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安波福 | 汽车架构的进化

回顾过去几十年里电气架构系统的进化史,你就会明白汽车的架构发生了怎样巨大的变化。汽车架构当前的发展趋势,就是由零零散散的零部件转为基于软件的数字化平台。

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汽车架构进化的转折点开始于电子技术的发展。

让我们从1957年款的雪佛兰贝尔艾尔(Bel Air)开始说起。

这款雪佛兰车型,不仅外观优美,其内部设计也堪称简约的典范——至少在电气系统方面。它的构造可以说是相当地简单。

 

但是,随着电子技术的发展,汽车的电气架构也随之发生着改变。

到了2018年的今天,一辆汽车需要在一眨眼的时间内传输足足15,000条数据。预计到2020年,这一数字将跃升至100,000条。

消费者对于汽车安全和功能的需求正以前所未有的速度增长,越来越多的功能依靠软件来实现。软件所带来的性能提升,给汽车的信息娱乐、用户体验、主动安全以及互联服务带来了积极的影响,也为最终实现自动驾驶打下了基础。

随着对软件功能需求的增加,汽车架构的运算功率也需要相应提高。以最新款的iPhone为例,要运行所有的新应用程序,就需要提高手机的运算功率;同样地,我们也需要提高汽车的运算功率,以保障所有最新功能的运行。

这意味着传统的汽车架构方式不再可行,无法支撑起汽车日渐增多的功能和日益复杂的结构,不能提供足够的运算功率运行复杂的软件算法,网络基础设施也无法支持未来的数据传输速度。

汽车电气架构系统发展的历史沿革

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1950年代:简约

电气组件极少,没有电子元件

  • 12伏系统为主
  • 环形端子就是最基本的连接方式
  • 56/58/59型连接器面世
  • 织布是标准的绝缘套材料
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1960年代:稳定

电气组件增加

  • 音频和照明设备的增加促进了电气组件的增加
  • 玻璃管保险丝成为标准保护方式
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1970年代:展望

引入电子元件

  • 排放要求出现,电子模块也随之出现
  • 线路保护变为采用体积更小的汽车保险丝(ATO)
  • 线束定位开始对电气系统提出了专业要求
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1980年代:腾飞

电子集成推动电气化发展

  • 新的汽车法规带动了电气元件数量的增加
  • 密封连接器成为行业典范
  • 电气分区和封装达到了全新水准
  • 电气应用的增加给汽车装配带来更大的挑战
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1990年代:加速

专业架构知识演变成一门“学问”

  • 电气中心重新定义架构标准及优化
  • 复杂性管理成为汽车组装厂的重点
  • 电缆和组件的微型化改进了包装工艺
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2000年代:与日俱增

电子技术造就功能/性能巨兽

  • 数据和通讯协议推动新品需求
  • 设备“可选化”成为行业标准
  • 法规的完善推动了新技术的发展和应用
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2010年代:互联与安全

大功率管理开始盛行

  • 消费电子产品集成增加了电气系统的复杂性
  • 司机注意力不集中已成为社会问题
  • 乘员安全问题催生了新的电气技术
  • 美国的燃油经济性法规推动高电压动力系统发展
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2020年代:机动性

新的系统突破机载限制

  • 对先进互联性及安全性的需求将持续推动新一代线缆和连接器的发展
  • 法规(安全性,燃料经济性等)的发展推动电子技术发展和应用
  • 先进的通信协议会带来新的技术
  • 对网络安全的关注将推动多重冗余和容错机制的发展
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2030年代:高级集成

集安全、绿色、互联于一体

  • 多电压分区将增加设备电气化的复杂程度
  • 自动驾驶功能将打造出附加的高速数据网络
汽车拥有更多的特性,就意味着与以往相比,汽车需要配备更强的运算能力、处理更多的数据以及分配更高的功率。随着汽车逐渐演变成一台功能越来越多、互联程度越来越高的超级计算机,它的架构和基础已经需要进行彻底的革新。因为过去传统的汽车架构方式已经不再有效,无法支持汽车应用和复杂性的增长。

而这正是安波福在智能架构方面的优势所在。安波福凭借在系统整合方面的技术专长,将整套的先进技术集中到了安波福智能汽车架构中。我们的独特之处在于,通过智能汽车架构(SVA)可以实现各个系统的整合,使电气化、主动安全、自动驾驶和互联等特性得以充分实现,为未来汽车的发展奠定基础。

安波福主要专注于软件、传感与计算平台、数据及功率分配、互联服务这四大关键领域,而它们也正是安波福智能汽车架构的基本构成。

对自动驾驶技术来说,这意味着什么呢?安波福可以提供一个集成的系统,控制每一个关键环节,以实现更高级别的自动驾驶。

 

比如:为了保证自动驾驶汽车即使在出现故障的情况下仍然可以安全运行,要求汽车的安全完整性等级(Automotive Safety Integrity Level)达到D级。这使得传统的电气架构不得不被打破,由此也对电力分配、网络和计算这三大关键系统带来了深远的影响。

安波福的智能汽车架构系统采用三重防故障的运行设计。这种系统设计将电力故障、网络故障甚至运算故障都考虑在内,在出现问题后也能够实时重新规划电力、网络传输,甚至让自动驾驶汽车安全停车。凭借安波福全面而完善的系统设计专长,安波福在设计中充分考虑在各种情况下仍保证为汽车安全运行提供必要的网络协议(IP),使汽车即使出现故障后也能安全运行,而这也正是未来智能汽车架构的基础。

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