电子电器架构 --- 基于域控制器的汽车电子电气架构分类

我是穿拖鞋的汉子，魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。

老规矩，分享一段喜欢的文字，避免自己成为高知识低文化的工程师：

周末洗了个澡,换了件衣服,出了门外却迷茫失措,不知道该怎么找人,漫无目的地行走着,可以说这就是成年人最深的孤独了!

过去的陌生人不知道我的近况如何,现在的陌生人不了解我的过往经历,近况不应该向过去的陌生人透露,过往无需向现在的陌生人提起。

时间悄然步入了新的一年。从2025年开始充满了忙碌的生活。作为一个成年人，在精神层面却显得迷茫无助。在经历了这些难以言说的情感与困惑之后，偶尔通过文字来沉淀与反思。

一、背景信息

智能驾驶技术的快速发展对车辆通信能力和电子控制单元（ECU）的算力提出了更为严峻的考验。传统的分布式电子电气架构（EEA）由于存在资源分散、协同效率低下等问题，在满足高带宽通信、实时数据处理及复杂功能集成方面已显现出明显的局限性。因此，全球汽车制造商纷纷转向寻求基于域控制器的新型架构方案以期实现系统资源的集中化管控与高效配置

解析

域控制器架构的演进路径

1、功能域架构的兴起

德尔福汽车集团（现安波福集团）与大众汽车集团（博世旗下公司）最早在行业内首次提出"功能性分组"这一术语，并将整车电子电气系统按照功能划分为五个核心领域

车身与便利系统：管理车窗、车门、灯光等舒适性功能；

娱乐系统：集成信息娱乐、导航及人机交互模块；

底盘与安全系统：负责制动、转向、安全气囊等主动安全功能；

动力系统：控制发动机、电机、电池等动力单元；

辅助驾驶系统：实现L2级及以下自动驾驶功能（如自适应巡航、车道保持）。

该架构基于功能独立化的方式降低了系统的复杂度，在实现过程中仍然面临域间通信时延和计算资源冗余的挑战

2、大众公司的三域整合

大众汽车集团在五域架构基础上进一步优化和完善，并将动力系统模块、底盘系统模块与车身系统模块整合成为整车控制模块，在此基础上形成了三领域集中式架构方案。

车控域控制器：统筹底盘、动力及车身系统的协同控制；

自动驾驶域控制器：集中处理传感器数据与决策算法；

智能座舱域控制器：融合娱乐、交互与舒适性功能。

此举显著减少了域间接口数量，提升了系统响应速度与扩展性。

3、特斯拉的跨域融合架构

特斯拉突破传统功能域划分，提出基于位置域的架构方案：

中央计算模块（CCM）：集成自动驾驶、智能座舱及部分车控功能；

左侧车身控制单元（BCMLH）与右侧车身控制单元（BCMRH）：分别负责管理左侧车身及其相关电路和右侧车身及其区域功能。

该架构借助空间分区和算力下沉机制，有效促进了各领域功能的深度融合。例如动力控制和热管理系统的协同优化展示了这一优势。

4、域控制器架构的核心趋势

集约化演进阶段：经历了从功能性到位置性的转变，在中央计算单元（CCU）框架下完成了一系列技术积累。该系统通过持续整合资源能力，在其计算能力和功能逐渐向系统中心汇聚的同时实现了对整车级别的统一管控。

硬件抽象层（HAL）作为基础平台
通过底层框架（HAL）与中间件（AUTOSAR Adaptive），支撑各子系统间的算力交互与数据共享

算力与通信升级方面：通过引入高性能系统-on-chip（如英伟达Orin、高通Ride）并搭配千兆以太网技术的支持，在实现高阶自动驾驶系统所需的同时也能够有效满足实时三维渲染的需求。

未来展望

随着智能化驾驶技术的发展向L4/L5级迈进，域控制器架构可能逐步演变为融合式架构的未来趋势。

5、中央计算平台：承担全局决策、路径规划及多模态融合；

区域控制器：负责本地化执行与传感器数据预处理。

二、五域集中式电子电气架构

这一变革不仅会导致汽车电子电气架构的根本性革新，并将引导汽车实现从'功能机'到'智能体'的整体转型

随着智能汽车时代的到来

1、动力域（PowerTrain Domain）

定位：车辆动力系统的“神经中枢”，负责动力总成的全生命周期管理与优化。

核心功能：

-> 动力总成控制：发动机喷油、点火、涡轮增压管理，电机扭矩分配（纯电/混动）；

-> 能源管理：电池热管理、充电策略、能量回收（制动/滑行）；

-> 安全与合规：排放控制、限速策略、故障诊断（OBD）；

-> 效率优化：自适应节油/节电算法、驾驶模式切换（经济/运动）。

技术挑战：为实现内燃机、电机以及电池多能源形态的无缝适应，并确保符合严格的ASIL-D功能安全要求。

2、底盘域（Chassis Domain）

定位：车辆动态控制的“执行大脑”，确保行驶稳定性与安全性。

核心功能：

-> 纵向控制：制动防抱死（ABS）、电子稳定程序（ESP）、主动悬架调节；

-> 横向控制：电动助力转向（EPS）、四轮转向（4WS）；

-> 环境感知：集成车速、横摆角速度、车身加速度传感器；

-> 安全冗余：双回路制动系统、冗余转向电机。

技术难题：应在毫秒级延迟内响应复杂路况，并与自动驾驶域配合实现"线控底盘"

3、车身域（Body/Comfort Domain）

定位：车辆舒适性与便利性的“服务管家”，覆盖车身内外所有低压电器。

核心功能：

-> 照明系统：自动大灯、矩阵式LED、氛围灯动态调节；

-> 门窗控制：无钥匙进入/启动、电动门锁、防夹车窗；

-> 环境系统：双区/三区自动空调、PM2.5过滤、香氛系统；

-> 网关通信：CAN/LIN总线桥接、OTA升级通道。

技术挑战：需支持上千个信号点的低功耗管理，保障车身功能的安全隔离。

4、座舱域（Cockpit/Infotainment Domain）

定位：智能座舱的“交互中心”，融合数字化与情感化体验。

核心功能：

-> 人机交互：多模态语音助手、手势识别、AR-HUD导航；

-> 娱乐生态：5G车联网、流媒体服务、第三方应用生态；

-> 安全监控：驾驶员疲劳检测、儿童遗留提醒、生命体征监测；

-> 显示系统：全液晶仪表、副驾娱乐屏、电子后视镜。

技术挑战：需在8K分辨率下实现多屏联动，满足ISO 26262 ASIL-B安全等级。

5、自动驾驶域（ADAS Domain）

定位：高阶自动驾驶的“决策中枢”，承担环境感知与路径规划的核心任务。

核心功能：

-> 感知融合：多传感器（摄像头、雷达、激光雷达）数据时空对齐；

-> 算法处理：深度学习目标检测、SLAM地图构建、行为预测；

-> 决策控制：动态路径规划、速度规划、紧急避障；

-> 硬件加速：专用AI芯片（如NVIDIA Orin）、车规级FPGA。

技术挑战：需满足0.1秒级实时响应，算力需求达100TOPS以上，且功耗需低于50W。

五域架构的技术演进趋势

跨域融合加速：

动力域与底盘域融合（如线控一体化底盘）；

座舱域与自动驾驶域融合（如舱驾一体计算平台）。

硬件架构升级：

-> 从“域控制器+MCU”向“中央计算平台+区域控制器”演进；

-> 采用车规级异构SoC（CPU+GPU+NPU）与高速车载以太网（10Gbps）。

软件定义汽车：

基于AUTOSAR Adaptive的中间件平台，实现功能按需部署；

云原生开发模式（DevSecOps）加速软件迭代。

五域集中式架构经过功能解耦与算力整合优化设计的应用场景下，在智能汽车领域构建了坚实的硬件基础保障体系。展望未来，在领域间通信带宽与算力进一步提升的过程中, 五域架构有望发展成为中央计算单元加上区域控制的整体模式, 最终实现"软件定义汽车"这一技术愿景

三、 三域集中式电子电气架构

三域集中式架构：跨域融合驱动汽车智能化演进

伴随着汽车智能化进程及电动化趋势的加速发展，在传统五领域集中式电子电气架构（EEA）中存在功能性分离及计算能力过剩等问题，在实现高阶自动驾驶系统与智能座舱协同工作方面已显现出明显不足。在此背景下融合也成为行业达成共识的方向诸多车企致力于整合动力驱动系统、底盘支撑系统以及车身构造系统的功能从而构建了以整车控制为中心的三元集中式架构其中最具代表性的是大众MEB平台以及华为CC架构

1、大众MEB平台：三域融合的模块化实践

架构设计：

MEB平台旨在为纯电动车型提供全面支持，并基于三层中央计算架构（ICAS）将整车功能划分为三大功能域。

ICAS1（整车控制域）：

功能涵盖范围包括以下几大系统：车身控制系统的车窗、车门及灯光设备；电动系统的电源存储单元（电池组）与驱动马达；高压供电系统的动力供给部分；舒适系统的空调调节装置与座椅支撑组件；以及多域通信网络连接各子系统

技术亮点：采用先进的AdaptiveAUTOSAR软件架构进行开发，并支持基于SOA的（面向服务设计），实现了ECU间跨网络通信及动态服务的部署。

安全防护：部署多层次防火墙系统；根据不同网络环境制定专用的安全防护方案；确保数据在传输和存储过程中得到严格保护

ICAS2（自动驾驶域）：

功能聚焦：环境感知（摄像头/雷达）、路径规划、决策控制、高精地图；

计算能力基础：集成高性能AI芯片（包括Mobileye EyeQ5和自家研发的芯片），支持L3级自动驾驶系统运行。

ICAS3（智能座舱域）：

功能集成：导航系统、全液晶仪表、HUD、智能语音助手、多屏联动；

生态构建：开放APP Store接口，支持第三方应用生态接入。

价值突破：

算力复用：通过域间算力共享，减少硬件冗余（如传感器复用、计算单元复用）；

通信成本降幅扩大：在内部网络架构中部署千兆以太网技术，在外部网络架构中通过中央网关作为连接节点实现域际互联；从而有效降低光纤线路成本及通信时延；

OTA升级：支持FOTA（固件）与SOTA（软件）分层升级，提升功能迭代效率。

2、华为CC架构：分布式网络+域控制器的生态化探索

架构设计：

华为构建基于'分布式网络+域控制器'的层级架构体系,将整车系统划分为三个大领域,并提供三个层次的技术方案

VDC（Vehicle Dynamics Control）整车控制平台：

功能整合方面，在动力域（电池与电机）、底盘域（制动与转向）以及车身域（灯光与空调）之间实现了全面的综合集成。

底层技术支持：基于华为MDC智能驾驶芯片的异构计算体系结构，在多传感器融合及实时控制方面具有显著的能力

CDC（Cockpit Domain Controller）智能座舱平台：

功能创新：集成鸿蒙车机OS，支持全场景智慧交互（语音/手势/AR-HUD）；

生态开放：通过HMS for Car构建开发者生态，提供“超级终端”级互联体验。

MDC（Mobile Data Center）智能驾驶平台：

算力突破：单平台算力达400TOPS，支持L4级自动驾驶算法；

工具链完备：提供从算法开发到部署的全流程工具（如CANN、MindSpore）。

价值突破：

芯片+OS协同：自研芯片与鸿蒙OS深度适配，实现软硬协同优化；

平台即服务：将三大平台打造为标准化产品，支持车企“模块化”选配；

全栈自研：构建完整的研发体系，涵盖从传感器（激光雷达）到算法（高精地图）的各个环节。

三域架构的核心演进逻辑

从功能解耦到算力共享：

借助域间融合技术,打破了传统域控制器"各自为战"所形成的格局,并实现了传感器.计算单元.存储资源在全局范围内的合理调度

从硬件定义到软件定义：

基于SOA架构及中间件平台（如Adaptive AUTOSAR），具备功能按需部署能力并实现动态升级的技术体系，助力汽车向智能体演进。

从单点创新到生态竞争：

行业领先者通过搭建全栈技术生态（如华为CC架构），占据智能汽车行业的竞争优势核心位置，并重构产业价值分配格局。

未来展望：中央计算平台+区域控制器的终极形态

随着带宽水平达到或超越1GB/s、计算能力已显著提升至每秒千兆次运算水平（约达1,000 TOPS），未来此类架构可能逐步演变为中央级计算平台与区域级控制器协同运转的新模式。

中央计算平台：承担全局决策、多模态融合、数据闭环；

区域控制器：负责本地化执行与传感器数据预处理；

通信协议：从以太网向TSN（时间敏感网络）升级，保障实时性与可靠性。

这一变革不仅不仅仅是重塑汽车电子电气架构的革新方案,更能预示着汽车产业转向以软件服务为主的模式发展,从而开启了构建万物互联时代的新篇章.

四、基于位置域的电子电气架构

位置域架构：特斯拉破解功能域架构的三大核心困境

传统功能域架构（Functional Domain Architecture）在汽车电子电气系统（EEA）中占据主导地位多年，但其固有缺陷随着汽车智能化、电动化浪潮的加速而愈发凸显：

线束复杂度与成本失控：

同一功能域内的零部件（如座椅、车门、车窗）可能分布在车身的不同位置，并因此迫使电线绕行较长的路径以达到连接的目的，在这种情况下会导致电线长度增长约30%，而这一成本占整车总成本的比例通常在25%至30%之间。

算力孤岛效应：

各域控制器（DCU）独立运行，在实际应用中发现难以实现跨域计算资源的共享机制，在自动驾驶系统中往往需要额外配置高性能计算芯片以满足需求；而车身控制单元则面临计算资源冗余的问题。

整车重量与能耗增加：

冗余线束与硬件导致整车增重50-100kg，间接影响续航里程与动态性能。

特斯拉Model 3：位置域架构的颠覆性创新

架构设计：

特斯拉自Model 3起放弃了基于功能的架构设计，并转向了一种称为Zonal Architecture的新创新性架构体系——这种架构将整车划分为了三个主要区域：

核心部分：智能驾驶系统与信息娱乐控制系统（AICM）

功能覆盖：

集中对多种辅助驾驶传感器设备及核心处理系统进行协调管理。

娱乐系统：集成座舱域控制器（CCM），支持全场景语音交互、多屏联动；

跨域通信：通过千兆以太网与左右车身控制器互联。

技术突破：

首个实现"传感器即计算能力"架构，在这一创新设计中实现了对传感器数据的实时处理功能；通过去中心化的计算模式，在本地完成数据处理任务后直接返回结果至终端设备；这种设计使得系统在边缘计算场景中的延迟问题得到显著改善，在实时性方面表现突出——将延迟降至最低20毫秒

模块化设计旨在提供硬件预装、软件配置功能（例如，在OTA更新后实现全面的自动驾驶控制）。

右车身控制器（BCM RH）

功能整合：

自动泊车与驶出（APA/APO）：该系统通过融合环视摄像头与超声波雷达技术，在厘米级精准度下完成自动泊车与驶出操作；

热管理：统一控制电池、电机、座舱的冷热源，提升能效比；

转矩控制：分布式电机扭矩分配，优化动力响应。

左车身控制器（BCM LH）

功能聚焦：

灯光控制：集成自适应远光灯（ADB）、氛围灯联动；

门锁与进入系统：支持无钥匙进入（UWB）、电动门把手；

跨域通信：作为车身网络（Body CAN）与中央网关的桥梁。

价值重构：

线束革命：

通过区域化布线，线束长度减少20%-30%，线束成本降低15%，整车减重约80kg；

采用扁平化线束与预装连接器，装配工时缩短40%。

算力解耦：

自动驾驶域与车身域算力按需分配，避免算力浪费：

AICM搭载双FSD芯片（算力144TOPS），专注自动驾驶；

BCM RH/LH采用低功耗MCU，满足本地化控制需求。

OTA能力跃升：

区域控制器支持“影子模式”数据回传，通过云端训练优化算法；

2023年特斯拉通过OTA升级，使Model 3的自动泊车成功率提升27%。

位置域架构的核心演进逻辑

从“功能集中”到“位置集中”：

基于物理布局划分区域，在减少线束跨越不同区域的迂回的情况下构建起"传感器-执行器-控制器"之间的本地化闭环连接。

从“域间通信”到“域内直连”：

该系统采用以太网与CAN-FD的组合通信方案，在域内实现高速直接连接（1Gbps），在域间实现有限带宽通信（500kbps），并通过权衡通信容量与系统成本来优化整体性能。

从“硬件定义”到“软件定义”：

区域控制器预留了硬件接口配置，并通过软件定义功能实现（例如将BCM RH控制器升级为'移动充电宝'类型）

行业影响：从特斯拉到全产业链的范式转移

新势力跟进：

包括蔚来ET7与小鹏G9在内的多款车型开始沿用相同的架构设计，并依靠区域控制器实现了线束成本较之前减少约20%

Tier1转型：

包括博世、大陆等在内的多家供应商推出了"区域控制器+中央网关"的一套标准化方案，并以此推动相关架构的快速推广

标准制定：

ISO 26262-12标准增加了位置域架构安全规范，并引导行业从功能安全转向架构安全转型。

未来展望：从位置域到“中央计算+区域执行”

伴随着48伏特配电系统的成熟、10Gbps Ethernet网络与AI芯片的发展，位置级架构可能发展成为中央计算平台与区域执行器架构结合体；

中央计算平台：承担全局决策、多模态融合、云端协同；

区域执行器：集成传感器、执行器与边缘计算单元，实现“本地决策+全局协同”；

通信协议：从TSN（时间敏感网络）向5G-A（车路协同）升级，支持L4级自动驾驶。

这一重大转折不仅将彻底改变传统EEA设计模式,更将促进汽车产业迈向数据驱动的新阶段,并预示着软件定义汽车时代的全面到来.

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PS：