整车操作系统实现高阶软件定义汽车

2023-08-04 17:09:57 亿欧网

本篇以大众汽车、吉利汽车、 上汽零束为例,分别分析三 家车企在整车操作系统领域的发展现状和未来规划,并洞察它们的优势、劣势和挑战。在此基础上,总结主机厂在发展整车操作系统时面临的六大瓶颈。

整车操作系统实现高阶软件定义汽车


(资料图)

现状:主机厂与供应商合作共赢,短期升级E/E架构,长期重点发力SOA架构

近些来,随着“软件定义汽车”兴起,为给用户带来更丰富的智驾体验,同时确保知识产权和技术能力自主可控,越来越多的主机厂提出“全栈自研OS”的战略。但是行业对“全栈”并没有清晰的定义,若按照从底层芯片、硬件模组、操作系统再到软件系统的全栈定义,目前车企提出的全栈自研通常不是真正意义上的全栈,部分软件和硬件仍需Tier1和Tier2供应商提供技术和产品。而 国际主机厂出于软件技术难点和效益考虑,已经经历了从自研OS转为合作研发OS的发展路线 。

目前,大多数造车新势力得益于自身强大的软件开发能力和属性,选择了 核心领域和核心技术全栈自研的发展路径。而积极谋求转型升级的传统主机厂,一方面组建软件部门或者成立软件子公司,另一方面通过资本手段与Tier1合资,或者与科技公司建立合作,构建自身软件能力 。例如,大众集团旗下软件子公司CARIAD中国与地平线成立合资公司;吉利汽车成立亿咖通科技,赋能吉利汽车智能化;上汽集团旗下的零束科技与SOC 芯片、算法、域控制器等多类外部供应商合作,共同打造全栈解决方案,不仅赋能集团,未来将会对其他车企开发平台。

SOA软件架构的硬件基础是E/E架构集中化,五大功能域之间开始尝试进行跨域融合。 短期来看,大部分主机厂的发展重点是“E/E架构升级”和“底层基础软件(系统内核、AUTOSAR AP、中间层等)” 。各大主机厂开始研发或发布下一代E/E架构,中央计算平台和域控制器的组合是下一代E/E架构的重点。例如,2025年,大众、奥迪、保时捷三个平台将统一使用E3 2.0 SSP(Scalable Systems Platform)中央计算平台;吉利GEEA2.0时代是高度集成的域控制架构,2025年进入GEEA3.0时代,即中央计算平台架构;上汽零束的整车计算平台(零束银河全栈 3.0版本)采用两个HPC高性能计算单元和4个域控制器。

由上可以看出各主机厂规划的中央集中式架构并不完全相同,但研发设计理念大同小异。 在硬件层面,先将部分域的功能集成到一个高性能计算单元内,再逐渐聚合更多的功能域,最终实现1个中央计算平台+区域控制的架构方案。在软件层面,采用SOA软件架构,实现软硬件解耦。舱驾融合(智能座舱域和智能驾驶域)则是在发展过程中的产物 。

但是考虑到技术门槛和车型量产节奏,目前,大部分主机厂的SOA架构落地方式是基于不同的域控制器,例如基于SOA架构开发智能驾驶域OS或智能座舱域OS。由于国内传统主机厂,无论是E/E架构变革,还是软硬件开发方式变革,都将牵涉众多车型以及庞大的供应商体系,因此传统E/E架构模式难以一步升级到位,因此采用 更保守的推进方案,将SOA软件开发架构率先应用在智能座舱的娱乐系统或者ADAS中,以期逐步推广到整车架构 。

亿欧智库预计, 未来3-5年将迎来SOA量产的高峰期。长期来看,SOA架构的开发模式是技术发展的主要方向 。

主机厂技术路径选择

大众汽车:软件子公司CARIAD携手供应商,重点打造中央计算平台SSP和VW.OS

大众汽车为了加速智能驾驶和智能座舱技术的应用,提升软件能力,先后通过组建软件研发部门、成立软件子公司、与优秀供应商合作等方式研发整车操作系统VW.OS。

CARIAD为大众集团开发的软件平台,将分为三个阶段,分别是量产阶段、高端阶段和统一、可拓展阶段 。2025年之前,旗下所有新车型将会使用VW.OS操作系统和大众汽车云。到2030年,SSP技术栈将实现在全球4000万辆汽车上的运行。其中,中国团队将主导与参与涉及全新软件平台技术栈和产品线70%的研发工作,包括本土研发和适配。

大众作为头部国际主机厂发展整车操作系统具有 硬件 、 软件 和 生态 三大层面上的优势。

在硬件层面 ,大众MEB域集中式E/E架构包括3个域控制器ICAS(In-Car Application-Server),即ICAS1车辆控制域、ICAS2智能驾驶域和ICAS3智能座舱域。ICAS的总体建设思路是实现硬件的解耦和热拔插,实现软硬件的可升级拓展,最终达到软件定义汽车。 在软件层面 ,智能座舱操作系统的内核通常基于安卓系统,因此具有适配能力强、迭代速度快的优势,但也存在安全性较差、数据泄露等问题。因此,大众在开发ICAS和VW.OS过程中特别注重整体安全性。此外, 大众集团全球年销量超过1000万辆,拥有庞大的用户群体,这是日后形成丰富的软件生态的用户基础 。

受制于大众汽车集团庞大的组织架构和传统采购流程,大众在开发整车操作系统时面临效率低、协调成本高的难题。除此之外,大众作为主机厂,在软件能力和软件思维方面存在不足,叠之目前上层软件算法开发时间有限,后期验证不充分,存在仪表黑屏、重启死机等问题。因此,大众汽车在中国市场积极寻求与科技公司和软件公司的合作,各取所长,以增强软件研发能力。

吉利:通过成立软件子公司亿咖通、收购魅族等方式,加强自身车机软件能力

在电子电气架构层面,目前,吉利已经进入GEEA2.0时代,即高度集成的域控制架构。其以Flexray和以太网作为主干网,具备整车 OTA和部分SOA的功能,包含智能驾驶域、动态域、影音娱乐域、车身域。吉利GEEA2.0 架构已经搭载于星越 L。预计 2025 年公司将推出GEEA3.0 中央计算平台架构,实现从域控制到中央超级大脑进化。

在软件架构层面 ,吉利汽车打造端到端一体的整车软件用户体验。目前吉利研究院已经 搭建电子电气架构、整车基础软件、智能座舱软件、自动驾驶软件的全栈自研体系 。同时在硬件方面,吉利汽车将实现全面开放,应用 SOA 软件服务架构,开放1000 余个 API 接口,向全球开发者提供软件开放平台,构建超过 1000 个整车应用场景引擎,与全球超过 1000 个数字合作伙伴,一起打造主动式场景服务。

2021年7月,吉利银河OS正式上线,其是亿咖通科技融合百度Apollo导航为吉利汽车深度定制的智能座舱系统 ,这套系统依托 星越L所使用的GEEA2.0电子电气架构 提供的超过1300个车身信号与170多个车控功能,以及基于 高通骁龙第三代汽车数字座舱平台 研发。

2021年11月,“智能吉利2025”战略发布,吉利宣布5年内研发投入将达到1500亿元,包括吉利的全生态布局及吉利银河系列 。此外,吉利还提出构建“一网三体系”。一网是指一张“智能吉利科技生态网”,是以智能架构为新基建,围绕芯片、软件操作系统、数据和卫星网搭建端到端的自研体系和生态联盟。“三体系”则是指智能制造体系、智能服务体系、智能能源体系。

2022年,吉利集团收购魅族,引入大量软件人才,增强吉利车机自研能力。2023年3月,吉利推出全新的自研操作系统在银河 L7 上首发搭载的银河N OS,解决过去智能座舱不智能的问题。

目前, 吉利仍在对SOA的所支撑的业务场景及其投资回报进行探索 。吉利集团的规划是把智能驾驶和智能座舱完全解耦,开发智能驾驶OS和智能座舱OS,覆盖吉利、领克和几何三个品牌。由于舱驾一体不符合目前吉利的平台化能力和降本增效的目标,即舱驾一体能力难以同时覆盖不同配置的全部车型,因此暂未制定跨域OS的战略规划。

在智能座舱操作系统方面,吉利对标新势力,核心优势在于极致的用户交互体验,但仍存在底层芯片算力有限,芯片和操作系统的适配性有待提高等问题。

吉利作为传统主机厂,仍面临决策效率低、缺乏软件思维、流程设计低效、生态建设不够完善等方面的挑战。

以下是报告节选正文内容 :