電子電氣架構(gòu)簡(jiǎn)稱 E/E 架構(gòu)，有時(shí)也被稱為 EEA（Electrical/Electronic Architecture）。是首先由德爾福公司提出的，集合汽車的電子電氣系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)、中央電器盒的設(shè)計(jì)、連接器的設(shè)計(jì)、電子電氣分配系統(tǒng)等設(shè)計(jì)為一體的整車電子電氣解決方案的概念。通過(guò)EEA的設(shè)計(jì)，可將動(dòng)力總成、驅(qū)動(dòng)信息、娛樂(lè)信息等車身信息轉(zhuǎn)化為實(shí)際的電源分配的物理布局、信號(hào)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、診斷、容錯(cuò)、能量管理等的電子電氣解決方案。E/E 架構(gòu)這一概念最早由汽車供應(yīng)商德爾福提出，后來(lái)被行業(yè)廣泛采用。

近幾年，隨著汽車行業(yè)走向智能化，傳統(tǒng) E/E 架構(gòu)開始受到挑戰(zhàn)。先是特斯拉以新一代集中式布局的 E/E 架構(gòu)率先發(fā)力，后有供應(yīng)商如博世、安波福、大陸等強(qiáng)調(diào) E/E 架構(gòu)要從分布式向集中式轉(zhuǎn)變。在主機(jī)廠中，也出現(xiàn)了大眾、通用和豐田這樣的變革者，正在布局新一代 E/E 架構(gòu)。

在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，研發(fā) E/E 架構(gòu)是 Tier 1 的專業(yè)。Tier 1 配合主機(jī)廠進(jìn)行 E/E 架構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化，最終目的是通過(guò)開發(fā)一套合理的整車電子電氣系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)性能提升與成本控制并重的效果。

最初，這件事很容易。因?yàn)樽?1886 年第一輛三輪汽車被發(fā)明出來(lái)之前，車上的電子設(shè)備并不像今天這么復(fù)雜，更談不上 E/E 架構(gòu)。直到 20 世紀(jì)初，開始出現(xiàn)更多需要電力進(jìn)行啟動(dòng)的設(shè)備如起動(dòng)機(jī)、車載收音機(jī)等，電子電氣系統(tǒng)才逐漸成型。以車燈為例，最早的車燈是在燈罩下點(diǎn)煤油，直到發(fā)明了電燈，汽車開始采用鎢絲白熾燈進(jìn)行汽車照明。

越來(lái)越多的電子電氣系統(tǒng)出現(xiàn)后，一些問(wèn)題隨之出現(xiàn)。比如，這些系統(tǒng)內(nèi) ECU 之間的通信。在汽車產(chǎn)業(yè)中，出于對(duì)安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的要求，各種各樣的電子控制系統(tǒng)被開發(fā)了出來(lái)。由于這些系統(tǒng)之間通信所用的數(shù)據(jù)類型及對(duì)可靠性的要求不盡相同，由多條總線構(gòu)成的情況很多，線束的數(shù)量也隨之增加。為適應(yīng)“減少線束的數(shù)量”、“通過(guò)多個(gè)LAN，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的高速通信”的需要，1986 年德國(guó)電氣商博世公司開發(fā)出面向汽車的CAN 通信協(xié)議。再過(guò)幾年，也就是 1991 年，世界上首款基于 CAN 總線系統(tǒng)的量產(chǎn)車型正式亮相。由于采用了 CAN 總線設(shè)計(jì)，車內(nèi)各個(gè)控制模塊之間的傳輸速率為到 83.3-500 kbit/s，其中用于發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)的 CAN 總線傳輸速度500kbit/s。此后，CAN 通過(guò)ISO11898 及ISO11519 進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，在歐洲已是汽車網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

CAN 的高性能和可靠性已被認(rèn)同，并被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、船舶、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備等方面?，F(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。2007 年，德爾福首次提出 E/E 架構(gòu)的概念，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、車窗控制、車載娛樂(lè)系統(tǒng)等一切需要電力控制的軟硬件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和不斷優(yōu)化，這一名為「E/E 架構(gòu)」的方案解決了汽車電子的通信和效率問(wèn)題。如果沒(méi)有后來(lái)興起的電動(dòng)車和自動(dòng)駕駛，傳統(tǒng) E/E 架構(gòu)也許還能延續(xù)輝煌。但是，如你我所見(jiàn)，電動(dòng)車和自動(dòng)駕駛技術(shù)席卷了整個(gè)行業(yè)，大量新出現(xiàn)的 ECU 和信號(hào)傳輸效率需求，讓原來(lái)的分布式 E/E 架構(gòu)受到挑戰(zhàn)，甚至正在成為技術(shù)發(fā)展的桎梏。

事實(shí)上，直到 2017 年特斯拉 Model 3 發(fā)布時(shí)，整個(gè)汽車行業(yè)都沒(méi)有一款產(chǎn)品嘗試對(duì)傳統(tǒng) E/E 架構(gòu)進(jìn)行革新。換句話說(shuō)，正是 Model 3 出現(xiàn)，全新一代的集中式 E/E 架構(gòu)才呈現(xiàn)在人們面前。同樣在 2017 年，從德爾福拆分出來(lái)的安波福提出 smart architecture（智能架構(gòu)），將汽車內(nèi)部的大量模塊，整合為三類：分別是發(fā)動(dòng)機(jī)模塊、信息娛樂(lè)模塊以及自動(dòng)駕駛與主動(dòng)安全模塊，并提出「神經(jīng)」和「大腦」的概念，神經(jīng)代表傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，大腦代表計(jì)算平臺(tái)。這種新的定義方式意味著供應(yīng)商開始注重軟件算法對(duì) E/E 架構(gòu)的影響。與此同時(shí)許多車企也紛紛意識(shí)到軟件對(duì)于汽車的沖擊，均提出要從分布式向集中式轉(zhuǎn)變的新一代 E/E 架構(gòu)，以適應(yīng)時(shí)代變化。

用六個(gè)階段來(lái)描述 E/E 架構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜依次為模塊化、集成化、集中化、域融合、車載電腦和車-云計(jì)算。每演進(jìn)一個(gè)階段，E/E 架構(gòu)的效率會(huì)更高。比如，在集成化階段，CAN 總線的傳輸速率最大可達(dá) 100 kBit/s。按照模型預(yù)測(cè)，如果采用車載以太網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)比 CAN 總線高 1000 倍的帶寬，也即達(dá)到 100Mbps 高實(shí)時(shí)帶寬。如果搭載車規(guī)級(jí)芯片，還可以讓汽車擁有中央計(jì)算機(jī)的處理能力，可以滿足車輛向智能終端演變的算力需求。在滿足算力和信號(hào)傳輸速度等各項(xiàng)要求后，圍繞新一代的 E/E 架構(gòu)的角逐也正式拉開帷幕。

提出新一代 E/E 架構(gòu)的背后，是汽車行業(yè)里掀起的兩股浪潮。第一股浪潮是插電式混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車的出現(xiàn)，它們引入了三電系統(tǒng)，從而增加了汽車 E/E 架構(gòu)的復(fù)雜程度；第二股浪潮是智能座艙和自動(dòng)駕駛。OTA 升級(jí)需求、大量的傳感器出現(xiàn)，產(chǎn)生了 OTA 更新、大量數(shù)據(jù)處理和信號(hào)傳輸?shù)男枨?，?duì)算力和車輛安全提出挑戰(zhàn)。在面對(duì)這兩股浪潮時(shí)，傳統(tǒng)的分布式 E/E 架構(gòu)的問(wèn)題在于，算力不足、信號(hào)傳輸慢以及無(wú)法實(shí)現(xiàn) OTA 統(tǒng)一升級(jí)。現(xiàn)在車載 ECU 的數(shù)量相比汽車早期出現(xiàn)數(shù)倍增加，以及日益增加的海量數(shù)據(jù)等待處理，直接讓傳統(tǒng) E/E 架構(gòu)不堪重負(fù)。


為了解決這些問(wèn)題，便出現(xiàn)了車規(guī)級(jí)芯片，利于傳輸信號(hào)的以太網(wǎng)，以及解決了統(tǒng)一升級(jí)問(wèn)題的域控制器。前來(lái)看，搭載新一代 E/E 架構(gòu)的車企如特斯拉等，在架構(gòu)設(shè)計(jì)上均采用了集中式布局。集中式布局有幾點(diǎn)好處：縮短信號(hào)傳輸、因減少線束而降低車重、更好的信息安全性。

拿Model 3 來(lái)說(shuō)，其 E/E 架構(gòu)由中央計(jì)算模塊（CCM）、左車身控制模塊（BCM LH）、右車身控制模塊（BCM RH）三個(gè)部分組成，用以控制車輛的行駛、轉(zhuǎn)彎和停止等操作。在這一架構(gòu)下，全車線束只有 1500 米，遠(yuǎn)低于行業(yè)的平均水平。

E/E 架構(gòu)決定車企的未來(lái)，E/E 架構(gòu)的發(fā)展命運(yùn)也被車企掌握在手中。站在 2020 年初，基于傳統(tǒng) E/E 架構(gòu)的車型仍占有很大市場(chǎng)，但新一代 E/E 架構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)。在汽車消費(fèi)者做出選擇的同時(shí)，部分車企已經(jīng)率先行動(dòng)，傳統(tǒng) E/E 架構(gòu)迎來(lái)滑坡的這件事恐怕不會(huì)太遠(yuǎn)。