3.5 商业化应用的域架构方案

整体而言，汽车是个封闭保守的行业，大部分传统主机厂和Tier 1对新技术的采纳和接受都比较缓慢。业界普遍认为2025年之前，大部分传统汽车主机厂都将处于域集中式EEA的持续演变过程中。2025年之后，“中央+区域EEA”可能会成为持续很长的主流电子电气架构。特斯拉是在全球汽车行业中率先采用Zonal EEA架构，其是一种基于空间位置的域分布架构，其他整车主机厂以及Tier 1厂商也都纷纷跟进，开始定义自己下一代的Zonal EEA。因此2025年之后，Zonal EEA有望成为整个汽车行业的主流EE架构。

3.5.1 特斯拉电动汽车域架构

特斯拉这样新兴电动车厂商因为没有任何历史包袱，因此在定义Model Y车型（2020年上市）的EEA架构时，一步到位，跳过“域集中式架构”，直接进化到“中央+区域EEA”。特斯拉Model Y的EE架构只有三大部分：①中央计算模块（Central Computing Module，CCM）;②左车身控制模块（BCM LH: Body Control Module，Left Half）;③右车身控制模块（BCM RH: Body Control Module，Right Half）。

其中，中央计算模块直接整合了驾驶辅助系统（ADAS）、座舱信息娱乐（Cockpit and IVI）两大域以及外部连接和车内通信系统域功能（中央网关和防火墙等）。左右车身控制模块分别负责剩下的“车身与舒适系统（Body and Comfort）”“底盘与安全（Chassis and Safety）系统”和“汽车动力系统（Vehicle Dynamics）”的三大功能；当然本身也作为一个通信的网关节点，如图3-12所示。

特斯拉在全球范围内率先开启了汽车OTA应用的浪潮。特斯拉不仅可以透过OTA将软件升级包发送至车载通信单元，更新车载信息娱乐系统内的地图和应用程序以及其他软件，还可以直接将软件补丁程序传送到相应的电子控制单元（ECU），实现对控制操作层面的软件升级。这是很多传统主机厂和Tier 1厂商因为其老旧的汽车EE架构而无法媲美的（他们通常只能实现车载娱乐信息系统的在线更新和升级）。

3.5.2 丰田汽车的域架构

丰田也正在积极推进从其当前的架构演变为下一代“中央+区域”的EE架构。丰田认为，Zonal EEA有这样一些有点：①可以通过ECU集成来减少ECU数量，从而降低BOM成本；②通过区域控制器（Zonal Control Unit，ZCU）来降低通信网络线束和供电网络线束的长度与重量，降低线束设计复杂度，提高产线自动化程度；③减少了ECU数量和线束长度，也可以腾出更多空间，为后续迭代预留空间；④软件上，使用基于Adaptive AUTOSAR和Classic AUTOSAR的SOA架构，实现便捷的软件迭代和功能的可扩展性。丰田的EEA及收益如图3-13所示。

3.5.3 沃尔沃汽车的域架构

沃尔沃的Zonal EEA包括核心计算系统（Core System）和机电一体化区域（Mechatronic Rim），如图3-14所示。不过沃尔沃将ZCU划入了Core System中，它称为车辆识别单元（Vehicle Integration Unit，VIU），每个VIU对应一个整车区域的感知、控制与执行。车辆计算单元（Vehicle Computation Unit，VCU）对应车载中央计算机，提供整车智能化所需的算力与数据存储。

3.5.4 安波福的解决方案

安波福（Aptiv）的智能汽车架构（Smart Vehicle Architecture，SVA）定义了一个统一的供电和高速通信骨干网络，这是整车架构最基础的基础设施。连接到这一骨干网络的SVA组件包括以下三个部分。

1）安全连接网关（Secure Connected Gateway，SCG）：SCG是从外部对SVA架构进行控制的主控网关节点。它实现像从外部对汽车进行唤醒这样的功能以及通过无线或者5G与云端或者路侧的边缘计算节点进行连接的功能。

2）开放服务器平台（Open Server Platform，OSP）：对应着Zonal EEA中的VCC服务器集群平台。在开放服务器平台中，我们会运行各种软件应用，比如自动驾驶软件和算法和智能座舱应用等。开放服务器平台可以对应用按需分配计算资源，并提供必要的冗余以保证应用的可靠性。

3）强力数据中心（Power Data Center，PDC）：PDC也就是Zonal EEA中的区域控制器ZCU。它作为一个通用的“Docking Station”，有两个作用：①区域的通信与控制主节点，连接区域内的传感器和外设等，充当区域内低速网络与主干网络之间的通信网关；②作为分级供电的节点，将供电主干网的电力分配给区域内的传感器和外设等。PDC的数量可以从两个到六个之间变化，根据不同的车型来选择不同的配置。

SVA将可以有效地降低汽车全生命周期各个环节的成本，包括开发、制造和售后维护等。并且能很好支撑汽车制造商通过OTA来持续对汽车上的软件进行升级和维护，如图3-15所示。

3.5.5 伟世通的解决方案

伟世通的区域EEA概念与其他厂家类似，整个系统可以被看作是“服务器集群+边缘计算区域网络”组成的分布式计算与通信环境。采用汽车以太网（TSN）作为通信主干网基础设施，保证通信的高带宽、通信的实时确定性和可靠性，如图3-16所示。

超级核心（Super Core）就是车载中央计算平台，甚至可能是刀片服务器，服务器集群是可伸缩的。传感器和执行器都连接到区域网关（也就是ZCU）。根据车型不同，区域网关的数量在2～6个之间。

整车的供电网络也是一个分级的供电体系。主干供电网络采用双电池冗余备份策略，ZCU作为从主干网到区域网的电源分配节点，负责将电力继续向下输送到区域内的ECU、传感器和控制器等。因此区域控制器也需要具备高级power distribution（功率分发）以及eFuse（电子熔丝）等功能。基于这一套供电体系，可以实现更加智能的电源管理，比如：根据各区域的负载不同来优化节电策略。