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提到汽車的電子架構,大家相對比較陌生。的確,比起「看得見摸得著」的動力總成架構,或者是底盤平台架構,電子架構無法直觀的體現在車輛上,但是,它卻又是現代車輛中最為重要的組成部分。汽車工業的百年發展,主要就體現在電氣化方面,將各個系統都變為複雜的電子控制,引入了越來越多的控制ECU,而電子架構就直接決定著這些ECU之間怎樣交互協作,從而直接影響到整車的表現。舉個例子,如果把這些控制ECU比作身體的各個部位,那麼電子架構就像人體的神經網路,只有神經網路通暢了,才能有效的保障身體各個部位的正常工作。
既然電子架構如此重要,全球各大汽車廠商自然不會懈怠,都紛紛推出了自己的新一代電子機構,尤其是面對未來無人駕駛等先進技術的儲備上,都用電子架構來率先鋪路。而恰好前不久,汽車巨頭通用,就在國內正式發布了自己全新一代的電子架構。通用汽車全球電氣化產品、系統及軟硬件副總裁丹·尼科森(DanNicholson)在發布會上展示了全新電子架構的特點,雖然發布會時間不長,但帶來的信息量卻非常大,讓人眼前一亮,下面就讓我們一起,來一起看看通用的全新一代電子架構是怎樣的?
一套能適應不同車型的架構
隨著智能化的發展,高度集成化的電子控制架構概念越來越火,典型的就是最近熱議的「域控制器」概念。簡單來說,就是把原來每個ECU來單獨完成的扁平化的架構,都往上層轉移,從而達到集中控制的目的。舉個例子,以前底盤中,轉向EPS,制動ESC,空氣懸架等等ECU各自控制各自的零件,現在都由一個底盤域控制器來完成,而EPS,ESC,空氣懸架等ECU只充當一個執行機構,完成域控制器的指令。這樣做的好處就是控制高度集成統一,但是往往在電子架構的設計上非常複雜,並且在硬件的支持上要達到統一,也就是說,只適合於某些車型,一般車型或者低端車型由於成本受限,無法搭載。
而通用全新一代的電子架構並沒有完全按照這個概念來設計。通過現場對工程師的詢問得知,由於通用旗下品牌車型眾多,為了更好的照顧到普通車型,更好的做到適應不同車型,通用的電子架構採用了相對「融合」的方案,在某些部分進行了集中化的控制,但是在常用的地方,還是保留了原有的架構,從而達到了整個電子架構的優化,這樣以來,既可以適應一些未來高度自動化的功能,又可以搭載在普通常規功能的車上。
通信能力的大幅提升,為未來打下基礎
提到電子架構,就不得不說通信能力,它直接決定了能幹什麼事。就比如用100兆的寬帶可以看高清視頻,通信能力越強,就可以在相同時間內接受更多的信息,從而完成更多的動作。雖然目前來看,汽車上面的控制軟件都比較小,因此常見的CAN通信大概500kb/秒的通信速率可以滿足大部分功能。但是,如果放眼未來,無人駕駛功能場景,需要大量的實時信息交互,來應對複雜多變的環境。這個時候,即便CANFD(增強版的CAN通信)也可能無法滿足。而通用全新一代電子架構,在設計之初就考慮到了這些情況,做了大量的預留,據介紹,通信能力可以達到4.5TB/小時,數據處理能力相比目前提升五倍。在100Mbps,1Gbps 及10Gbps高速以太網的支持下,該電子架構能做到更快速的車內、外通信,極大地提升系統運行效率。
整車OTA,跨越全生命周期
OTA雖然不是什麼新鮮事物,但是在汽車上卻存在著一定的困難,一方面是需要打通不同ECU之間的軟件刷寫方式,因為這些ECU控制器往往來自不同的供應商;另一方面,還要考慮到不同部件的軟件升級需求,畢竟地圖需要實時更新,但是電子穩定系統ESC可能永遠不會更新。通用這次給出了整車OTA的解決方案,並且跨越整個生命周期。這就意味著,後續所有的優化更新,都可以「照顧「到老車,尤其是一些關乎行車安全的軟件更新,不需要費時費力的物理召回,只需要發布遠程升級就結束了,既保障了車主的安全,又可以更好的把控所售車輛的控狀態。
網路安全,最後一道防線
其實不管是高效的通信能力,還是做到整個的OTA升級,網路安全(cybersecurity)始終是最後一道防線。與電腦手機不同,千千萬萬行駛在路上的汽車一旦受到黑客攻擊,後果不堪設想,大家也都在電影中看到過相關的場景。因此,在電子架構的設計之初就需要考慮到網路安全,怎樣授權軟件電子簽名,怎樣存儲密匙,用什麼算法加密等等,都需要與每個ECU達成一致,這樣才能全方位的進行保護。通用的全新一代電子架構也不例外,對標航空系統,全新一代電子架構從設計之初就遵循了「安全至上」的原則,並針對網路信息安全提供了全方位的保護。
通用為什麼要研發全新的電子架構?
這一全新的電子架構將率先搭載於全球車型凱迪拉克CT5上,並於今年第四季度在北美及中國市場同步上市。而據了解,早在2015年通用汽車就開始部署全新一代電子架構的開發,為包括電動車、SuperCruise超級智能駕駛系統、智能網聯繫統在內的先進技術的應用來布局。而未來五到十年,汽車產業技術的快速發展將需要一個更強大的電子架構確保車上眾多子系統能夠彼此協作和通信,並提供更安全的網路防護。也就是說,有了全新一代電子架構的加持,很多新的功能,新的概念才能夠得以做到。如此看來,通用的「零事故、零排放、零擁堵」的願景並非一句簡單的口號,全新的電子架構正是做到這美好願景的基石。相信隨著時間的推移,會有越來越多的汽車廠商推出自己先進成熟的電子架構,而等到那個時候,也許我們就離未來更近了一步。
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