汽车电子电气架构技术架构详解

什么是电子电气架构？电子电气架构（EEA）包含了车上所有的硬件、软件、传感器、执行机构、电子电气分配系统，电子电气架构是通过系统集成化的工具把这所有的内容整合到一起，它包含了最软件设施、硬件设施和高效的动力和信号分配系统三个基础的要素，在软件设施和硬件设施具备基础上还要一套高效的动力和信号分配系统把这些软件和硬件有机地结合到一起。

电子电气架构（EEA）涉及电子与电气两部分，它是在成本、重量、可靠性等一定约束条件下，能最优实现整车电子与电气需求的技术方案。电子电气架构是整车电子电气开发的主体框架，为具体的整车项目中的模块开发提供整车实现方案与规范指导，需具备前瞻性，平台化，可拓展性等特点。

总结来说，电气架构是整车电气系统的基本结构，它包括功能，系统，组成系统的零件，零件与零件之间的相互关系，零件与环境之间的关系，以及指导系统设计和演化的原理。

电子电气架构示例图

EEA 主要支撑技术

1.1 车载以太网

在车载以太网概念出现之前，我们知道汽车内已经有不同的总线标准在应用，包括 CAN、LIN、FlexRay、MOST 等；那为什么还需要车载以太网呢？主要还是因为车载以太网在面向未来应用的低成本、高带宽、低延迟等特性。

1.2 仿真技术

依赖于 V 流程，有整车级、系统级、软硬件等多种层级的仿真，针对于具体应用包括新能源、智能驾驶等领域的仿真，主要优点是可以缩短产品开发流程、降低开发成本。

1.3 信息安全

在 EEA 中，当车与外界互联时，涉及到信息安全。在第一、二代 EEA 中，广播收音系统、胎压监测系统、汽车安全门禁系统等都涉及到信息安全；未来 EEA 中，面向 5G 的 LTE V2X，基于以太网的 DOIP 等与外界频繁交互的功能及相关产品需要考虑信息安全。

1.4 功能安全

现在讲功能安全的车厂和零部件公司很多，但始终不要忘记，功能安全是正向开发的，一个优秀的 EEA，会将功能安全需求合理的分配给相应的零部件。

1.5 网络设计

根据 EEA 要求，设计网络节点、点与点的通信方式、传输速率等。

1.6 诊断设计

根据 EEA 要求，参考相关诊断标准，完成 ECU 级别的诊断设计。

1.7 电气设计

主要指线束设计，作为汽车内部的神经血管，未来 EEA 中对于线束设计的要求方向是：轻量化、缩短整车线束长度；电气设计还包括整车的电源分配、 EMC 设计等。

1.8 硬件设计

EEA，需要通过硬件来实现落地。未来架构中，域控制器/中央计算平台会随着 MCU / MPU 的性能提升而不断提升，而每个域下的传感器和执行器会逐步走向标准化。

1.9 基础软件设计

每个 ECU 的基础软件会走向标准化，即满足 Classic AUTOSAR 和 Adaptive AUTOSAR。

1.10 应用软件设计

基于模型的应用层软件开发将会是未来的发展趋势，而未来的 EEA 将是基于服务的，类似于手机 APP，可实现软硬分离，车厂可以根据用户的需求快速开发应用软件。

为什么要做电子电气架构（EEA）？

1. EEA是整车层面电子电气相关需求的继承及扩展，确保工程开发满足整车层面的需求；

2. 前期好的EEA规划，能够实现降低成本，增强产品的竞争力；

3. EEA会前期定义好软硬件接口，从而避免在系统开发设计过程中出现系统之间不匹配的问题；

4. EEA能够是实现平台化、模块化的基础，保证技术方案的一致性，避免重复的开发及验证，缩短开发周期，降低成本。

EEA 发展趋势

目前市场上一些厂家已经实现域控制器的量产，一些厂家还是用的分布式架构。现在的电子电气架构不仅要满足车辆本身的功能和车辆本身的服务，还要延伸到云端，实现车跟车之间的互联、车跟交通设施之间的互联、车跟人之间的互联，这些都将通过电子电气架构来实现，所以将来的电子电气架构是互联的电子电气架构。

随着智能化汽车的发展和新能源汽车的发展对电子电气架构的要求会越来越高，随着用户体验系统、娱乐系统、互动系统和主动安全功能的不断完善，导致目前的电子电气架构已经无法满足这些需求，现在的电子电气架构已经没有足够的空间和相应的成本增加，并且在物理安装上也有很大的困难。如果在想继续满足自动驾驶和新能源汽车的相应功能，现在的架构已经超过负载，目前的架构需要更新。随着智能车辆的普及，汽车会 采用集中计算架构，实现集中计算，区域连接。后续继续发展可能会将部分内容放至云端。

汽车电信通信速率朝着高速化方向发展，而且越来越注重安全。电气化、网联化的推进也使功能安全、信息安全的问题越来越凸显。安全的问题也在汽车开发过程中越来越受到重视。

未来的电子电气架构应该具备四个特点：第一，要易扩展，第二要高性能，第三要一体化，第四要强安全。

易扩展：就是电子电气系统要很方便的增加、减少，按照功能的需求进行增减。

高性能：不管我们在计算力还是通讯方面都需要有高性能的基础。

一体化：车和云是一体化的考虑，以后车不再是单独独立的个体，是云端互联和旁边的车一起形成有机的整体。

强安全：这是车从诞生以来就着重强调的，但是在智能网联的时代安全性就更加重要。

第二方面是软件，我们未来的架构需要开放标准化的基础软件平台，我们要从以前单个系统的纵向软件开发转向到横向分层的结构开发。面向服务架构的设计，要成为我们未来电子电气架构设计主流的思想，统一协调车内的资源，让车内的资源能够快速、有效的进行重新组合，形成新的功能。

第三方面是软硬分离对架构开发模式带来的变化。我们以前传统交钥匙的，整车厂、供应商、用户的关系很难维系，整车厂、供应商、用户要形成新的开发模式。我们合作模式来讲，以前整车厂提需求，供应商软件做好交到整车厂，整车厂组装测试，要变为整车厂更多的涉及到底层软件，包括硬件软件的开发。第二个改变思维要从以前和消费者之间一锤子的买卖，售出车辆之后不再进行优化的模式，变成全生命周期的迭代，就是从我们设计开始那一天到用户抛弃这辆车，这辆车报废的那一天，整个的生命周期要形成新的开发模式。第三是车云的协同开发，以后车的功能开发部再仅仅局限于车端，和云端一体化，以及云端快速的迭代、监测，一些控制，将会成为车功能开发新的特点。第四个要和用户一起，把用户介入进来，以后我们整车上的功能不仅仅是整车厂的想法，用户的想法要加入进来，要迭代到整个的开发流程当中去，让用户也成为开发的一个部分，让每个用户都有属于自己的一辆车，成为新的一个特性。