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多種趨勢推動著電動汽車（EV）、混合動力電動汽車（HEV）和插電式混合動力電動汽車（PHEV）的發(fā)展。城市化和可持續(xù)發(fā)展的壓力促使各國政府出臺支持性法規(guī)，使制造商從中受益，而稅收優(yōu)惠政策則促使消費者采用電氣化車型。2023 年，純電動汽車的銷量將達到輕型汽車總銷量的 13%，其中有五個國家處于領先地位。在挪威，2022 年電動汽車銷量占所有乘用車銷量的 80%；冰島占 41%；瑞典占 32%；荷蘭占 24%；中國占 22%。
目前，高壓推進系統(tǒng)和汽車電氣架構的快速創(chuàng)新正在推動對低壓電氣和電子（E/E）架構以及這些平臺的相關布線和連接器組件進行徹底的反思和重新設計。許多全球汽車項目已經(jīng)從傳統(tǒng)的分布式 E/E 架構轉變?yōu)轭I域集中式 E/E 架構，并將需要再次轉變?yōu)榉謪^(qū) E/E 架構，以容納為 ADAS 和自動駕駛功能供電的復雜高壓系統(tǒng)。
盡管目前只有 2% 的汽車采用分區(qū) E/E 架構，但預計到 2034 年，這一比例將達到 38%。上汽、零跑、Nio、Stellantis 和特斯拉等汽車制造商已經(jīng)推出了采用分區(qū)架構的汽車，推動了其他汽車制造商更快地采用這種架構。
如今，電氣化汽車制造商不僅利用軟件來提高安全性、舒適性和信息娛樂功能，還利用軟件來提高電氣化程度、ADAS/AV 功能、共享交通服務和互聯(lián)交通系統(tǒng)。未來，車輛功能和相關軟件的開發(fā)將獨立于其運行所依賴的硬件，并在車輛的整個生命周期內不斷更新，這就是 "軟件定義車輛"（SDV）。
為了實現(xiàn)這一目標，汽車行業(yè)正在學習電信和計算機行業(yè)著名的軟件架構和開發(fā)方法，并以更先進的方式加以采用。我們面臨的挑戰(zhàn)是如何將技術行業(yè)的優(yōu)勢轉化為汽車行業(yè)更高的要求，同時在復雜的供應鏈環(huán)境中協(xié)調必要的設計變更和硬件開發(fā)。
以下是電氣系統(tǒng)（包括其線路和連接）如何影響汽車 E/E 架構的變化：
摒棄 "分布式架構"。在分布式架構下，汽車制造商可以在空間允許的情況下，通過添加新的電子控制單元（ECU）來實現(xiàn)新的功能。采用分布式架構的豪華車型使用 100 多個 ECU，引擎蓋下的線束長達 4 公里（2.5 英里）。
然而，出于成本和安全方面的考慮，分布式架構已不再適合未來的發(fā)展。一方面，基于軟件的新功能（例如，使用來自不同域的傳感器信息）導致集成成本上升。另一方面，"智能網(wǎng)聯(lián)?"更多的 ECU 由于有多個來自外部的潛在數(shù)字接入點，網(wǎng)絡攻擊的機會也更多。因此，有必要對 E/E 架構進行修改，從而對電氣系統(tǒng)進行修改。
采用域架構：域架構使系統(tǒng)具有邏輯組織性，并適用于云連接。例如，ADAS、信息娛樂系統(tǒng)、遠程信息處理系統(tǒng)和網(wǎng)關系統(tǒng)都被分組，每個系統(tǒng)都有自己的處理器。盡管域架構是分布式架構的一大進步，但它增加了布線和連接的數(shù)量，因此增加了車輛重量和成本。因此，這些域架構最終不是組織車輛電氣系統(tǒng)的最有效方式。
轉向分區(qū)架構：在分區(qū)架構中，系統(tǒng)在邏輯上和物理上被劃分為多個區(qū)域，這些區(qū)域可以被有效地組織起來。在每個區(qū)域內，所有系統(tǒng)都由相同的處理器管理，擁有各自的配電裝置，并通過網(wǎng)關連接到以太網(wǎng)，然后再連接到中央車輛計算機。幾個 ECU 就能管理整個車輛，同時實現(xiàn)高級功能。豪華車型將擁有更多的分區(qū)，以提供更先進的功能，而基本車型將擁有更少的分區(qū)和系統(tǒng)。此外，低壓數(shù)據(jù)連接和高壓驅動系統(tǒng)是分開的，但同時工作。
在分區(qū)布置中，由于 ECU 與執(zhí)行器和傳感器的距離更近，因此所需的布線和連接更少。制造商可通過實現(xiàn)高效連接、減輕重量和降低成本以及提高整體可靠性而獲益。
域架構通過結構合理、簡潔安全的軟件代碼促進控制，同時可帶來新的、復雜的軟件功能，例如更高級別的自動駕駛功能，從而幫助汽車制造商更快地開發(fā)和部署高級別的自動駕駛功能。
空中下載（OTA）更新：原始設備制造商只需 "閃爍 "新功能或更新即可輕松更新軟件，從而提高軟件的穩(wěn)定性和安全性。
訂閱服務：軟件定義的汽車能夠提供車載訂閱服務。消費者在購買新車時可能會選擇基本、中級或豪華套餐。然而，OTA 意味著他們還可以隨時添加或取消其他服務。例如，消費者可能會在冬天選擇加熱座椅，或在公路旅行時添加豪華信息娛樂套餐。
通過優(yōu)化設備位置，布線長度大大縮短；通過功能集成，可省去一些電纜。扁平柔性電纜 (FFC) 和柔性印制電路 (FPC) 等圓形絞合導線的替代品越來越多地進入市場，從而提高了生產和處理的自動化程度。隨著行業(yè)不斷實現(xiàn)標準化，重量更輕但功能更強的新解決方案將繼續(xù)提高運營效率并節(jié)約成本。
采用分區(qū)架構，硬件和軟件分離。這使原始設備制造商能夠并行創(chuàng)新，并通過 OTA 推出新功能和服務。
由于采用了集中化和分區(qū)架構，集成度更高的設備數(shù)量更少。將多個功能系統(tǒng)集成到一個設備中可減少包裝空間，降低連接的復雜性。
自動化是降低成本和提高質量的驅動力。更輕的線束更容易用機器人安裝，機器人也不會疲勞，從而提高產量。此外，原始設備制造商可以實現(xiàn)子線束標準化，簡化操作并降低開發(fā)成本。
市場將轉向標準化、模塊化的解決方案，使汽車制造商能夠為其他系統(tǒng)節(jié)省空間。子線束將安裝在這些模塊中，然后集成到汽車架構中。對于原始設備制造商來說，這意味著在組裝地點和方式上獲得更大的自由度。
汽車輕量化也有利于消費者，內燃機汽車可提高燃油效率，電氣化車型可延長行駛里程。
電氣化代表著汽車設計、集成和交付方式的重大轉變。要實現(xiàn)分區(qū)架構的承諾，需要進行的變革包括。
在高壓應用方面，電池、電機、電力電子設備和材料供應商將合作設計新系統(tǒng)。在低壓方面，半導體制造商、材料和元件供應商將攜手降低成本，提高可靠性。
從歷史上看，汽車制造商及其一級供應商在設計硬件時，主要關注新系統(tǒng)所需的軟件。而采用分區(qū)架構后，情況正好相反。原始設備制造商將設計和開發(fā)軟件來控制分區(qū)，然后再考慮如何改變硬件以支持分區(qū)--硬件必須緊跟軟件。這就實現(xiàn)了軟件開發(fā)主權從一級供應商向原始設備制造商的轉移。通過中間件層將硬件與軟件嚴格分離，可實現(xiàn)獨立的軟件/硬件開發(fā)流程和生命周期。
原始設備制造商將控制大部分軟件開發(fā)，并將幫助引領硬件分銷的標準化和簡化。它們還將把電子設備等系統(tǒng)模塊化。這將為汽車制造商帶來更大的價值，使他們能夠在更多車型范圍內使用系統(tǒng)。原始設備制造商將通過提高運營效率和降低成本而受益。
幾十年來，12 伏電源系統(tǒng)一直是標準配置。采用分區(qū)架構后，將需要 48 伏電壓來支持系統(tǒng)更高的功耗和冗余要求。48 伏電源網(wǎng)可降低功率損耗，使線束更輕便。
越來越多的原始設備制造商意識到，他們需要更快地進行創(chuàng)新。越來越多的汽車制造商宣布致力于開發(fā)需要分區(qū)架構的 SDV。新 E/E 架構的開發(fā)速度將加快，以便與電信和數(shù)字行業(yè)已達到的最先進水平保持一致。消費者不再接受低標準。
消費者和企業(yè)對電氣化汽車的需求不斷增長，這意味著每個人都能找到適合自己的產品。汽車制造商和原始設備制造商可以合作開發(fā)和裝備新的分區(qū)架構，實現(xiàn)買家夢寐以求的先進功能和服務，從而釋放更多的收入和訂閱收入流。
最終，域架構需要從根本上重組軟件結構，使原始設備制造商能夠獨立、快速、輕松和模塊化地調整整車控制，同時最大限度地減少線束的復雜性和控制設備的數(shù)量。與此同時，還能為最終用戶提供更多更高性能的功能和服務。
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