fā)表演講。大眾此舉意在斬斷傳統(tǒng)體系的牽絆，從頭再來。

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別走開，下一期就聊聊追趕特斯拉的車企們都在做什么。 

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