EEA的发展与挑战

在没有研究清楚前不要轻易的尝试，因为车的基本属性还是移动出行--题记

由盖世汽车、AUTOSAR组织、上海车展联合主办的2021第二届软件定义汽车高峰论坛暨AUTOSAR中国日在上海成功举办，本次论坛也是第十九届上海国际汽车工业展览会的同期活动。侯哥在本次论坛做了题为《EEA的发展与挑战》的主题演讲，本次演讲的主要内容：

大家好，我先自我介绍一下我的背景，其实我的背景决定了我现在很多东西，首先我在华为工作了好几年，在这个阶段，学习了通信的相关知识，还有嵌入式软件，后来去了西门子VDO，把零部件的开发逻辑和流程、跟主机厂打交道等，用亲身实践了一下。后来去了主机厂，换了一个视角去看整个汽车行业，我发现在不同的地方你看到的东西就是不一样的。

今天的主题还是我的本行——电气架构。先说两个关键词，一个就是芯片，还有一个就是软件，芯片最近火主要就是因为芯片的产能问题，还有美国的制裁导致了很多主机厂停工、停产。为什么芯片缺了整个主机厂就停了，包括大众这样的主机厂都能停下来？因为现在车上的芯片已经是不可缺少的器件。现在的车上有很多的控制器，每个控制器里面都有很多的芯片。

每个芯片都是现代汽车必要不可的组成部分，我一直觉得芯片和软件之间是相生的关系：没有芯片，软件就没有发挥的舞台，没有软件的话芯片也就缺乏发展的动力。今天稍微聊一下这个话题。



首先，还是从电气架构谈起，大家刚刚说了很多软件和硬件的东西，站在整车的角度来看，搞汽车电器的人看到的东西首先就是一个网络拓扑图，现在大家所谈的集中式架构都是站在网络拓扑图这个角度来说的，拓扑决定了很多东西。从CAN到以太网还是其他的总线，都反映了主机厂在新的技术使用方面在不停的提升进步，怎么说呢？其实底层逻辑还是芯片加上软件，因为没有芯片和软件支持的话，各种进步都是不可能实现的。

从电气架构来讲，咱们现在车上的这些线束、控制器布置、电源如何分配等，都是纯粹的物理上的东西，这些物理上的东西和整车的网络拓扑图也都是直接相关的。控制器中的软件决定了车的很多功能，而控制器和各种总线本身还是一个物理部件，需要在车上进行相应的布置，当车上的控制器数量多了以后，就会导致布置难度及整车成本的大幅度增加，这些都是可以看得见的东西，也就是冰山上的一些东西。

冰山下是什么东西？首先是功能，造车的最终目的是为了赚钱，如何赚钱？要给消费者提供多样的功能，提供吸引他们的功能，还有比较好的性能，这些才是大家买车时最关注的东西，至于你是什么样的电气架构、上不上以太网等等，消费者不知道，也并不在意。我一直觉得功能设计、功能逻辑设计，包括用户体验的设计，这部分才是主机厂的核心竞争力。

现在，大家可以看看各个大OEM厂最大的差异点在什么地方：使用体验不一样，功能取舍也不一样。同样一个锁车功能，对于新势力——就像特斯拉，连车钥匙都取消了，但传统主机厂还是带着两个遥控钥匙。其实，现在大家都在琢磨蓝牙、人脸识别、指纹、瞳膜等新技术，但是落地的却不多。我们讨论各种各样的概念，比如什么软件定义汽车，这些概念本身还是比较虚的，最终还是要落实到真正的功能上。

正向设计的最下层是软硬件的实现，关于软件大家已经讲的很多了，这里不多赘述。但是这部分其实是国内主机厂面临的最大挑战。以前主机厂的核心能力就是设计各种功能，找到零部件供应商向它们提出需求，让他们把以前设计好的东西进行修改，然后进行系统的集成，这样就拼出了一辆车。大家虽然看到的每个车的仪表盘不一样，还是座椅的控制器不一样，但是这些东西对于供应商来说很多都是平台化的产品，主机厂只是根据自己的需求给供应商提了一些特别的需求，供应商们进行修改。我们国内主机厂以前做的软件很少，但是最近几年各大主机厂都开始逐渐的“服软”，逐渐开始做很多的软件开发工作。这部分挑战是很大的，后面我们可以说一下。



这是目前被广泛使用的传统架构，中央网关GW通过总线连接各种各样的ECU控制器，从而实现整车的功能。这个架构目前还是可以满足绝大多数的需求，包括智驾的功能，你不上L3没有什么大的问题。网关如果加上一条以太网，再加上一个T-BOX，就可以和云端的进行实时的数据传输。但现在大家都比较激进，我一直觉得跑的有点快。



现在这种分布式的域控制结构非常火，很多主机厂已经实现了，包括吉利领克系列，它基本就是这样的架构。现在国内的很多主机厂也在做这种架构。但有些新势力想要直接跳过去，往集中式计算加上区域控制的方向去。



据我所知现在很多主机厂都在进行相应的研究和开发，包括大家提到的特斯拉，它的架构跟这个相比还有很大的差异，只是把BCM分为左边右边，以太网使用的也不多。它的集中计算也做的不太好，只是把多媒体和智驾两个功能放到了一个盒子里面而已，只是形式上进行了集中，但实际在芯片层级还是分立的。区域的控制方式现在各大主机厂都在进行相应的研究，但大家在这部分比较谨慎。你如果把一个BCM的各种传感器和执行器和底盘ESP的传感器、执行器放在一起控制的话，这个控制器就要把车身的控制和底盘控制都融合起来。这在目前是很难的事情，因为底盘核心技术是博世、大陆两家所掌握的，他们如果不把代码贡献出来，别人很难进行集成，包括特斯拉也没有做到。



这是我对未来架构趋势的畅想，分布式的电气架构会长时间存在，因为它可以满足市面上绝大多数客户对车的基本需求，目前绝大多数人对智驾的功能需求不是特别强烈。大家对自动驾驶功能接受度还需要时间来培育，不可能一下就进化到所有车不需要司机的阶段。

另外，如果加上那么多酷炫功能，整车的成本也就上来了。大家可以看一下最近卖的最火的电动车是什么，不是特斯拉，而是五菱，这种低端需求才是占量最大的。如果让3万的车跑面向服务的架构，这个成本有点太高了。这些所谓域控制式、集中式都是逐渐的渗透过程，根据摩尔定律，将来芯片算力会不停的提升，价格也会不停的下降。当两者达到某一个点的时候，这种新的电气架构才会真正的大规模普及。现在很多新势力在不停的宣传这些概念，我觉得这个纯粹是为了吸引流量。对于传统的主机厂而言，一定要看清本质，不能随便的跟风。



这个是我自己发明的一个词：IPO。整车可以抽象为输入、处理和输出，无论是什么样的电气架构、控制器，完成的都是这些东西。为什么电气架构会一下子从传统发展几十年的架构，发展到现在大家都想做一个大脑的集中式电气架构？我的想法是这样，首先由于智驾功能兴起，它所需要的雷达和各种其他传感器，都是海量数据的传输和处理，数据传输要求总线要能够支持，CAN总线已经不能满足需求，需要一种吞吐量非常大的新传输方式，所以车载以太网也就发展起来了，现在百兆和千兆的以太网都已经量产了。

为什么高性能计算机这么火？因为上面说的这些大数据需要非常强的计算能力，计算能力怎么实现？只能靠芯片实现。最近听说宝马明年会推出一款车，它做了一个超级大的盒子，里面有好几个高算力的芯片。对于宝马来说，由于它的车价格比较高，利润率比较高，他可以进行一下尝试的。但对于10万元的车，你要尝试这样的东西，这在经济上就有些不划算。因为造车、卖车最终是为了赚钱，不是炫技，炫技也是为了吸引一些流量。我总是告诫自己不要为了追求技术而忘记商业目的。



SOA也是今天的主题之一，大家谈的非常多。具体什么是SOA，这里不多解释了。概念炒的特别火，但SOA真的能让车发生天翻地覆的变化吗？我暂时是持怀疑态度的，因为现在交流下来各大主机厂和主要的软件提供商对SOA上究竟可以跑什么样的服务、能够实现多少功能，都是抱着摸索的态度和尝试的态度。前段时间某车企的发布会，宣布要构建生态圈、平台。大家可以看一下开放出来的服务，真正的车控至少目前还没有办法做成服务。另外这些东西是否真的需要做成服务？另外，做成服务之后安全性如何解决，如果把刹车和专项做成服务，那这样理论上我刷了一个程序就可以控制你的转向、刹车，这个直接关系到了生命安全。在没有研究清楚前不要轻易的尝试，因为车的基本属性还是移动出行。


SOA的概念特别好，但它对于主机厂是一种全新的技术，对于很多供应商也是全新的技术。原来的车都是一条总线发来发去的消息，现在有Method、Event、Fields等各种各样的新方式了，这些是很多传统汽车人所不了解的。对于全新的东西，在你没有搞清楚它究竟是什么前，你也不知道如何掌控它之前大规模投入，而且是all in，这个风险还是有点大。


SOA对电气架构的挑战，首先是整个通信网络方面。在控制器上加一两条以太网不是什么大的问题。因为车载以太网的相关技术已经比较成熟，难的是怎么在以太网上跑各种各样的功能，安全可靠的传递各种各样的消息。我们用手机上网，消息延迟一下根本无所谓，你可以非常耐心的等。但在车上的刹车信号和转向信号等，稍微延迟几百毫秒可能都会造成生命的损失。关于主机厂和供应商，我觉得这是共同的挑战，在新的电气架构上，目前已经可以有计算和传输能力都很强大的基础设施，但软件和各种各样的功能设计如何能匹配这样的电气架构，才是特别难的事情。



这是我一直想公开批判的东西，很多人用手机+四个轮子或者四个轮子上扣一个手机来形容未来的智能汽车，我一直不知道用什么形容词来形容这种思想。首先手机上的平台化大家都觉得特别好，说到面向服务的电气架构，大家总把安卓类比AUTOSAR的AP。我觉得软件层面你可以这么想，但硬件层面是完全不一样的东西，手机上的外设屈指可数的，但汽车上外设达到了几百上千个，一辆车线束的回路数可能都是上千个。刚才提到IPO模型，无论使用了几个计算机，这些输入和输出不可能大幅度的消除，因为无论如何你还是需要一些驱动电路和线束来把传感器的各种各样的信号收进来，然后再对执行器等进行控制。集中和区域控制的方式对线束的减少肯定是有帮助的，但是对ECU的减少的帮助就不大，因为无论如何Input和Output都是需要ECU来控制。



这里说一说做电子电气架构或者主机厂转型需要的基本能力或者基础。大家现在讨论SOA，还是软件定义汽车，你不要只是讨论概念，这个概念非常清楚：大家期望将开发模式变革，还有盈利模式进行变革，把产业链的利益进行重新分配。但这些东西都还是美好的想法，如何去实现呢？

首先你要有一个美好的愿景，想清楚将来在这个行业内想靠什么活着，靠什么进行赚钱，跟别人进行竞争。如果今天这么想，明天那么想，那最好是什么也不要做，这样最安全。你一旦想清楚方向，然后匹配各种技术开发、管理和机构组织变革，这样才有意义，否则每天看着PPT不会得到任何实际的结果。



我虽然是做技术的，但我一直觉得技术在目前变革期不是最重要的，最重要的是愿景，其次是管理。因为在你想清楚做什么之后，剩下需要做的就是如何把整个组织能力建立起来，让组织可以适配美好的想法，这才是最难的。因为做组织变革一定会牵扯到很多人的既得利益。管理不只是组织机构的变革，管理无非是PMT，流程、方法和工具，让整个组织都能适应你的美好愿景。想清楚做这个事情分成多少步骤，涉及到什么角色，这个角色从什么地方来，再把体系构建起来。

还有方法论，你如何分解服务、定义服务、功能设计等等，这些都需要新的方法论，包括前阶段比较火的基于模型系统工程，这些都是方法论。工具链建设是必不可少的。现在各个主机厂都已经把车辆结构设计数字化了，但在软件设计、电气架构设计方面，真正数字化的并不多，大部分还是拿着Word、Excel进行数据的交流。在将来软件更新迭代特别快的时代，工具链非常重要。一个比较大的域控制器，整个需求可能有上万条，如果全部用Excel管理，那么，最后哪些实现了，哪些没有实现就很难统计，结果只能是通过不断的测试才能发现问题，而且产品投放到市场后问题还在不断的涌出，这样的成本是非常高的，工具的投入一定要舍得花钱。



虽然大家都在讨论技术，但我觉得技术不是特别难搞的东西，只是需要时间来验证和打磨。因为毕竟有这么多专业的供应商已经做了相当多的研究，社会发展的阶段越高，大家分工合作就需要更加的明确，但是现在的趋势是主机厂要把原来的Tier 1供应商做的很多事情自己做，就好像原来主机厂直接去买楼回来，现在就是要参与整个楼的设计，还有装修施工全都做了，这样涉及到的人的能力就不一样。刚才那位兄弟说，咱们现在整个市场上的人才特别少，原来的主机厂都不需要软件工程师，现在所有的主机厂都需要大量软件工程师，在中国就至少有十几家、二十几家。目前大家宣布出来的机会都是一千、两千甚至更多。这就直接需要整个行业的劳动力圈提供好几万的软件工程师，还有系统工程师，现在，抢人已经成为了主要任务。

这是需要所有主机厂都需要解决的问题，你如果没有人的话，做软件是很难的。这至少需要两个层次的人，一是具有整体架构设计的人，还有一个是进行代码实现的工程师，每一层都需要很多人。

刚才说抢人需要钱，做一个全新电气架构的设计，去做新的控制器的开发，更加需要钱。主机厂需要付给供应商开发费、买各种基础软件就需要花大量的钱。咱们现在主机厂的利润才多少？国内虽然卖了两千万的车，但是国产车的份额也就只有30-40%，扣除利润率非常薄的车，剩下的利润率高的车型就非常少了。所以资金问题如何来解决是特别大的问题。小米说我有上千亿现金，可传统的主机厂没有这么多现金怎么玩下去？这都是主机厂要去解决的问题。



这个时代的变化，远远比我想象的快，在三年前谈这些电气架构的时候，HPC等都是只存在于PPT上的概念，但是现在已经马上量产了，所以我们只能不断努力地学习，跟上这个时代的步伐。


参考：
https://m.gasgoo.com/news/70251851.html