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布局"未来战场" 通用全新一代电子架构能耐几何

奚筱林 向Ta提问

来源:网通社 原创 2019-09-30 16:08

9月27日,通用汽车宣布在中国市场推出全新一代电子架构,即将在10月20日上市的凯迪拉克CT5,将成为首款搭载这一电子架构的车型。接下来,通用汽车会大规模地采用这一电子架构,横跨不同品牌、覆盖不同细分市场。预计到2025年,通用汽车在中国推出的全球品牌车型中,超过半数都将搭载这一全新电子架构。 

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目前,通用汽车正在电气化、智能互联、自动驾驶和共享领域加大投入,在通用汽车全球电气化产品、系统及软硬件副总裁丹·尼科森(Dan Nicholson)看来,全新一代电子架构是企业通往“零事故、零排放、零拥堵”愿景的重要基石。

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据了解,全新一代电子架构由通用汽车全球团队共同开发,整个研发团队由300多名电气、硬件、软件工程师以及计算机科学家组成,研发过程中产生了100多项专利。此外,系统的研发也涉及众多硬件领域的投入,不只包括测试验证工具,还包括整车制造工厂的技术升级。

那么,通用汽车为何花费大量人力物力来研发这一全新电子架构?

如今互联网技术、数字化技术已经渗透到我们生活中的每一个角落,就像智能手机的到来让我们告别了手机只能打电话、发短信的年代,随着人们对于智能化体验的需求日益提升,汽车的使用场景也在发生着变化,它可以是第二个家,也可以是第二部智能手机,总之不再像以前一样,只是作为代步工具而存在。

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汽车工业经过一百多年的发展,如今正处在一个变革期,表面上看是在向电气化、网联化、智能化转型,更深层次的,其实是软件处理能力的重要性在不断提升。以前我们基本只关注一辆车的“硬实力”,如动力、尺寸等,未来则会更多集中在“软实力”方面。丹·尼科森认为,软件系统已成为汽车行业的最新战场,是汽车企业保持竞争力的关键所在。

2019年1月,通用汽车任命丹·尼科森为全球电气化产品、系统及软硬件副总裁,在此之前他只是掌管着全球驱动系统部门,职责范围涵盖发动机、变速箱、燃料电池、电驱以及电池等。在这次调整之后,丹·尼科森所负责的业务囊括了汽车行业面向未来的所有技术领域。这一人事调整,也体现出通用汽车对于转型的决心。

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随着电动汽车技术的快速发展,通用汽车认识到,驱动系统与控制器、软件等车辆系统间的联系越来越紧密,因此他们将这些联系紧密的相关技术领域结合在一起进行规划,这样能够最大程度的进行资源整合,尽可能使各项技术在研发初始阶段就实现协同。

无独有偶,大众集团在今年2月份成立了新的软件部门:数字汽车与服务部门(Digital Car&Service),同时其负责人Christian Senger升任大众汽车品牌董事会成员。大众汽车集团CEO迪思(Herbert Diess)在年初的达沃斯世界经济论坛上曾说过:“在不远的将来,汽车将成为一个软件产品,大众也会成为一家软件驱动的公司。”

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随后在9月份的法兰克福车展期间,大众汽车品牌纯电动车ID.3全球首发,该车型搭载的vw.OS系统就是由这个新部门所研发的,同时也是大众汽车目前在数字化领域最重要的一项投资,你可以简单的将它理解为iOS系统对于苹果手机的意义。大众计划到 2025 年,旗下的所有新车型都将使用vw.OS系统。

美德两大汽车巨头先后对组织架构以及产品层面进行调整,旨在提升公司内部软件研发实力,说明传统车企已经意识到,软件研发的重要程度已经与硬件研发不分轩轾。早在2015年,通用汽车就开始部署全新一代电子架构的开发,为包括电气化、Super Cruise超级智能驾驶系统、智能网联系统在内的先进技术的应用打下扎实的基础。

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通用汽车认为,未来五到十年,汽车产业技术的快速发展将对智能互联和电子带宽提出更高的要求,这时就需要一个更强大的电子架构确保车上众多子系统能够彼此协作和通信,并提供更安全的网络防护。

丹·尼科森认为,现如今电动化、自动驾驶和智能互联技术的发展速度已经快到令人无法想象,要将所有先进技术整合到车辆当中,就必须对产品开发,特别是对支持智能通信及所有子系统协作的“基础设施”提出新的要求。

他讲道:“我们希望打造一个安全的、可更新的、具有更强大处理能力的电子架构,支持车辆搭载更多先进技术,从而惠及消费者。”全新一代电子架构就是未来更多先进技术得以快速及安全应用的前提和基础,同时也是为技术创新和迭代做好准备,特别是在电动车和自动驾驶领域。

全新一代电子架构有何亮点?

丹·尼科森指出,全新一代电子架构好比整车的“大脑与神经系统”,连接、驱动和控制车辆的几乎所有功能。凭借全面提升的性能和运行效率,该电子架构将为未来先进技术的应用提供更强大技术支持,同时也能够推动电气化和自动驾驶的进步以及网络安全的发展。

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通过高效的系统集成管理,全新一代电子架构能够使车辆搭载更多先进技术。同时,通用汽车在全新一代电子架构设计之初,就已充分考虑未来跨品牌、跨平台大规模部署的需求,该架构不仅仅适用于电动车,也能覆盖轿车、卡车等燃油车。

1、更快的信息处理速度

全新一代电子架构创新性的采用了基于中央网关的拓朴结构,以车载以太网数据链替代传统CAN总线,大幅提升了车辆的通信能力与电子带宽,信息处理速度能够达到每小时4.5TB,与上一代电子架构相比,数据处理能力提升了5倍。

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同时,在100Mbs、1Gpbs和10Gbps以太网的助力下,这一全新的电子架构可以实现更快速的车辆内部通信,以及车辆与外部通信。高速通信能力不仅可以为大量的传感器及控制器提供实时高速数据支持,更可凭借对音频视频、在线地图等海量大数据的高效传输,帮助车辆进一步丰富主动安全系统及车载娱乐系统。

另外,高性能处理能力则支持更高屏幕分辨率及触控响应反馈提升,以强化人机交互体验,并通过实时处理大量图像及传感器信息,对未来高级驾驶辅助及自动驾驶功能的开发提供底层技术支持。

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Super Cruise是业内首个真正做到在高速公路上释放驾驶员双手的驾驶辅助技术,通用汽车计划从凯迪拉克开始,逐步推广至旗下所有的品牌。正因为全新一代电子架构可以提供更高的带宽,所以在长续航里程的电动车上搭载Super Cruise和其他先进的主动安全系统会变得更加容易。同时,强大的性能和效率能够帮助未来的电动汽车实现更高的续航里程。

2、整车级别的OTA升级

凭借数据带宽与计算能力的几何级提升,全新一代电子架构可以为车辆带来堪比智能手机般快速、便捷的OTA更新体验,除了车载娱乐系统、智能互联系统等软件模块之外,包含驱动系统、底盘系统、电气化控制系统等固件电子模块在内,全车共计超过30个控制模块均可在整个用车生命周期内实现实时升级和功能更新。

OTA(Over-the-Air Technology)即云端下载技术,简单理解就是通过网络从远程云服务器下载新的软件更新包对自身系统进行更新升级。以前的汽车,OTA基本上只集中在车机功能方面。随着网联化、智能化的发展,如今带有OTA功能的汽车可以通过互联网对车辆的核心系统和功能进行升级校正,比如动力控制系统、安全控制系统、底盘控制系统等。

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特斯拉Model S是市场中最早实现整车OTA升级的,车主不用到4S店就可以完成车辆升级,简直不要太便利。目前在造车新势力中,蔚来小鹏汽车的产品也都拥有整车OTA的能力。而在传统车企中,通用汽车可以说是最早迈出这一步的。凯迪拉克CT5不仅可以实现OTA云更新,还配备了每年100G的终身制免费流量。

对于消费者而言,整车OTA带来的最大好处就是,一旦车辆的任何一个电子控制单元出现问题,消费者不再需要将车开到4S店,而是随时随地就可以在线查找漏洞并进行升级处理,节约了时间成本。对于厂家而言,可以通过OTA对车辆进行逆向查错,省去了“召回”的过程,同样节约了人力、物力、财力。

3、安全问题

随着互联技术的不断发展、车辆生态系统的演变以及自动驾驶功能的出现,网络安全已经变得愈加复杂和高风险。不知道你是否还记得电影《速度与激情8》中的名场面,查理兹·塞隆所饰演的大反派塞弗一句“hack ' em all”,几分钟内就轻轻松松的黑掉了方圆两英里内的一千多辆车,任她随意操控。虽然这只是电影桥段,但是距离我们的现实生活并不遥远。 

OTA升级最初来自智能手机领域,若手机出现安全漏洞,那么用户最多就是丢失一些私人信息。但是如果车辆出现安全漏洞,就会涉及到生命财产的损失。现在的汽车动辄40、50个控制单元,高端豪华车甚至能达到100个,其中大部分都是可以通过网络控制或修改的,尤其是快速发展的自动驾驶技术,一旦出现安全漏洞后果无法想象,所以信息安全非常重要。 

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丹·尼科森强调,“安全至上”是通用汽车的首要原则,包括产品安全,工作环境安全,以及网络信息安全,“全新一代电子架构在设计之初就充分考虑了从当前到未来的网络安全风险。我们要做的不仅是实现OTA在线升级,还要确保在非常安全的环境下实现OTA在线升级。我们对标的是航空系统,因此我们的设计,包括信息认证、基于hypervisor的车载娱乐系统以及OBDII的接口方面,都是秉承安全至上的原则来开展。” 

他还表示,通用汽车中国前瞻技术中心和泛亚技术中心的实验室也参与了这一新系统的验证和测试,确保它可以在中国的网络环境中运行自如。中国消费者的需求在研发初期就已经被考虑在内。

(图/文 网通社 奚筱林)
文章标签: 通用 凯迪拉克 CT5 责任编辑:奚筱林
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