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一家传统车企做智能汽车需要几步?

2019-11-29 13:01:33   【浏览】1850

发动机是20世纪整个汽车工业的技术核心。然而,随着软件的作用越来越突出,这种“硬件主导”的趋势正在逐渐淡化,整个行业的竞争规则也可能被改写。车辆电子设备和软件日益重要,这意味着系统架构的复杂性也将相应增加。根据麦肯锡提供的数据,2010年一些型号的软件代码行数量达到了1000万,但这一数字在2016年增加了15倍,达到约1.5亿行。

整个行业正在经历从“硬件定义”到“软件定义”的转变。与此同时,对汽车智能网络化的需求继续推动着汽车电子电气结构的改革。

汽车电子的底层硬件不再通过实现单一功能的单个芯片提供简单的逻辑计算,而是需要提供更强大的计算力支持。该软件不再基于固定硬件开发,而是具有可移植性、迭代性和可扩展性的特点。智能化和网络化共同推动了汽车电子电气结构的改革。一方面,汽车网络拓扑的优化和实时高速网络的激活,另一方面,ecu(电子控制单元)的功能被进一步集成到域控制器甚至车载计算机中。

也许对绝大多数消费者来说,我们看到的是特斯拉和新车制造商带来的性能和用户体验的升级,例如中央控制的大屏幕、语音助理的实时交互、便捷的服务,甚至是像使用iphone这样的关键功能的ota升级。汽车变得越来越像轮子上的手机。这种变化背后是对下一代电子电气架构的支持。

因此,特斯拉不仅在这一领域进行多维和深入的尝试,传统大型机工厂和一级供应商都在思考如何通过升级新一代电子电气架构来实现智能互联功能质量的突破。

2019年5月下旬,通用汽车宣布在底特律推出新一代电子架构,为公司未来汽车产品开发中的电气化、主动安全、车载娱乐、智能互联和超级巡航技术升级提供系统支持。新的电子架构将在凯迪拉克ct5轿车中处于领先地位,并将在2023年前广泛应用于通用汽车的全球车型中。

凯迪拉克ct5

近日,通用汽车全球电气化产品、系统和软硬件副总裁丹·尼克尔森(dan nicholson)接受了包括极客公园在内的多家媒体采访,就通用汽车新一代电子电气架构的发展、发展过程中遇到的困难和挑战以及架构的优势和特点进行了深入交流。

大脑和神经系统

电子建筑就像交通工具的“大脑和神经系统”。通过高效的系统集成管理,车辆可以承载更先进的技术,如电气化、主动安全、智能互联、自动驾驶等应用,并使这些应用运行更加安全和快速。”尼科尔森说。

之所以将其与汽车的“大脑和神经系统”相提并论,是因为与整个汽车平台不同,电子和电气架构连接、驱动和控制着汽车的几乎所有功能。它也是基于这样的“基础设施”,车辆可以确保所有子系统以有序和谐的方式协同工作。

丹·尼克尔森,通用汽车全球电气化产品、系统和软硬件副总裁

车载电子系统可以追溯到20世纪50年代。当时,电气元件刚刚开始应用到车辆上,车辆的某些部分主要通过一些电线连接,从而满足了一些车辆控制的简单要求。当时,它不能被称为系统。随着技术的快速发展,新的部件和功能开始集成到汽车中,电子系统开始变得越来越复杂。这需要工程师重新思考如何规划系统和数据传输方法来提高效率。

通用汽车公司在20世纪90年代首次开始开发电子架构来集成复杂的电线、传感器和控制模块。当时,通用品牌下的皮卡、轿车和suv产品使用相同的电子架构。进入21世纪以来,创新技术迅速推动了整个全球汽车工业的发展。汽车,像手机一样,被赋予了更多的期望。业界和消费者都希望在确保安全的前提下享受更多智能互联功能。然而,这需要一个更全面的电子架构,以更强的数据处理能力为基础。因此,通用的上一代电子架构就是在这样一个大背景下诞生的。目前,它涵盖多个通用品牌和开发平台,涉及不同的细分市场。

“对我们来说,这是向前迈出的一大步。这种内部代号为global a的系统大大提高了效率,使我们能够更集中地管理车辆功能。”尼科尔森告诉极客公园。“只是技术的迭代速度太快,特别是电气、智能和互联技术的发展超出了每个人的预期。然而,有必要将所有这些技术集成到车辆中,并对产品开发提出新的要求,特别是支持所有子系统智能通信和协作的“基础设施”。ゥ?

早在2015年,时任通用汽车全球产品开发主管、现任通用汽车总裁的马克·鲁伊斯(mark reuss)就透露,通用汽车正在开发一个全新的电子电气架构平台,代号为global b,其关键功能之一就是实现ota。当谈到整个新一代架构开发过程面临的困难和挑战时,尼科尔森表示,“主要关注点是如何全面调试系统,并完美集成所有应用程序。”因为确保电子架构网络安全的关键之一是信息验证,这就像控制器之间的语言,不仅需要通信,还需要加密通信。如果没有准确的信息验证步骤,这些控制器之间的通信将被中断。

据极客公园(GeekPark)(id:GeekPark)称,新的通用架构每小时可以处理高达4.5 tb的数据,比上一代全球a增加了五倍,借助100mbs、1gpbs和10gbps以太网,该架构可以实现车内和车外更快的通信。

利用智能互联网连接的核心力量

目前,汽车包含多达30到40个电子控制单元,几乎是十年前的两倍。这些电子控制单元可以控制车内的一切,从驱动系统到车门打开时点亮的小灯。因此,软件已经成为汽车工业的最新战场。这是保持汽车企业竞争力的关键。“通用的新一代电子电气架构整合了我们团队对车辆硬件和软件系统开发的思考和探索。”尼科尔森说。

博世之前已经发布了汽车电子电气架构的演进趋势图,即从最简单的模块化架构,经过集成、集中和整合的发展过程,最终实现了以车载电脑和汽车云计算为核心的架构设计。然而,尼克尔森指出,通用汽车在开发新一代电子电气架构的过程中也与供应商进行了深入讨论。它可以应用于全球不同品牌的不同型号,并有效优化全球产品阵列。目前,这是一个更合适的解决方案。这套体系结构可以说是混合的。它确实有一个应用于特定领域的主导控制器,例如控制发动机和电气化的驱动控制器。同时,还有基于位置的控制器。例如,车辆尾部控制模块主要负责管理车辆尾部的功能。

汽车电子电气结构的发展趋势|博世

事实上,通用汽车作为传统汽车制造商,在ota功能的实现上落后于特斯拉的新车制造商。为什么部署始于2015年,用了四年时间才推出新一代电子电气架构?当时,马克·里斯的回答是“安全的”。因为在通用汽车看来,软件的关键作用及其对车辆的重要性不可低估,制动和制动等关键系统的ota功能不会在没有完全保证的情况下盲目推给用户。

现在,全球b被慷慨地引入,并给出了上车的计划时间,这表明通用汽车已经解决了关键的安全问题。尼克尔森(Nicholson)认为,新一代电子电气架构以航空系统为目标,充分考虑当前到未来的网络安全风险,并通过增加多层保护来确保系统安全。

通用汽车是首批建立全球产品网络信息安全组织的汽车制造商之一。全球最佳框架由通用汽车全球团队共同开发。整个研发团队由300多名电气、硬件和软件工程师以及计算机科学家组成。在研发过程中已经产生了100多项专利。然而,为了确保质量和可靠性,全球机制对该框架进行了三个不同级别的核查测试。即使供应商负责零件的验证,也严格按照通用标准执行。在早期模型阶段,通用汽车在车辆环境中验证了整个电子架构,以确保其在车辆环境中工作。然而,工作台验证贯穿整个开发过程。

值得一提的是,位于通用汽车中国前瞻技术中心和泛亚技术中心的实验室也参与了新系统的验证和测试,以确保其在中国网络环境中的正常运行。

事实上,早在2009年,通用汽车就已经推出ota服务,但像大多数oem一样,主要是通过它来实现车辆通信和车辆娱乐系统的更新。随着新一代电子电气架构的引入,在安全得到充分保障的前提下,通用汽车将很快迎来整车ota时代,这应该说是一个重要的飞跃和进步。

几乎所有基于软件校准的车载子系统都可以在车辆的整个生命周期内通过ota升级和更新,这意味着大多数用于发动机、变速箱、车载通信、车载娱乐、驾驶控制和车身控制的电子控制单元(ecu)都可以通过ota升级。当更新或升级通知被推送到车载信息娱乐系统时,消费者可以选择立即更新、推迟或拒绝更新。

此外,随着新电子架构的应用,通用汽车未来的电动汽车也将因其强大的处理能力和能效而实现更高的巡航里程。从凯迪拉克开始,将逐步扩展到通用汽车所有品牌的超级巡航驾驶辅助技术,也将受益于新架构的高带宽和快速通信能力的优势。

在未来五到十年内,随着汽车技术的快速发展,对互连和电子带宽的需求将继续增加。毫无疑问,GLOBB新一代电子电气架构的引入将成为通用汽车利用智能互联网连接市场的核心力量。它为通用汽车在新的旅游时代完成战略提供了非常坚实的基础。

据悉,通用汽车的新一代电子架构将同时在中国和北美推出。凯迪拉克ct5将是中国市场上第一款搭载这种电子架构的汽车,计划于2019年第四季度在中国上市。到2025年,通用汽车一半以上的全球品牌将配备数字平台,使其成为通用汽车在中国市场的主要电子架构。

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