發(fā)動機(jī)是整個(gè) 20 世紀(jì)汽車行業(yè)攻堅(jiān)的技術(shù)核心，然而這種「硬件主導(dǎo)」的趨勢隨著軟件作用越來越突出正逐步被淡化，整個(gè)行業(yè)的競爭法則也可能被重新書寫。整車電子和軟件的重要性變強(qiáng)意味著系統(tǒng)架構(gòu)的復(fù)雜度也相應(yīng)提升，之前麥肯錫給出的數(shù)據(jù)顯示：2010 年部分車型的軟件代碼行數(shù)就達(dá)到了千萬的量級，但 2016 年這個(gè)數(shù)字就增長了 15 倍，達(dá)到了 1.5 億行左右。

整個(gè)行業(yè)正經(jīng)歷著從「硬件定義」到「軟件定義」的轉(zhuǎn)換，同時(shí)汽車智能網(wǎng)聯(lián)化的需求持續(xù)推動著汽車電子電氣架構(gòu)變革。

汽車電子底層硬件不再是由實(shí)現(xiàn)單一功能的單一芯片提供簡單的邏輯計(jì)算，而是需要提供更為強(qiáng)大的算力支持；軟件也不再是基于某一固定硬件開發(fā)，而是要具備可移植、可迭代和可拓展等特性。智能化與網(wǎng)聯(lián)化共同推動了汽車電子電氣架構(gòu)的變革，一方面是車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膬?yōu)化和實(shí)時(shí)、高速網(wǎng)絡(luò)的啟用，另一方面是 ECU（電子控制單元）的功能進(jìn)一步集成到域控制器甚至車載計(jì)算機(jī)。?

可能對絕大多數(shù)消費(fèi)者而言，我們看到的是像特斯拉以及新造車勢力帶來的性能以及用戶體驗(yàn)的升級，比如中控的大屏化、語音助手實(shí)時(shí)交互，提供便捷的服務(wù)，甚至你可以像使用 iPhone 一樣進(jìn)行關(guān)鍵功能的 OTA 升級，車子變得越來越像一臺架在輪子上的手機(jī)。而這種變化的背后，離不開下一代電子電氣架構(gòu)的支持。

所以不光是特斯拉們在這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行著多維度的深入嘗試，傳統(tǒng)主機(jī)廠、Tier 1 供應(yīng)商都在思考如何通過新一代電子電氣架構(gòu)升級實(shí)現(xiàn)智能互聯(lián)功能質(zhì)的突破。

2019 年 5 月下旬，通用汽車在底特律宣布推出全新一代電子架構(gòu)，為公司未來汽車產(chǎn)品開發(fā)中的電氣化、主動安全、車載娛樂、智能互聯(lián)以及 Super Cruise 技術(shù)升級提供系統(tǒng)支持。全新的電子架構(gòu)將率先搭載于凱迪拉克 CT5 轎車，并于 2023 年前廣泛應(yīng)用于通用汽車的全球車型。

凱迪拉克 CT5 轎車 | 官方供圖

近日，通用汽車全球電氣化產(chǎn)品、系統(tǒng)及軟硬件副總裁丹·尼科森（Dn Nicholson）接受了包括極客公園在內(nèi)的多家媒體專訪，就通用全新一代電子電氣架構(gòu)的開發(fā)始末、期間遇到的困難和挑戰(zhàn)，以及這套架構(gòu)的優(yōu)勢和特點(diǎn)進(jìn)行了深入交流。

大腦和神經(jīng)系統(tǒng)

「電子架構(gòu)好比車輛的「大腦和神經(jīng)系統(tǒng)」，通過高效的系統(tǒng)集成管理使汽車能夠搭載更多先進(jìn)技術(shù)，例如電氣化、主動安全、智能互聯(lián)、自動駕駛等方面的應(yīng)用，并使這些應(yīng)用更安全、快速地運(yùn)行?！鼓峥粕缡钦f。

之所以比作是汽車的「大腦和神經(jīng)系統(tǒng)」，是因?yàn)榕c整車平臺不同，電子電氣架構(gòu)幾乎連接、驅(qū)動并控制車輛的所有功能。也正是基于這樣的「基礎(chǔ)設(shè)施」，車輛才可以確保其所有子系統(tǒng)有序和諧地在一起工作。

? ? ? ? ?通用汽車全球電氣化產(chǎn)品、系統(tǒng)及軟硬件副總裁丹·尼科森（Dn Nicholson）| 官方供圖

車載電子系統(tǒng)可以追溯到 20 世紀(jì) 50 年代。當(dāng)時(shí)電氣元件剛剛開始在車輛上應(yīng)用，主要通過一些電線來連接車輛的部分部件，從而滿足部分車輛控制的簡單要求。那時(shí)，它還不能被稱為系統(tǒng)。隨著技術(shù)的快速發(fā)展，新的零部件和功能開始被集成到車內(nèi)，電子系統(tǒng)開始變得越來越復(fù)雜。它要求工程師重新思考如何規(guī)劃系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸方式，從而提高效率。

通用最早是在 20 世紀(jì) 90 年代開始開發(fā)電子架構(gòu)，以整合復(fù)雜的電線、傳感器和控制模塊。那個(gè)時(shí)候，通用品牌下的皮卡、轎車和 SUV 產(chǎn)品使用的是一套相同的電子架構(gòu)。而進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，整個(gè)全球的汽車產(chǎn)業(yè)都被創(chuàng)新技術(shù)推著快速前進(jìn)，汽車像手機(jī)一樣被賦予了更多期待，業(yè)界和消費(fèi)端都希望能在保障安全的前提下享受到更多智能互聯(lián)的功能。但這需要更具綜合性、數(shù)據(jù)處理能力更強(qiáng)的電子架構(gòu)做基礎(chǔ)，所以通用的上一代電子架構(gòu)在這樣的大背景下誕生了，目前覆蓋了通用多個(gè)品牌和開發(fā)平臺，涉及各個(gè)細(xì)分市場。

「這對我們來說是一大進(jìn)步。這套內(nèi)部代號為 Globl A 的系統(tǒng)極大地提高了效率，讓我們對車輛的功能有了更集中的管理?！鼓峥粕嬖V極客公園?！钢徊贿^技術(shù)迭代速度太快，特別是電動化、智能化和互聯(lián)化的發(fā)展超出了大家的預(yù)想。而要把所有這些技術(shù)整合到車輛中，對產(chǎn)品開發(fā)，特別是支持智能通信及所有子系統(tǒng)協(xié)作的『基礎(chǔ)設(shè)施』提出新的要求?！?/p>

早在 2015 年，時(shí)任通用全球產(chǎn)品開發(fā)負(fù)責(zé)人、現(xiàn)任通用汽車總裁馬可·睿思 (Mrk Reuss) 曾透露，通用正在開發(fā)全新的電子電氣架構(gòu)平臺，代號為 Globl B，其中一個(gè)關(guān)鍵功能就是可以實(shí)現(xiàn)整車 OTA。而在談及整個(gè)新一代架構(gòu)開發(fā)過程中面臨的困難和挑戰(zhàn)時(shí)，尼科森表示「主要集中在如何對系統(tǒng)進(jìn)行全面調(diào)試，并將各項(xiàng)應(yīng)用完美地集成在一起」。因?yàn)榇_保電子架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)安全的關(guān)鍵之一是信息驗(yàn)證，這好比控制器之間的語言，不僅要相通而且要加密交流，如果缺少精確的信息驗(yàn)證步驟，這些控制器之間的通訊將被中斷。

據(jù)極客公園（ID: geekprk）了解，通用這套新架構(gòu)能夠每小時(shí)處理多達(dá) 4.5 TB 的數(shù)據(jù)量，與上一代 Globl A 相比，數(shù)據(jù)處理能力提升了 5 倍。而在 100Mbs、1Gpbs 和 10Gbps 以太網(wǎng)的協(xié)助下，該架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)更快速的車輛內(nèi)部以及車輛與外部通信。

撬動智能網(wǎng)聯(lián)的核心力量

目前汽車所包含的電子控制單元多達(dá) 30 到 40 個(gè)，這差不多是十年前的兩倍。從驅(qū)動系統(tǒng)到打開門時(shí)點(diǎn)亮的小燈，這些電子控制單元可以控制車內(nèi)一切。因此軟件已成為汽車行業(yè)的最新戰(zhàn)場，它是汽車企業(yè)保持競爭力的關(guān)鍵?！竿ㄓ萌乱淮娮与姎饧軜?gòu)融合了我們隊(duì)車輛軟硬件系統(tǒng)開發(fā)的思考和探索?！鼓峥粕硎?。

博世之前曾給出過汽車電子電氣架構(gòu)的演進(jìn)趨勢圖，即從最簡單的模塊化架構(gòu)，經(jīng)過整合、集中、融合的發(fā)展過程最終實(shí)現(xiàn)車載計(jì)算機(jī)和汽車云計(jì)算為中心的架構(gòu)設(shè)計(jì)。不過尼科森指出，通用在新一代電子電氣架構(gòu)開發(fā)過程中也供應(yīng)商進(jìn)行了深入探討，它能夠在全球范圍內(nèi)跨品牌應(yīng)用于不同車型，有效優(yōu)化全球產(chǎn)品陣列，目前來看是比較合適的解決方案。這套架構(gòu)可以說是混合式的，它確實(shí)存在應(yīng)用于某個(gè)域的主導(dǎo)控制器，例如控制發(fā)動機(jī)、電氣化的驅(qū)動控制器。同時(shí)也有基于位置的控制器，比如車輛尾部控制模塊主要負(fù)責(zé)管理車輛尾部的功能。

? ? ? ? ?汽車電子電氣架構(gòu)演進(jìn)趨勢 | 博世 Bosch

其實(shí)如果就整車 OTA 的功能實(shí)現(xiàn)來看，通用作為傳統(tǒng)汽車制造商，比特斯拉為代表的新造車勢力們還是落后了不少。而為何從 2015 年就開始部署，要四年后才推出新一代的電子電氣架構(gòu)？當(dāng)時(shí)馬可·睿思的回答是「安全」。因?yàn)樵谕ㄓ每磥?，軟件的關(guān)鍵作用及其對車輛的重要性不容小覷，在無法有十足把握的情況下不會盲目為用戶推送對制動、剎車等關(guān)鍵系統(tǒng)進(jìn)行 OTA 的功能。

而現(xiàn)在將 Globl B 大方地介紹出來，并給出了上車的規(guī)劃時(shí)間，說明通用已經(jīng)解決了關(guān)鍵性的安全問題。據(jù)尼科森介紹，全新一代電子電氣架構(gòu)對標(biāo)的是航空系統(tǒng)，充分考慮了從當(dāng)前到未來的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)，通過增加多層保護(hù)來確保系統(tǒng)安全。

通用汽車是最早創(chuàng)建全球產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)信息安全組織的汽車制造商之一，Globl B 架構(gòu)由通用汽車全球團(tuán)隊(duì)共同開發(fā)，整個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)由 300 多名電氣、硬件和軟件工程師以及計(jì)算機(jī)科學(xué)家組成，研發(fā)過程中產(chǎn)生了 100 多項(xiàng)專利。而為了保證質(zhì)量和可靠性，通用對該架構(gòu)進(jìn)行了三種不同級別的驗(yàn)證測試，哪怕由供應(yīng)商負(fù)責(zé)的零部件驗(yàn)證，也是按照通用的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行。在早期模型階段，通用對整個(gè)電子架構(gòu)進(jìn)行了車輛環(huán)境驗(yàn)證，以確保其在車輛環(huán)境中工作。而臺架驗(yàn)證則貫穿了整個(gè)開發(fā)過程。

值得一提的是，位于通用汽車中國前瞻技術(shù)中心和泛亞技術(shù)中心的實(shí)驗(yàn)室也參與了這個(gè)新系統(tǒng)的驗(yàn)證和測試，確保它可以在中國的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中正常運(yùn)行。

其實(shí)早在 2009 年，通用就已推出 OTA 服務(wù)，但和絕大多數(shù) OEM 一樣，主要是通過其來實(shí)現(xiàn)車在通信和車載娛樂系統(tǒng)的更新。隨著新一代電子電氣架構(gòu)的推出，在安全性得到充分保障的前提下，通用車型即將迎來整車 OTA 時(shí)代，這不得不說是一次重要的跨越和進(jìn)步。

整車 OTA | 官方供圖

幾乎所有基于軟件調(diào)校的車載子系統(tǒng)都能在整個(gè)車輛生命周期內(nèi)通過 OTA 來實(shí)現(xiàn)升級更新，這意味著大多數(shù)用于發(fā)動機(jī)、變速箱、車載通信、車載娛樂、駕駛操控、車身控制的電子控制單元（ECU）都可以通過 OTA 升級。當(dāng)更新或升級通知將被推送到車載信息娛樂系統(tǒng)，消費(fèi)者可選擇立即更新升級，推遲或拒絕更新。?

除此之外，隨著全新電子架構(gòu)的應(yīng)用，通用未來的電動車也將因其強(qiáng)大的處理能力和能源效率而實(shí)現(xiàn)更高的續(xù)航里程。而從凱迪拉克開始，逐步推廣至通用旗下所有品牌車型上的 Super Cruise 駕駛輔助技術(shù)也將受益于新架構(gòu)高帶寬、快速通訊能力的優(yōu)勢。

未來五到十年，汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展對互聯(lián)和電子帶寬的需求將持續(xù)提高。毫無疑問，Globl B 全新一代電子電氣架構(gòu)的推出，將成為通用撬動智能網(wǎng)聯(lián)市場的核心力量，它對通用在整個(gè)新出行時(shí)代戰(zhàn)略的打通提供了非常扎實(shí)的基礎(chǔ)。

據(jù)悉，通用汽車全新一代電子架構(gòu)將在中國和北美市場同步推出。凱迪拉克 CT5 將是中國市場首款搭載這一電子架構(gòu)的車型，計(jì)劃 2019 年第四季度在中國上市。到 2025 年，通用汽車全球品牌中將有超過一半的車型搭載該數(shù)字平臺，使其成為通用在中國市場最主要的電子架構(gòu)。

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