摘 要：智能網(wǎng)聯(lián)作為汽車行業(yè)的重要發(fā)展趨勢，是實現(xiàn)汽車行業(yè)新四化技術(shù)改革的關(guān)鍵性支撐技術(shù)。創(chuàng)新升級智能網(wǎng)聯(lián)汽車操作系統(tǒng)核心技術(shù)，不但是落實國家戰(zhàn)略要求，實現(xiàn)汽車制造強(qiáng)國目的，更是掌握自主研發(fā)核心技術(shù)，打破發(fā)達(dá)國家對我國技術(shù)封鎖的重要途徑?，F(xiàn)階段而言，隨著汽車的智能化程度越高、功能越豐富，其對操作系統(tǒng)的要求也越來越高，多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的重要性愈發(fā)凸顯。基于此，文章在智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對多域電子電器架構(gòu)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，指出了當(dāng)前我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子電器架構(gòu)技術(shù)的優(yōu)勢，并對智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子電器架構(gòu)技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：智能網(wǎng)聯(lián) 汽車 多域電子電器架構(gòu)技術(shù) 挑戰(zhàn) 趨勢

截至2023年9月底，全國機(jī)動車保有量達(dá)4.3億輛。由此可見，汽車早已經(jīng)成為絕大部分人可以負(fù)擔(dān)起的消費品，而非奢侈品。在我國汽車數(shù)量不斷提高的背景下，汽車行業(yè)的競爭態(tài)勢尤為劇烈，隨著消費者對汽車要求越來越多元化，如汽車空間、動力、油耗、安全性等內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對于汽車智能化要求越來越突出，是消費者購買汽車的重要影響因素。在汽車行業(yè)智能化、電動化、共享化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展過程中，電子設(shè)備的數(shù)量呈爆發(fā)性增長的趨勢，汽車電子電器架構(gòu)技術(shù)成為提高汽車產(chǎn)品市場競爭力的核心，尤其是多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，更是有效地降低了汽車的生產(chǎn)制造成本，提高汽車性能與效率。因此，加強(qiáng)對智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子電器架構(gòu)技術(shù)發(fā)展的研究，可以為汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步智能化、網(wǎng)絡(luò)化、電動化、共享化發(fā)展注入內(nèi)在動力。尤其是在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子電器架構(gòu)技術(shù)是汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的技術(shù)支撐，能否掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子電器架構(gòu)技術(shù)，是汽車行業(yè)格局重塑格局中占據(jù)優(yōu)勢地位的關(guān)鍵。

1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)概述

1.1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車

智能網(wǎng)聯(lián)汽車（Intelligent Connected Vehicle，ICV），就是以傳感器、控制器、執(zhí)行器等控制系統(tǒng)，結(jié)合車載通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)成的智能駕駛系統(tǒng)，能夠有效地實現(xiàn)環(huán)境高度感知、發(fā)揮智能輔助、增強(qiáng)協(xié)同控制等功能，從而為用戶帶來安全、高效、智能等駕駛體驗。目前來說，ICV技術(shù)主要由智能化與網(wǎng)聯(lián)化兩方面的內(nèi)容構(gòu)成，具有高度的智能化，可以實現(xiàn)脫離網(wǎng)聯(lián)信息而進(jìn)行自主駕駛，由低到高可以實現(xiàn)輔助駕駛到完全自動駕駛。智能網(wǎng)聯(lián)汽車通過車載通信設(shè)備進(jìn)行信息之間的交互，如網(wǎng)絡(luò)輔助信息、協(xié)調(diào)感知、協(xié)同決策與協(xié)同控制。為了滿足消費者的多元化需求，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能愈發(fā)豐富，對于其核心技術(shù)電子電器架構(gòu)技術(shù)的要求越來越高。可以預(yù)見的是，隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能駕駛的程度越來越高，應(yīng)用場景越來越復(fù)雜與豐富，對于智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子電器架構(gòu)技術(shù)的要求將會進(jìn)一步增大。因此，加強(qiáng)對智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子電器架構(gòu)技術(shù)發(fā)展的研究，有利于我們優(yōu)化與完善ICV系統(tǒng)功能，促進(jìn)我國汽車行業(yè)完成新四化技術(shù)改革升級，為我國汽車行業(yè)的發(fā)展提供關(guān)鍵核心的技術(shù)支撐[1]。

1.2 多域電子電器架構(gòu)技術(shù)

汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)可以說是現(xiàn)階段汽車發(fā)展的基礎(chǔ)，是支撐汽車智能化發(fā)展的關(guān)鍵。目前來說，汽車底盤架構(gòu)與傳統(tǒng)的機(jī)械架構(gòu)不同，其承載著更多的功能性設(shè)備，如感應(yīng)器、傳感器、控制器以及各種線束，從而才能實現(xiàn)智能輔助駕駛以及其他功能。隨著汽車智能化發(fā)展程度越高，汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的重要性就越發(fā)重要，通過各種不同功能設(shè)備的有效結(jié)合，不但可以實現(xiàn)汽車架構(gòu)的簡化，還能夠提高汽車的運(yùn)行效率，為用戶提供完美的駕駛體驗。汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)隨著科技以及用戶的需求而不斷地進(jìn)行變化，完整的汽車電子電器架構(gòu)的開發(fā)，主要有以下幾個層面，如需求定義、邏輯功能架構(gòu)設(shè)計、軟件、硬件架構(gòu)設(shè)計以及線束設(shè)計等。在智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)中，E/E架構(gòu)技術(shù)可以說是最有效的技術(shù)之一，對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的綜合性能有著重要的影響。

E/E架構(gòu)作為ICV系統(tǒng)的頂層設(shè)計之一，E/E架構(gòu)的定義就是為了提高汽車整體性能，整合優(yōu)化汽車電子電器組件的結(jié)構(gòu)性能，提高軟硬件系統(tǒng)的運(yùn)行效率，最大程度上對汽車組件之間、組件與整車之間的關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)，為其提供相應(yīng)的指導(dǎo)設(shè)計與演變原則。加強(qiáng)對智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的研究，可以有效發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的不足，并結(jié)合智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展趨勢，確定智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的發(fā)展重點。綜合來說，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展是推進(jìn)我國汽車行業(yè)新四化的關(guān)鍵，而多域電子電器架構(gòu)技術(shù)則是智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的重要推動力，這為我國E/E電子電器架構(gòu)技術(shù)的發(fā)展注入了內(nèi)在動力的同時，也是E/E架構(gòu)設(shè)計必須面臨與解決的挑戰(zhàn)。

2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，E/E架構(gòu)主要劃分為三種模式，分別是分布式、域集中式以及中央集中式架構(gòu)模式。

2.1 分布式架構(gòu)

E/E分布式架構(gòu)，主要是結(jié)合汽車具備的功能對不同的控制器網(wǎng)段進(jìn)行劃分。每一個電子控制單元的應(yīng)用都是在滿足特定功能需求基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)的，電子控制單元之間的信息傳遞主要依靠CAN總線完成，從而實現(xiàn)對整車性能的優(yōu)化。在該架構(gòu)中，每一個電子控制單元都負(fù)責(zé)一項具體的功能，而在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上具有上百個電子控制單元。這些電子控制單元不但可以直接驅(qū)動對應(yīng)的執(zhí)行器與傳感器，還承擔(dān)了業(yè)務(wù)功能的復(fù)雜控制邏輯。通過軟硬件的緊密結(jié)合，在對每一個功能進(jìn)行擴(kuò)展時，都需要增加相應(yīng)的電子控制單元與通信信號。該架構(gòu)因為受限于電子控制單元擴(kuò)展計算能力、功能升級較為困難等問題，導(dǎo)致汽車整體性能提升較為困難。另外，隨著電子控制單元數(shù)量的增多，對應(yīng)的線束也會增多，在無形之中增加了汽車成本，車內(nèi)空間及裝飾也存在著一定的制約[2]。

2.2 域集中式架構(gòu)

域集中式架構(gòu)的出現(xiàn)得益于高算力芯片低成本生產(chǎn)的契機(jī)，再結(jié)合車載以太網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步成熟，域集中式架構(gòu)為傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)在安全、擴(kuò)展性等方面限制提供了突破的契機(jī)。域集中式架構(gòu)的開發(fā)思路基本上就是將數(shù)量眾多的電子控制單元的功能按照屬性進(jìn)行聚類，根據(jù)聚類部署相應(yīng)的域控制器進(jìn)行主控。域集中式架構(gòu)中典型的架構(gòu)模式為中央網(wǎng)關(guān)的域集中架構(gòu)，該架構(gòu)通過域控制器負(fù)責(zé)相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)處理與決策，對所屬域下面的傳感器、執(zhí)行器等進(jìn)行管理。多域之間的數(shù)據(jù)信息交互則通過中央網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)。該架構(gòu)模式可以有效地提高信息交流的安全，加強(qiáng)域間的數(shù)據(jù)信息交互能力。相比于傳統(tǒng)的電子控制單元，域控制器的軟硬件設(shè)施計算能力更強(qiáng)，支持的軟件接口也相對較多，從而實現(xiàn)了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的系統(tǒng)功能集成度的提升。至于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的通信方面，域間信息交流傳遞以以往太為主，通信速度與效率大幅提升。

2.3 中央集中式架構(gòu)

中央集中式架構(gòu)的出現(xiàn)，是為了進(jìn)一步簡化智能網(wǎng)聯(lián)汽車內(nèi)容結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，最大程度發(fā)揮出算力的作用，對汽車組件的成本進(jìn)行控制，實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全性的提升。該架構(gòu)式將域集中架構(gòu)中的域控制器進(jìn)行進(jìn)一步的融合，從而構(gòu)成一個或多個算力更強(qiáng)的中央計算控制平臺。在中央集中式架構(gòu)中，傳感器、執(zhí)行器等內(nèi)容不在根據(jù)功能屬性進(jìn)行部署，而是按照物理屬性進(jìn)行劃分，將其接入?yún)^(qū)域控制區(qū)。該架構(gòu)中，數(shù)據(jù)信息的采集與執(zhí)行都是通過區(qū)域控制器進(jìn)行分流傳輸，由中央計算控制平臺完成計算。區(qū)域控制器最大的作用便是進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的采集、通信協(xié)議轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。通過以太網(wǎng)將多個區(qū)域控制器形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，最大限度確保通信安全可靠。該架構(gòu)因為簡化了傳感器、執(zhí)行器等組件的布局結(jié)構(gòu)，可以有效的縮短線束長度，通過利用中央計算控制平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的處理與決策，是現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)。

3 智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的優(yōu)勢

簡單來說，以E/E架構(gòu)技術(shù)為例，智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，由分布式架構(gòu)向域集中式架構(gòu)在向中央集中式架構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，其優(yōu)勢異常明顯。第一，更為集中化的算力。智能網(wǎng)聯(lián)汽車在行駛過程中，執(zhí)行計算工作的基本上就只有部分芯片，大部分獨立功能區(qū)域的電子控制單元在不運(yùn)行時，算力處于閑置狀態(tài)，這會導(dǎo)致算力的浪費。而通過集中機(jī)構(gòu)的方式，可以最大程度上發(fā)揮處理器的算力，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，并為用戶帶來全新的駕駛體驗。第二，交互功能的統(tǒng)一，提高智能網(wǎng)聯(lián)汽車整體功能的協(xié)同。相對于分布式架構(gòu)而言，集中式架構(gòu)最大程度上減少了軟硬件的耦合基礎(chǔ)，降低了電子控制單元的數(shù)量，使得智能網(wǎng)聯(lián)汽車在真正意義上實現(xiàn)了正常性能的最大化開發(fā)，有利于降低整車的開發(fā)、升級成本。第三，有利于降低智能網(wǎng)聯(lián)汽車線束長度，從而降低智能網(wǎng)聯(lián)汽車故障率。傳統(tǒng)的分布式機(jī)構(gòu)，因為電子控制單元較多，線束較長，線束之間存在著一定的電測干擾，導(dǎo)致智能網(wǎng)聯(lián)汽車的整體故障率較高。而采用集中式架構(gòu)，則可以減少電子控制單元數(shù)量，縮短線束長度，減少線束之間的干擾，從而降低整車的故障率。第四，有利于智能網(wǎng)聯(lián)汽車平臺化發(fā)展，增強(qiáng)只能網(wǎng)絡(luò)汽車的擴(kuò)展性。在集中式架構(gòu)下，電子控制單元的作用最弱化，傳感器、執(zhí)行器等接口實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化發(fā)展，域控制器與區(qū)域控制器可以根據(jù)實際的需要進(jìn)行不同匹配方案的設(shè)置[3]。

4 智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的發(fā)展趨勢

智能網(wǎng)聯(lián)汽車注定是汽車行業(yè)必然的發(fā)展趨勢，其智能化程度越高，對算力的要求就越強(qiáng)烈，就必須需要更多的傳感器件的支撐。對于未來的智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)來說，隨著各項現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)的成熟與應(yīng)用，為多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展完善提供了支撐。通信技術(shù)的發(fā)展，使得智能網(wǎng)聯(lián)汽車內(nèi)容通信延遲有效降低，提升了智能網(wǎng)聯(lián)汽車整體運(yùn)行效率，中央集中式架構(gòu)模式的應(yīng)用，更是推進(jìn)了智能網(wǎng)聯(lián)其持續(xù)愛你跟著云端集中進(jìn)行演變。隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載服務(wù)器的研發(fā)，其高性能的處理能力既可以豐富車載功能軟件的應(yīng)用，更為第三方服務(wù)平臺提供了載體，有利于進(jìn)一步落實移動概念，為用戶帶來更完美的終端體驗。這是我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車多余電子電器架構(gòu)技術(shù)發(fā)展的主要趨勢，具體內(nèi)容為以下幾個方面：

4.1 制定明確的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑

第一，加強(qiáng)國產(chǎn)自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品的研究，并為其提供相應(yīng)的政策性支持，從而引導(dǎo)車企將多域電子電器架構(gòu)技術(shù)作為未來的核心研究方向，打破西方發(fā)達(dá)國家對我國的技術(shù)壟斷，為我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車的進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。第二，加強(qiáng)與國內(nèi)外企業(yè)的深入合作，加大智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的研究創(chuàng)新，完成汽車芯片國產(chǎn)化，提高多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的先進(jìn)性，推動我國軟硬件一體化計算控制平臺的研發(fā)。第三，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的發(fā)展中，要對軟件標(biāo)準(zhǔn)的兼容性進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范，優(yōu)化電子電器架構(gòu)技術(shù)下操作系統(tǒng)技術(shù)，形成技術(shù)優(yōu)勢[4]。

4.2 加強(qiáng)對多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的研究

首先，以重大項目的形式，加強(qiáng)對汽車操作系統(tǒng)關(guān)鍵核心技術(shù)的研發(fā)，為汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展與商業(yè)化運(yùn)作奠定基礎(chǔ)。其次，加強(qiáng)對汽車企業(yè)的引導(dǎo)，支持汽車企業(yè)實現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新，整合各種的優(yōu)勢資源，實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的共研共享，創(chuàng)立汽車產(chǎn)業(yè)融合創(chuàng)新平臺。第三，汽車企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)與高校、科研機(jī)構(gòu)的深入合作，成立智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)實驗室與技術(shù)創(chuàng)新中心，形成產(chǎn)學(xué)研用一體化運(yùn)作模式的同時，加快相應(yīng)成果轉(zhuǎn)化，提高我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的競爭力。

4.3 制定統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)

第一，針對我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)中軟件標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范的問題，要建立統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，為相關(guān)軟件的發(fā)展進(jìn)行引導(dǎo)與規(guī)劃。第二，結(jié)合國際先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)化實踐經(jīng)驗，制定符合我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)發(fā)展需求的操作系統(tǒng)行業(yè)規(guī)范，從而形成科學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)、先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)體系與評價體系。第三，對制約智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)發(fā)展的問題進(jìn)行優(yōu)化解決，如跨平臺、跨系統(tǒng)集成應(yīng)用兼容性較差的問題，從而為我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車操作系統(tǒng)的多段部署、跨域鏈接、信息融合與應(yīng)用奠定基礎(chǔ)[5]。

4.4 重視信息安全防護(hù)

在智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的發(fā)展中，為了更為有效的解決智能網(wǎng)聯(lián)汽車架構(gòu)失效隱蔽性與突發(fā)性的問題，要對冗余架構(gòu)下的傳感器、控制器與執(zhí)行器等進(jìn)行優(yōu)化完善，逐步探索與建立高效精準(zhǔn)的檢測方法，從而更為快速的查找故障原因，并在此基礎(chǔ)上形成先進(jìn)的主動重構(gòu)控制機(jī)制，從而確保智能網(wǎng)聯(lián)汽車在突發(fā)性故障的同時，能夠保持一定的正常行駛的能力，確保用戶的安全。同時，為了保證智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛的安全性，要加強(qiáng)其網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)與信息安全的防護(hù)，以外部聯(lián)網(wǎng)、域間控制、車載網(wǎng)絡(luò)通信、控制器等方面的安全，打造高效、精準(zhǔn)、多維的防護(hù)體系。

5 結(jié)語

智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為汽車行業(yè)的主要發(fā)展趨勢，現(xiàn)階段智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)主要朝著分布式架構(gòu)—域集中式架構(gòu)—中央集中式架構(gòu)的方向發(fā)展，多域電子電器架構(gòu)技術(shù)的重要作用愈發(fā)凸顯。而隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車多域電子電器架構(gòu)技術(shù)未來逐漸會向著拓展域與復(fù)合域進(jìn)行過度，因此，我們要把握時代發(fā)展機(jī)遇，明確汽車行業(yè)發(fā)展路徑，加強(qiáng)對多域電子電器架構(gòu)核心技術(shù)的研究，制定統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，重視信息安全防護(hù)，從而在創(chuàng)新多域電子電器架構(gòu)技術(shù)發(fā)展的同時，保證智能網(wǎng)聯(lián)企業(yè)的安全性，為用戶提供良好的駕駛體驗。

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