Tesla汽车电子电气架构分析

特斯拉在电子电气架构上的理念很超前，打破了传统的、低效的、智能化程度低的分布式架构开发模式，以功能域和位置域做为开发理念，极大的提高了汽车智能化水平、降低了整车BOM成本。

本文以特斯拉Model3 2019款、左舵、最高配为例，对其整车电子电气架构进行梳理，整理出整车信号系统和配电系统的详细EEA。并对控制器进行拆解，分析特斯拉如何实现如何简洁高效的电子电气架构。

电子电气架构系统复杂，笔者也有一些地方还没有完全理解，欢迎交流。

EEA：Electrical/Electronic Architecture，电子电气架构；

ADC：Autopilot Domain Controller，智驾控制器；

MCU：Media Controller Unit，特斯拉把座舱控制器叫做MCU，更为大家熟知的叫法是CDC（Cabin Domain Controller）；

CarPC：特斯拉把智驾座舱控制器称作为车载电脑；

三大车身控制器除了各自负责临近设备的控制和供电，还有一些特有的分工：

前车身控制器实现暖通空调系统的控制，左车身控制器实现油门、刹车、转向信号的采集，右车身控制器有一条私有的PARK CAN连接到ADC，实现APA；

整车以三个车身控制器为核心，实现了基础的车辆线控；由ADC实现辅助驾驶功能；座舱MCU提升了整体交互体验；

整车以CAN网络为主，搭建起基础的通信网络，同时有3条主干通信链路；

Private CAN：动力系统、转向系统、制动系统；

Chassis CAN：冗余的转向系统、制动系统通信链路；

Vehicle CAN：冗余的动力系统通信链路，车身附件控制；

以车载以太网和LIN通信为辅；

智驾控制器ADC、座舱控制器MCU、诊断口、收音机使用车载以太网连接（这里收音机没有这么大的网络带宽需求，却用车载以太网通信是不太符合常理的，可能受制于供应商、成本考量？）

超声波传感器、温湿度传感器、前后头顶控制台、前车灯控制器、车尾灯控制器、雨刮、homelink等均使用了LIN通信；

智驾和座舱控制器之间有一条同轴线，可以把后向相机的画面转发到车机，实现倒车影像功能；

智驾域的“emergency audio” 共用了座舱域的ecall speaker；

座舱控制器直驱9个扬声器，并通过A2B信号经由头顶控制台到达位于后窗附近的功放模块，由功放再驱动6个全频和1个重低音扬声器；

车身附件就近接入3个车身控制器，实现最短线束；此外针一些对线束也通过passthrough方式，在控制器的连接器上对其进行路由，从而使庞杂的线束合并到一起，方便安装和管理；

OBD接口连接在左侧车身控制器上；

高清原图

前车身控制器实现一级配电，将电能分别传输给左、右车身控制器和暖通空调系统。

左右车身控制器进行二级配电，将电能传输给就近的零部件和车身附件。

左、右2个EPB分别由左、右车身控制器供电，线束更短且实现一定冗余。

相比于传统的分布式架构，特斯拉的集成度大大提高，很多车身附件的控制直接由车身控制器负责。

下面通过拆解3个车身控制器来分析下如何实现如此简洁高效的系统架构，控制器做出了哪些改变？

前车身控制器（Body Controller Front）；

位置：车头前舱附近，离低压蓄电池近，方便取电，金属外壳；

作用：负责前舱设备的配电和控制，同时为左/右车身控制器供电，为智驾Autopilot、座舱MCU供电；

由ST的MCU作为主控，M0、M1、M2为安森美的直流电机驱动芯片，配合MOSFET即可驱动电机类负载（雨刮、液泵等）。

配电：由MOSFET+HSD实现配电通断控制（替代传统继电器），由AMS的ADC+采样电阻实现电流监测。

左车身控制器（Body Controller Left）；

位置：主驾小腿左前方，沿车身纵向安装，塑料外壳PC材质；

作用：负责司机位及车辆左侧设备的配电和控制；

控制：由2颗ST的MCU作为配电控制和通信控制，1颗TI的MCU负责电机控制；

配电：灯具类由Infineon的BTS系列HSD芯片控制，电机类由ON的MOSFET驱动；

右车身控制器（Body Controller Right）；

位置：副驾小腿右前方，沿车身纵向安装，塑料外壳PC材质；

作用：负责车辆右侧设备的配电和控制，同时也负责超声波雷达接入；

控制：相比于左车身控制器，还负责了车身后部的灯光&信号，所以主控由ST的MCU换成了瑞萨的高端单片机RH850系列，额外还有2颗ST的MCU辅助；

配电：同左侧；

回过头来看特斯拉的E/E架构，能看到五大域的影子，但又不完全相符。

特斯拉的思想和博世的五大域相比，相同的是都对各类控制器、功能进行合并，从而降低系统复杂度。

特斯拉更进一步的是不仅做了功能域的划分，同时做了物理域的划分，即就近原则，从而降低了线束成本。

最终使用前左右3个车身控制器就实现了动力域、底盘域、车身域、整车低压配电全部功能，3个区域控制器（前、左、右）内使用了大量的MOSFET和HSD芯片，实现全车的低压配电，不但能实现更完善的诊断功能，还可以实现配电系统的免维护（故障自恢复）。

近几年大家都在谈仓驾融合，虽然一直受限于没有合适的SoC，但特斯拉还是多走了一步，在2019年就已经把座舱域控和智驾域控装在了一起，除此之外，还集成了无线通信功能替代T-box。三者共用一个外壳，一套水冷散热。

有了车身控制器、智驾控制器、座舱控制器，极大的提升了整车智能化水平，从而实现软硬解耦；这样就可以通过OTA可以快速升级迭代产品功能，特斯拉在2014～2015年就率先开始在汽车上使用OTA技术。

特斯拉通过对智驾、座舱、车身、电驱、PCS、BMS等核心控制器自研，打破了主机厂和供应商的固有分工模式，供应商更多的承担了提供执行器的作用，而执行器的控制则握在自己手里。在现有基础上，未来特斯拉可能会做的一些改进舱驾融合，将座舱、智驾2块PCBA合并到1块电路板上，进一步提高集成度，降低成本（依赖于SoC的升级迭代）。

高压系统融合，对高压系统（PCS、HV Controller、BMS、BMB等）进行进一步的功能拆解和合并，将PCS和HV Controller合并。

参考资料

1. 1.从拆解 Model3 看智能电动汽车发展趋势 - 中信证券

2. 2.特斯拉EEA跟踪研究者不愿错过的一篇文章

3. 3.特斯拉的三个区域控制器（Zonal）配置

4. 4.Model 3 2024+ 维修手册

5. 5.详解特斯拉电子电气架构

6. 
   

原文链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/711605829