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电子电控为智能汽车补“芯”铸“魂”

随着汽车智能网联时代的到来,汽车电子电控技术面临着智能化、集成化、标准化和协同化等诸多挑战,我国汽车电子电控技术长期以来缺“芯”少“魂”的特征突出。本质上说,目前汽车产业对芯片需求的快速上涨,正是由于汽车电子电控不断发展的结果。


“未来,汽车创新的主要领域是电子电控,将占据整车成本较大的比例。”参加过无数的新能源汽车展览、长期在新能源汽车领域参与技术研发的国家新能源汽车技术创新中心(以下简称国创中心)主任原诚寅表示。


打破国外核心技术垄断,突破行业共性技术,打造自主产业生态,成为越来越多国内车企在电子电控领域的研发梦想。


从“搭平房”走向“设计高楼”


“电动化、智能化、网联化等汽车发展趋势,对汽车电子提出了越来越高的要求。”同济大学汽车安全技术研究所所长朱西产表示,汽车电子电控的需求,将进一步催化汽车芯片等产业发展。


但在当前,全球汽车电子电控的核心技术被欧美日跨国产业集团垄断。国创中心汽车电子电控首席专家徐匡一介绍,国内从核心芯片、操作系统、电控开发软件到开发管理软件,严重依赖国外高昂的技术产品和咨询服务。


原诚寅解释说,汽车电子电控缺“芯”少“魂”,“芯”是指支持汽车电子实现控制的芯片,目前我国汽车产业已经凸显这方面的短板;“魂”是汽车操作系统和软件,使汽车电子实现控制应用。


“行业技术标准和体系规范不健全、行业产业协作难、技术创新环境不佳,严重制约我国汽车电子工业化发展。”徐匡一表示,我国急需推进行业汽车电子系统架构体系规范进程。


当前,汽车电子电控技术正处于从搭建“平房”到设计“高楼”的技术变革时期,正在形成以“新型电子电气架构”和“域控制器”为特征的新局面,整个产业生态面临洗牌和重塑。


具体来说,主要的技术趋势体现在软件代码数量呈指数级增加和硬件集成化缩减的矛盾凸显,电子电控技术呈现集成化、智能化、标准化和协同化,开发技术向平台化和管理化方向发展,软件进入快速迭代的工业化时代。


徐匡一坦言,就智能网联汽车而言,汽车电子电控系统面临三个核心难题:汽车电子系统高度集成化和代码复杂化、汽车电子系统的互换性和重用性、汽车电子系统的互联网化。


这为汽车电子技术带来诸多挑战,例如服务、数据、信息与资源共享化;高带宽、强实时、高可靠的总线技术;软硬件平台规范化、模块化和通用化,应用服务定制化;良好的平台兼容性等。


“随着车云联控的发展,集中电子电气架构、跨域电子电气架构、分布式电子电气架构等也必须同步发展。”朱西产表示,汽车智能化、无人化等趋势,推动传统的嵌入式电子电气架构设计的改变。


瞄准难题加快创新


对此,徐匡一认为,我国汽车产业围绕“新型电子电气架构”和“域控制器”技术,要加快凝聚行业力量、协同行业资源,聚焦“行业规范”和“共性技术”是当务之急、重中之重。


“共性技术”包括“车载系统SOA软件架构规范”和“智能汽车电子架构与域控制器硬件平台”。


其中,服务架构(SOA)的概念来自于IT软件技术,于近几年被引入至汽车电子领域。SOA模块本质是通过复用、松耦合、互操作等机制来提高软件质量,加快软件研发效率、使研发出来的产品能够相互集成并灵活适应变化,以推进车载系统软件构架的升级和优化。这是汽车电子领域的创新性技术、关键共性技术。


随着车载软件代码数量激增,软件的质量、效率、复用等问题日益突出。这些问题催生了新的汽车电子软件架构技术的发展,即车载系统SOA构架。


目前,大众、奥迪、宝马、福特等汽车巨头自成联盟,进行SOA软件架构技术和规范的应用研究,且其软件架构接口定义不向国内车企开放。即便是向国内车企开放,后期产品也会高度依赖国外平台技术和规范,严重影响本国车企自身创新发展。


不仅如此,智能网联汽车将在基于功能的车载网络和基于服务的车外网络不断融合发展。原有的基于CAN总线的分布式物理架构和软件架构,很难适应车辆的网联化要求。


“为打破这一局面,我国应该从智能汽车顶层系统架构出发,以新型车载总线技术和域控制器技术为基础设计开发新一代智能汽车电子架构。”徐匡一建议,通过开发自主智能汽车电子架构与域控制器平台,将为未来智能汽车提供统一的硬件共性平台和软硬件接口,助力产品升级和新功能创建。


实现产业链关键技术突破


如今,随着汽车产业的不断发展壮大,我国众多企业纷纷进入汽车电子电控研发领域。例如,一直致力于推动毫米波在无人驾驶等领域应用的博微太赫兹信息科技公司。该公司高级技术专家孙泽月表示,随着自动驾驶、无人驾驶等应用的深入,急需打通电子电控等关键性技术渠道。“芯片、毫米波雷达,都有赖于汽车电子电控实现应用。”


国创中心则正在研究整车顶层电子架构和新型车载区域网络与总线;在智能汽车域控制器硬件共性平台方向上,正在研发智能中央网关硬件平台、车辆控制域控制器、自动驾驶域控制器、智能座舱域控制器等。


目前,我国汽车相关创新主体研发的智能汽车顶层电子架构设计,可满足自动驾驶不同等级的整车电子架构与域控制器需求;而以开源平台为载体,则可搭载整套电子架构、多域控制器及总线,将开源平台打造成满足未来智能网联汽车发展需求的开放式平台,供智能网联行业技术开发验证使用,推动自动驾驶的落地和整个行业的发展。


“我们设计开发智能汽车的整车电子架构与域控制器硬件共性平台,包括系统设计与系统架构,技术开源,可供行业共用。”徐匡一表示,技术开源和行业共用,有助于实现产业链关键性技术突破,建成关键性技术自主可控的智能汽车产业生态,填补国内技术空白。

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