电动汽车车身控制器(BCM)包含哪些部分和功能?

电动汽车车身控制器(BCM)包含哪些部分和功能?_58汽车

随着汽车电子电器架构的集中化,车身控制器(BCM)的角色和功能发生了显著变化。传统上,BCM主要通过CAN和LIN总线控制车身电器,如灯具、雨刮、门锁等。然而,随着特斯拉等引领的集中化趋势,BCM升级为车身控制域,不仅提升了级别,也带来了整车设计、软件开发、智能座舱等方面的革命性变革。这种变化类似于从功能机到智能手机的转变,其中域控制器的引入使得汽车能够实现更高级的智能化和模块化升级。例如,特斯拉Model X的“跳舞”功能就是通过SOA软件架构实现的,它将多个控制器的服务抽象化,通过调用这些服务来实现复杂的功能。这种架构的优势在于,它允许各个模块独立升级,而不会相互干扰。目前,汽车厂商的电子电气架构大多处于域集中式架构阶段,而软件成本在整车BOM中的比重预计将显著增长,这反映了“软件定义汽车”的趋势。

传统汽车电子电器架构下『车身控制器』往往受到很大忽视,BCM不过就是通过CAN和LIN总线对车身电器进行控制,比如整车灯具、雨刮、洗涤、门锁、电动窗、天窗、电动后视镜、遥控等等[1]。可以说是汽车车身控制最基础的功能,并不是汽车的亮点,也体现不出差异化。

但是随着近些年以特斯拉以及部分Tier1供应商如博世等引领的汽车电子电器集中化趋势下,车身控制器摇身一变成了『车身控制域』,级别和段位就上来了。

很多读者会有一个误区,以为汽车的智能化就是指汽车能达到高等级自动驾驶,而忽视了汽车电子电器架构变化带来的整车设计、汽车软件开发、智能座舱、车身控制等方面带来的革命性变革。传统分布式汽车架构与集中式域控制器架构的汽车真的完全是两个时代的产品,简直就是功能机和智能手机的代差。

给大家直观的演示,左侧是传统分布式架构汽车的线束示意,右侧是集中式域控制器汽车的线束示意。

再比如汽车软件架构的形象对比,传统汽车可以理解为『开关式』的控制方式,而域集中架构下就完全可以向互联网企业一样做面向服务的(SOA)架构,每一个小模块都可以自行升级并不耽误彼此,这也是为什么现在一些新势力的OTA可以做出如此多的小功能,背后就是汽车电子电器架构的区别。

我们以特斯拉ModelX“跳舞”功能的方式为例,具体说明SOA软件架构的优势所在:“跳舞”功能的实现包含音乐、车身、前后运动等多方面,与之对应的是座舱、车身、底盘中的多个控制器,若在传统软件架构下实现该功能,则需要对与该功能链路上所有相关的控制器软件进行重新编译,并通过LIN/CAN总线实现信号的传递[2]。

而在SOA软件架构下,我们可将各个控制器所能贡献的部分抽象为一种“服务”,如“灯光控制服务”、“语音交互服务”等,然后仅需要对“跳舞”APP进行编写,对以上基础服务予以调用,即可实现这一功能。

这是不是出来了功能机和智能手机的感觉了?

概括来讲,汽车E/E架构集中化的本质是对汽车中孤立ECU的集成和融合,域控制器也由此应运而生。

而以车厂特斯拉为代表的按区域划分控制域的路线和以博世为代表的Tier1供应商按照功能划分控制域形成了两条不同技术路线(后者是为了方便供货卖钱)。但这两种路线下,传统架构下的『车身控制器』升级为『车身控制域』都是质的飞跃[3]。

具体来看,特斯拉Model3的三个区域控制器则分别为前车身控制模块、左车身控制模块和右车身控制模块:

无独有偶,大众的MEB平台采用三大域控制器来对全车进行控制与功能实现,

博世、大陆等传统Tier1则将汽车E/E架构按功能划分为动力域(安全)、底盘域(车辆运动)、信息娱乐域(座舱域)、自动驾驶域(辅助驾驶)和车身域(车身电子)五大区域,每个区域对应推出相应的域控制器,最后再通过CAN/LIN或以太网等通讯方式连接至主干线甚至托管至云端,从而实现整车信息数据的交互。

目前汽车厂商的电子电气架构升级都仍处于域集中式架构阶段,少数领先的车厂已经发展到了跨域融合阶段,未来可能进一步集中就像手机一样就是一个中央控制域(类似于手机SoC)。

举个更形象点的例子,以前的传统汽车的分布式E/E架构好比是造好的房子,地基钢筋水泥浇筑,就再也没有办法重构了,换个窗户还差不多,换个地基可就是要拆楼了。现在的汽车架构每个模块都可以更新,他已经是个乐高搭起来的房子了。昨天还是海景别墅,明天就可以是美术馆。

无论是智能网联、还是自动驾驶都将引入大量的硬件设备以及与之对应的海量软件开发和数据运算处理工作。因此,车内的软件代码正呈指数级增长。豪华车因较高的驾驶辅助系统其软件代码行数已经超过了1亿行,未来几年内,软件代码数量将从1亿行增至3亿行,这甚至已经超过了类似于facebook的互联网社交平台的代码数量。

据测算,预计到2030年软件成本占整车BOM(物料清单,BillOfMaterial)的比重将从目前不到10%增长到50%。所以我们也可以看到车企纷纷成立软件公司。

『软件定义汽车』的趋势下,我们还是别简单的来谈BCM的功能了吧!

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