汽车区域架构

利用可扩展的 区域架构解决方案 加速您的软件定义车辆设计进程, 该方案可实现配电、网关与负载驱动的一体化管控。

关于

汽车行业正在经历从传统的Domain的E/E架构向创新的汽车区域架构Zonal 的根本性转变——这是由降低硬件和软件复杂性的需求所驱动的。

此次变革的核心是区域控制单元(ZCU):它是一个区域枢纽,将车辆特定物理区域内的通讯、电力分配和转换、负载驱动和传感功能整合在一起。此前分散在各个模块(例如车身控制模块(BCM)和网关)中的功能,现在被整合到数量更少、战略性布局的ZCU中。

这种转变体现在两个层面:硬件层面,配电系统如今已实现分布式布局与电气化改造;软件层面,通过车载网络实现集中式面向服务的架构(Service-Orientend Sofware Architecture)转型。 

现代汽车的电气/电子(E/E)架构正在经历根本性的转变。传统的、去中心化的围绕众多分布式ECU架构设计,正在让位于日益集中化、以软件为中心的架构。

这种转变是软件定义车辆 (SDV) 的关键推动因素,在 SDV 中,车辆功能通过软件而非硬件变更进行交付和更新。其中一个关键方面是采用面向服务的架构 (SOA),在这种架构中,车辆各项功能被封装为独立且可复用的软件服务,从而实现不同区域间灵活通信与无缝集成。

这一演变的核心是汽车区域架构,该架构按照车辆的物理位置而非功能领域来划分各类车载功能。区域控制单元充当区域中心,汇总本地执行机构与本地传感器的数据,并管理从终端节点到中央计算单元(CCU)的全链路数据路由。 

汽车配电系统负责管控低压电能从电源到负载的输送。传统集中式架构正逐步被创新的区域化E/E构架设计所取代,这类设计能大幅降低线路的复杂程度、整体重量与成本。

在车辆区域架构中,电力分配被分散化,并直接集成到车辆各处战略性布置的区域控制器中。这使得电源管理更靠近电气负载,从而显著缩短了线路长度并降低了系统复杂性。

这一变革的关键推动因素是先进的半导体技术:软件可复位半导体开关取代了传统的机械保险丝,从而无需设置易于检修的保险丝盒,并实现了远程故障管理。最终形成了一个更智能、更可靠、更高效的乘用车配电系统,能够满足现代车辆不断变化的电气需求。 

汽车区域架构为汽车制造商和驾驶员都带来了显著优势。通过将功能整合到本地区域控制单元中,OEM厂商可以大幅降低线束的复杂性,同时为软件定义车辆(SDV)用例奠定技术基础。

一个核心优势是软件和硬件开发的分离:软件可以独立演进,从而加快迭代周期,加快新产品上市速度,并通过SOTA (Software-Over-The-Air) 实现新功能。

分区架构通过采用规范的接口与通信标准,替代电子控制单元之间的点对点依赖关系,进一步简化了系统集成工作。依托通用软件架构与可复用硬件平台,该架构也为不同车系、历代车型的平台标准化筑牢了坚实基础。

最后,区域架构支持可扩展性:相同的基础设计可适配不同车型级别与配置版本,既能减少研发工作量,也能更快响应不断变化的市场需求。 

新车辆功能的日益集成和不断提高的用户体验要求正逼近传统的 12V 低压网络的性能极限——尤其是在电池电动汽车 (BEV) 中。

在汽车区域架构中引入 48 V可以实现高效传输更高功率,同时减轻线束重量、简化线路结构。虽然首批大功率负载已开始切换至 48V 伏供电。不过,车辆内并非所有负载都会直接进行如此转换。

区域架构巧妙地将 48V 和 12V 系统集成于同一车辆平台内。高功率的 48V 负载直接从 48V 电池供电,以实现最佳效率;而其余 12V 负载则通过区域控制器进行分散供电,从而保持与现有汽车系统的兼容性。

该解决方案的核心在于直接在每个区域控制器中的内置集成的 48V/12V DC/DC 转换器,从而实现两个电压域的无缝共存。 

汽车行业正在经历从传统的Domain的E/E架构向创新的汽车区域架构Zonal 的根本性转变——这是由降低硬件和软件复杂性的需求所驱动的。

此次变革的核心是区域控制单元(ZCU):它是一个区域枢纽,将车辆特定物理区域内的通讯、电力分配和转换、负载驱动和传感功能整合在一起。此前分散在各个模块(例如车身控制模块(BCM)和网关)中的功能,现在被整合到数量更少、战略性布局的ZCU中。

这种转变体现在两个层面:硬件层面,配电系统如今已实现分布式布局与电气化改造;软件层面,通过车载网络实现集中式面向服务的架构(Service-Orientend Sofware Architecture)转型。 

现代汽车的电气/电子(E/E)架构正在经历根本性的转变。传统的、去中心化的围绕众多分布式ECU架构设计,正在让位于日益集中化、以软件为中心的架构。

这种转变是软件定义车辆 (SDV) 的关键推动因素,在 SDV 中,车辆功能通过软件而非硬件变更进行交付和更新。其中一个关键方面是采用面向服务的架构 (SOA),在这种架构中,车辆各项功能被封装为独立且可复用的软件服务,从而实现不同区域间灵活通信与无缝集成。

这一演变的核心是汽车区域架构,该架构按照车辆的物理位置而非功能领域来划分各类车载功能。区域控制单元充当区域中心,汇总本地执行机构与本地传感器的数据,并管理从终端节点到中央计算单元(CCU)的全链路数据路由。 

汽车配电系统负责管控低压电能从电源到负载的输送。传统集中式架构正逐步被创新的区域化E/E构架设计所取代,这类设计能大幅降低线路的复杂程度、整体重量与成本。

在车辆区域架构中,电力分配被分散化,并直接集成到车辆各处战略性布置的区域控制器中。这使得电源管理更靠近电气负载,从而显著缩短了线路长度并降低了系统复杂性。

这一变革的关键推动因素是先进的半导体技术:软件可复位半导体开关取代了传统的机械保险丝,从而无需设置易于检修的保险丝盒,并实现了远程故障管理。最终形成了一个更智能、更可靠、更高效的乘用车配电系统,能够满足现代车辆不断变化的电气需求。 

汽车区域架构为汽车制造商和驾驶员都带来了显著优势。通过将功能整合到本地区域控制单元中,OEM厂商可以大幅降低线束的复杂性,同时为软件定义车辆(SDV)用例奠定技术基础。

一个核心优势是软件和硬件开发的分离:软件可以独立演进,从而加快迭代周期,加快新产品上市速度,并通过SOTA (Software-Over-The-Air) 实现新功能。

分区架构通过采用规范的接口与通信标准,替代电子控制单元之间的点对点依赖关系,进一步简化了系统集成工作。依托通用软件架构与可复用硬件平台,该架构也为不同车系、历代车型的平台标准化筑牢了坚实基础。

最后,区域架构支持可扩展性:相同的基础设计可适配不同车型级别与配置版本,既能减少研发工作量,也能更快响应不断变化的市场需求。 

新车辆功能的日益集成和不断提高的用户体验要求正逼近传统的 12V 低压网络的性能极限——尤其是在电池电动汽车 (BEV) 中。

在汽车区域架构中引入 48 V可以实现高效传输更高功率,同时减轻线束重量、简化线路结构。虽然首批大功率负载已开始切换至 48V 伏供电。不过,车辆内并非所有负载都会直接进行如此转换。

区域架构巧妙地将 48V 和 12V 系统集成于同一车辆平台内。高功率的 48V 负载直接从 48V 电池供电,以实现最佳效率;而其余 12V 负载则通过区域控制器进行分散供电,从而保持与现有汽车系统的兼容性。

该解决方案的核心在于直接在每个区域控制器中的内置集成的 48V/12V DC/DC 转换器,从而实现两个电压域的无缝共存。 

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