01 前言

      目前隨著智能汽車的發展，電子電氣架構EEA被廣泛關注，但是大家的討論點大多是在乘用車領域，關注的是傳統乘用車大廠以及互聯網新勢力最新的電子電氣架構布局，鮮有討論商用車電子電氣架構的，本文我們就一起來討論和思考下智能網聯背景下的智能重卡電子電氣架構發展趨勢。

02 重卡市場發展趨勢

     在討論電子電氣架構的發展趨勢之前，我們先討論下重卡3.0時代的市場趨勢，這里源引羅蘭貝格對全球重卡市場的分析：

2.1智能網聯快速發展

      智能網聯帶動商用車產品鏈向“軟硬結合”與“產服融合”方向發展，重卡主機廠應擁抱智能化、整合行業資源以及穩固價值鏈地位，主機廠應擴展產業價值鏈，從車輛制造企業向運力服務提供上轉變，提前布局車聯網和自動駕駛技術。

2.2 新能源加速滲透

      在市政用車及中途物流場景，純電動及換電重卡增長明顯，但是在長途物流場景，受限與純電的電池自重及續駛里程，燃料電池重卡優勢顯著，憑借其綠色環保無無污染、續駛里程能夠超過傳統油車等特點，在重卡公路運輸環節的應用前景可期。

2.3 重卡高端化

      隨著國家排放標準、安全標準愈加嚴格，以及運營市場考慮車輛全生命周期成本（TCO），商用車整車電子電氣系統將進行技術升級，從而滿足更嚴格的安全法規、提升燃油經濟性、降低司機壓力、降低運營成本。

2.4 用戶結構演變

      重卡用戶將有散戶向平臺客戶、車隊轉變，從而需求更長營運時間及更高周轉效率。集中式客戶愈加關注產品的TCO，愈發關注產品購買時的一體化銷售解決方案，重點關注TCO（整體擁有成本）除購置成本外，重點關注燃油經濟性、配件與服務費用、質量可靠性（影響出勤率）、車輛殘值等因素。

2.5 需求個性化與定制化

      新生代重卡消費群體的處出現及細分市場產品的定制化趨勢，要求主機廠更加關注用戶的個性化需求。表現在車輛產品層面的需求包括內飾的舒適性、駕駛舒適性、安全可靠性、外觀時尚度、車輛數字化、豐富的車載娛樂，優好的人機交互等。

03 目前商用車的電子電氣架構

      目前市面上的輕卡、重卡整車的網絡拓撲大部分如下圖，ECU的數量多的在20個左右，整車的網絡也比較簡單，通常就兩個CAN網段，部分車型甚至沒有中央網關，由VCU承擔網關的功能。車輛的智能化功能、娛樂功能基本沒有，除了BCM可以實現基本的車身控制功能（燈光、雨刮、門鎖、遙控鑰匙等）以及收音機/MP5等功能外，智能化、網聯化配置大多數車型是不搭載的。

04 新一代智能重卡的電子電氣架構

      上面所述目前市面上大多數商用車的架構無法滿足重卡3.0時代對產品高端化、智能化、個性化、定制化、數字化、安全可靠以及高效率等特性需求。重卡也將迎來新一輪的行業變革，目前在傳統的頭部商用車OEM以及新勢力OEM都相繼推出了其新一代電子電氣架構。

 4.1 MAN商用車的新EEA架構

      德國曼恩的集中式電子電氣架構，其計劃是將整車所有上層控制策略集成在CVM(Central Vehicle Manager),包括底盤控制、動力控制、車身控制、L2駕駛服務功能等，類似于大眾的ICAS1平臺，并通過引入標準化的/0模塊，如果車輛新增功能，僅需安裝附加的I/O模塊以及相關的執行器和ECU，其核心理念還是軟硬解耦，將整車控制策略集成在中央計算平臺，軟件與硬件分離，硬件標準化，實現硬件即插即用的思想。

      MAN新EEA架構的特點：

         -  標準化I/O模塊：帶來車輛功能和系統的良好可擴展性；

      - 平臺的開放性：中央計算單元CVM的軟件架構開放性，使其能將第三方的軟件集成在車輛中；

      - 車輛的安全性：按照ISO 26262開發；

      - 引入Ethernet、IT資源：CVM與TBM以太網連接，可以MAN云平臺連接，從而為用戶提供更多MAN數字服務；

      和上述新的EEA架構相匹配的是全新的組織架構，MAN采用了集中組織架構，一個部分負責零件的開發，包括電氣系統/硬件集成在內的整個硬件平臺，另一個部門負責功能/軟件的開發，以及將應用程序集成在硬件平臺，為了保持雙重控制的原則，測試和項目管理是單獨的，在組織內部采用分層架構。

     上面MAN新一代的EEA架構是一個商用車行業非常先進的架構了，其將整車各域功能策略上移到中央計算平臺CVM，對于CVM的軟件開發提出了嚴峻的挑戰，特別是軟件架構，Middleware的開發將是巨大的工作量。同時對整個供應鏈也會產生變革的影響，需要傳統的零部件供應商（EBS、EHPS、ECAS、VCU、ECM）能夠愿意開放自身的軟件，愿意將部分軟件白盒釋放給OEM，同時對OEM自身的軟件開發、集成能力要求較高。目前國內商用車行業OEM自身軟件開發能力普遍較弱，相對于乘用車企業有較大差距，我覺得在實際實施的時候，應該是先搭建類似CVM的中央計算硬件平臺，然后根據供應鏈情況及自身能力、資源投入等情況逐步收攏下面控制器中的上層邏輯。

4.2  贏徹科技星云架構

      贏徹科技是專注于干線物流場景高階自動駕駛的自動駕駛技術和運營公司，其第一代架構主要是基于成熟車型（如東風商用車重卡）的分布式架構，進行線控改制并加裝具備自動駕駛功能的域控制器的局部域控架構，其第二代星云架構，物理形態已靠近中央計算+區域控制器的架構形態，力圖解決商用車電子電氣架構“安全、實時性、帶寬瓶頸以及成本”等方便的痛點，其主要特點有如下幾個方面：

      - 硬件架構升級：功能域控制器（自動駕駛域控制器&智能網聯域控制器）與位置域控制器（車身域控制器）并存，可減少整車線束。

      - 軟件架構升級：采購SOA架構理念，使軟硬件解耦分層，軟件架構的實時操作系統的可移植性，以及采集數據信息多功能應用性。

      - 通信架構升級：首次在商用車引入千兆以太網，提升總線帶寬，應對智能駕駛、以及網聯數據的大流量。

      - 迭代體驗升級：通過軟硬解耦以及接口標準化，縮短開發周期，使產品升級迭代更高效。

同時為了保證L3級別人機共駕車輛平穩運行的安全保障，其線控底盤采用全冗余設計：

- 制動系統采用主制動EBS+冗余制動rEBS+冗余制動ETB（Electronic Trailer Brake）方案。系統有三套獨立控制模塊組成，每個系統有獨立的電子控制單元、供電電源,EBS和rEBS具備獨立的輪速傳感器。每個系統能夠完全獨立工作。當主制動EBS失效時，冗余制動rEBS在20ms內自主完成制動系統的接管和實現車輛控制，當主制動EBS和冗余制動rEBS均失效時，接收ADCU仲裁指令后，冗余制動ETB可以實現對掛車進行制動控制來保證車輛行駛安全。

- 線控轉向采取冗余和液壓失效檢測設計，采用主轉向EHPS（Electronic Hydraulic Power Steering）+冗余轉向CEPS(Column Electronic Power Steering)方案，系統有兩個獨立的電子轉向系統串聯組成，當主轉向EHPS失效時，冗余轉向CEPS接受CEPS接受自動駕駛控制器ADCU的仲裁指令和控制指令接管和控制車輛。當車輛通過液壓傳感器發出指令或主轉向EHPS檢測到液壓失效時，接受ADCU的仲裁指令后，冗余CEPS會控制HPS安全接管和控制車輛。

- 供電電源冗余設計，車輛供電系統采用主電源和冗余電源的設計，并采用冗余電源控制器SES(Smart Emergency Switch)進行管理，當車輛主電源失效時，冗余電源控制器將在1ms內將兩側回路切斷，車輛由冗余電源進行供電來保證車輛供電系統的安全。

05 總結

      總體來看商用車電子電氣架構的迭代基本和乘用車的路線大致一直，但是商用車作為生產工具其相對于乘用車的使用場景多樣，產品品類較多，車型的配置變化更多，因此對架構的可擴展性、靈活性的需求更強烈。同時商用車作為生產工具對于座艙智能化、便捷性及舒適性的需求并不像乘用車那么急切，更多關注車輛可靠性，動力經濟性、運營效率、使用成本等因素。

      隨著目前智能化重卡的研發，商用車電子電氣架構與乘用車的代際差距逐漸縮小，并緊隨其后。商用車目前國內頭部OEM正在研發的架構如下圖所示為中央服務網關+域控架構，同時融合區域的概念，在車身域分為駕艙區域控制器及底盤區域控制器，逐漸實施智能配電的方案，縮短整車線束。

轉自汽車電子與軟件