理想这几年最重要的研发成果可能是这枚自研的XCU中央域控制器
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发布于 广西 2022-12-19 15:48:00
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都说电动化是上半场,智能化是下半场,何解?
电动化其实已经基本完成,电池技术已基本完成了对燃油车的降维打击和寡头化,没什么好玩的了;电机和电控带来的提升又有限。所以我们可以认为上半场已经基本完成,智能化才是下半场。
智能汽车还远远没有苹果手机问世后那种单个屏幕一统天下,两三个系统席卷全世界的局面。电动车企,尤其是中国的电动车企业还有这个权限和空间去定义一台智能电动车。
如果我们去对比一下丰田、大众们的燃油车,你会发现过去这10年,它们的变化微乎其微,卷了个寂寞。即使是它们的电动车,会让我们有穿越时空的感觉。而电动车,特别是新势力们的电动车,那个进步简直是天翻地覆!各种功能层出不穷。
进入汽车智能化时代后,座舱电子的HUD、仪表、车载娱乐信息、车联网、ADAS系统(停车辅助、车道偏离预警、夜视辅助、自适应巡航、碰撞避免、盲点侦测、驾驶员疲劳探测等)、360度全景、自动泊车系统等。如果想进一步进入L3时代,那么驾驶员行为监测可能成为必备的功能,面部识别、眼球追踪、眨眼次数跟踪等将引入机器视觉和深度学习算法,那产生的数据和算力需求更将是天量的。
毫无疑问,这将消耗大量的运算资源——这句话将上述需求归一到了一个技术问题。
传统的汽车电子电气架构都是分布式的,汽车里的各个ECU都是通过CAN和LIN总线连接在一起,当汽车里的ECU迅速增加到了几十个甚至上百个,这种传统分布式架构的传输速率(10-124kb/s)和芯片算力就远远不够用了,怎么办?
电子设备一多,比如说待机能耗就是1千瓦,一个12V电源供电的话,电流将近100A啦,怎么办?
有人在20年前就给出了答案:特斯拉2003年从创立就启用了集中式架构,硬件来适应软件!所以特斯拉的车天生更适合自动驾驶,还可以OTA。别看这么一个简单的功能,不是说搬一个手机上车就可以的,这其实已经是一个新物种了!特斯拉确实从精神到肉体都在颠覆传统汽车行业,它对汽车行业的影响不是比亚迪、蔚小理可以比拟的。
传统的ECU已经无法使用,那么DCU(Domain Control Unit),即汽车域控制器也就应运而生。
定义:汽车域控制器DCU(Domain Control Unit),最早是为了解决信息安全,以及电子控制单元的瓶颈问题。
根据汽车电子部件功能将整车划分为动力总成,智能座舱和自动驾驶等几个域,利用处理能力更强的多核 CPU/GPU 芯片相对集中的控制每个域,以取代目前分布式电子电气架构。
域控制器的核心发展是芯片的计算能力快速提升,公用信息的系统组件,能在软件中分配和执行,可实现以足够的资源快速响应完成客户需求,具备平台化、兼容性、集成高、性能好等优势。
汽车域控制器也有它的痛点,比如信息安全、无休止的算力需求和供应链掌控。不解决上述痛点,软件开发成本就会把企业拖垮,小鸟公司就是典型的在软件层面投入过多,导致硬件竞争力不足。
1、信息安全不用说了,这是红线,所以理想把它做到行业最高安全等级标准ASILl-D。
2、算力需求怎么办?多上芯片,上最好的芯片被白头鹰多割几茬韭菜是个办法;另一个最有效的办法是提升软件能力,理想给出的结果是让控制器运行效率提高56%——这可视为理想的核心竞争力。
智能汽车的计算需求必然会渗入到上游供应商,比如空气悬架。理想的魔毯空气悬架(原供应商德国威巴克不给力已改成国产品牌)就整得很花:配了26传感器,可是实时预判驾驶工况,车辆运动状态,再由中央域控制器来进行数据融合,路面识别,对车辆典型的驾驶工况进行预测、决策、控制。
而悬架动态调节通过预瞄控制实现,这个工作实际上是前视摄像头实现的,本身是辅助驾驶的一部分,应该是悬架厂商来做,现在整好硬件就完事了。所以你说这些新势力是多会整活?要是传统厂家,你买个完整解决方案就行了,多方便割韭菜!
随着汽车E/E架构的演变进化,主机厂和汽车电子供应商的供应关系正发生深刻变革。由于汽车电子硬件走向集中化的趋势,汽车电子供应商数量将减少,同时DCU供应商将更加重要。以座舱域控制器为例,一般会集成仪表和车机,未来则会逐步整合空调控制、HUD、后视镜、手势识别、DMS,甚至包括T-BOX和OBU。
因此域控制器厂商和车厂的开发合作将更加紧密,或者说随着新能源车的发展,中国供应链迎来新的机会。软件定义汽车,智能电动确实重塑了汽车供应链。
传统车企想要追赶新势力,不是纯从技术层面设计一台新车就完了,它的内部也要完成彻底的变革,要完成“从硬到软”的掉头,很多人会丢掉饭碗,供应链也要重塑。别说船大难掉头,船小也难掉头啊!嘲笑人家冰箱彩电大沙发?那是你浅薄!
3、对于软件来说,要降低成本,最重要是什么?是规模!软件的边界成本为零!所以,当你看到L9到L6套娃的时候,也会看到规模的快速提升和成本的快速降低。
一款车搭载了中央域控制器,那么它的智能化水平会迎来实质性的变化,从而变成一个新物种。
在这一代相当于一个工厂只有流水线工人,每一个 ECU 就是一个工人。既没有组长更没有厂长,每个零部件只埋头干好自己的事情。彼此不懂得协力合作,信息也不互通,不利于提高生产效率。
到了第二代,对车辆的部分功能进行了集成控制,比如细分出了底盘控制域、座舱控制域等等。也就是开始有了组长,底盘域控制器相当于底盘组组长。组如果想要对底盘某一个功能进行控制或升级,只需要告诉底盘域控制器即可。内的信息开启互通,大大提高了效率。
到了第三代中央集成式电子电气架构,那就要更加极致。开始出现了厂长,所有功能都通过一个中央域控制器进行控制。厂长熟知厂内的一切 动态和信息、也熟知每一个工人,能快速的调配厂内每一位员工,最大化的提高生产效率,也就是车辆的控制、响应速度更快。
目前看来,理想的XCU中央域控制器只控制了动力系统、悬架系统、车辆控制系统;辅助驾驶的控制是独立的,智能驾驶芯片理想没有那个财力和能力去做,只是基于大厂的解决方案做定制化解决方案。
即使是这样,能够管得“这么宽”的中央域控制器也是行业第一个了!用硬件是适应软件的要求,让它们产生化学反应,理想可称第一。理想通过这枚中央域控制器建立了核心竞争力。
有人说车企辅助驾驶的算法水平,特斯拉独一档,小鹏、蔚来、理想第二档,其中小鹏又领先1/3档,我很认同。但请注意,仅限辅助驾驶算法领域,特斯拉这种连语音输入和导航地图都做不好的,车机其实也就和大众丰田一个水平了。
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