文章要点
1. 汽车电子电气架构的当前主流发展趋势为中央集成式架构。
2. 中央式架构可大幅减少线束用量，进而带来降本减重、简化逻辑控制、更新软件方便等优势。
3. 中央计算加上通信及边缘计算、在云计算基础上简化底层硬件的方案或将成为未来趋势。
本文核心观点：
考虑到功能安全性、实时性、带宽及算力，汽车的电子电气架构目前正在从分布式走向集中式。
中央式架构可减少线束用量，降低逻辑控制复杂度，扩大数据带宽并使软件更新更为方便。
鉴于车载算力存在一定上限，云计算、云平台的方案或将成为未来趋势。
一、新型电子电气架构的出现
目前汽车电子电气架构存在四大挑战：功能安全性、实时性、带宽及算力。
1. 功能安全性：和其他的消费级电器的元件不同，汽车首先需要考虑功能安全性；
2. 实时性：传感器的速度、车身功能的反应、自动驾驶及AI技术，都要配合车辆达到一定的实时性，与早先的庞杂信号传输不同的是，对传递效率提出更高要求；
3. 带宽：包括自动驾驶等技术，需要高带宽的大流量，对早先的分布式架构带来很大的挑战；
4. 算力：自动驾驶、车联网等，对整车的算力均有较高的要求，其要求甚至已远高于电脑硬件的算力水平。
由于以上四大挑战，智能汽车的电子电气架构目前正在从分布式走向集中式，最终极的形态将类似一个超级计算机。
近年来汽车电子电气架构存在各种多样化设计，各个厂家的技术路线并不一致。现今各种方案开始互相借鉴，逐渐形成了以中央式计算机的方案为主流的发展趋势。当前市场主要包括两种方案：一种是三域的架构，利用三个大型的域控制器实现车辆控制，国内造车新势力采用这种架构的较多；另一种是传统的分布式，分布式本质还是属于机电一体化的机械载具，而非数字化、信息化的半导体设备。若想将汽车设计成一个智能设备，首先需要实现集中式的架构，特斯拉的理念便是将车辆作为搭载软件的基础，只有基于集中式的硬件基础，才能实现将软件的所有架构基于服务和通信，而车辆本身仅是一个硬件，才能进而实现软件定义汽车。
二、三域式架构与中央式架构
(1) 三域式架构
指整车控制域、智能驾驶域及智能座舱域。车控域，主要指的是动力域、底盘域、车身域的整合，智能驾驶域和智能座舱域专注实现汽车智能化和网联化，分别简称VDC、ADC、CDC：VDC负责整车控制并实现高性能高安全性的要求，ADC主要负责自动驾驶相关的感知、规划、决策等，CDC主要负责HMI智能座舱的相关功能整合。这方面整车厂的参与情况，最典型的就是大众MEB平台在国外已经上市的ID3以及国内上市的ID4x的E3架构，E3架构采用三个车辆应用服务器（大众内部简称SAAS）组成了一个新型集中式的EE架构，包含车辆控制服务器、智能驾驶服务器和信息娱乐服务器三大部分。
(2) 中央式架构的优势
1. 可以减少线束的使用量，节省整车的相关安装位置和空间，可使车重及成本进一步降低；
2. 可以将控制逻辑的复杂度降低，并且可减少传感器和执行器的数量；
3. 可以进一步扩大数据带宽，减少相关配件的数量，简化生产线；
4. 软件的更新更为方便，只需要在车载中央计算器更新APP即可，不用单独更新各个执行器和传感器，可以实现OTA空中升级。
(3) 电子电气架构的关键——中央计算单元
中央计算单元可以分为三类：分离式、硬件隔离式、软件虚拟式。
1. 分离式的是将不同的芯片集成到一个中央的计算单元上，各自运行不同的操作系统，只是在形态上集中在一起，每个单元还是独立操作任务。
2. 硬件隔离式是指在统一的计算平台上同时运行多个操作系统，但是系统在硬件上进行隔离，每个系统都有自己专属的硬件资源或类型。
3. 软件虚拟式是指在一个计算平台上采用虚拟化的方案运行多个操作系统，用软件进行算力分配。
三、未来发展趋势
总的来讲，汽车行业现在对电子电气架构的理解在整体方向上基本是一致的，还是向中央来集成。电子电气架构的发展趋势，从精简化与灵活化，到控制器标准化，然后提升到域控制，以及到多域融合的阶段，如三域模式，最后是中央电脑的模式。
目前国内自主品牌集中在两类，一类是三域，一类是传统的多域模块。造车新势力基本都是用的三域架构，传统自主品牌，如奇瑞、吉利等都是在朝着三域的方向发展。传统车企巨头，如宝马和大众，不像特斯拉一开始就做全新电子电气架构，而是在早先的架构上投入了很多的精力，所以无法迭代太快，在电子电气架构的开发上保留了原来的基础，还是受到之前的一些技术牵绊。
云平台、云计算和大数据的方案或将成为未来趋势。华为的电子电气架构，大概等同于博世的跨域集中架构，主要通过计算和5G通信，优势是整个系统基于云计算和大数据平台，保障通信的工具是5G包括未来的6G技术，整体思路不再要求车身计算力有多强，而是通过平台推送来解决车端的问题，其车机是一个超级的计算器，将接收到的大数据进行分析，在云端先计算一遍，然后传输到本地机器。其思路是中央计算加上通信及边缘计算，在云端的基础上简化底层硬件，通过云端大数据来计算更复杂的问题。这种方案或将成为后续的发展趋势，因为现在车载的算力越来越高，这会导致用电量方面的担忧。
OTA方面，最早是信息媒体升级，功能方面查漏补缺，后面是逐渐出现远程诊断、在线修车等的智能网联化，再后面是人工智能迭代升级的个性化选择。信息显示系统，目前的主流是一体屏+HUD，后续是柔性屏及OLED屏以及手势识别的虚拟触屏等。
其他方面的发展趋势：
1. 传感器和执行器：标准化，低成本。
2. ECU走向集中化，大多数会消失，软件集成在DCU，但特定功能的ECU依然会存在。
3. DCU（域控制器）：最为主要的是娱乐域控制器与自动驾驶域控制器。
4. CGW（中央网关）：在发展过程中将出现区域性网关及中央网关，同时区域性网关有可能与域控制器进行整合。
5. CCU（中央计算单元）：可能会首先出现在车身底盘动力域的整合方向。
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