蔚来ET9的数字架构有什么特别之处?

原创 汽车电子设计 2024-12-19 08:02
芝能科技出品

本周,蔚来 ET9 的数字架构做了一个正式的披露,这套架构已经从EE架构升级到了数字架构,为满足智能电动汽车高阶智能化需求而生,由中央计算平台、通信网络、区域控制器等组成,在算力、带宽、可靠性等方面具备优势。


蔚来的这套架构有多先进?为什么蔚来要开发这套架构?架构的优缺点和发展潜力如何?




01

蔚来 ET9 数字架构解析


蔚来ET9的数字架构并非简单的电子电气架构升级,而是面向未来智能汽车发展趋势的前瞻性布局。它由六个核心部分组成,构成一个有机的整体,共同支撑车辆的智能化功能。



蔚来ET9的数字架构围绕一个高性能的中央计算平台构建,该平台作为整车智能的“大脑”,负责融合智能驾驶、智能座舱和底盘控制等多个领域的计算需求,实现多域功能的集成处理。


它支持高速端云通信,通过高速以太网与前后区域控制器紧密相连,确保数据的高效传输和协同工作。


中央计算平台具备强大的车端算力,能够满足高阶智能驾驶算法的需求,并提供千兆级带宽、百微秒级链路延迟、小于1ms的端到端通信延迟以及零丢包率,配合百纳秒级时钟同步精度,为实时性要求极高的车辆控制应用提供了坚实基础。



作为连接各个“神经元”的高速冗余通信网络(即“神经网络”),采用环形网络拓扑结构,同样具备千兆级带宽、低链路延迟、小于1ms的端到端通信延迟及零丢包特性,保证了数据传输的高速稳定,而其百纳秒级的时钟同步精度则为分布式系统的高效协同工作奠定了基础。全链路通信协议栈支持深度车辆控制应用,为各系统间的协同工作提供可靠的通信基础。


高效区域控制器扮演着“小脑”和“脊髓”的角色,相比传统分布式ECU架构,大幅减少了超过20个ECU数量和约30%的线束用量,优化了硬件布局和制造成本。区域控制器可以高效地连接全车传感器和执行器,实现对车辆周边环境的精准感知和执行动作的精确控制。


双冗余低压电源系统作为整个数字架构的“血液循环”,采用了先进的48V架构,具备高可靠性和智能低能耗特点。它通过百路eFuse和双路冗余配电实现了全节点智能控制和数据闭环,使系统的可靠性提升了50倍,并显著降低了静置功耗、守卫模式功耗和CLTC综合低压功耗,分别达到了62%、45%和18%的降低比例,展示了卓越的能效管理水平。蔚来的48V架构正向设计流程在中国处于领先地位。


AQUILA2.0蔚米天鹰座超感系统作为车辆的“感知器官”,配备了31个高性能感知硬件,包括激光雷达、高清摄像头和毫米波雷达等,最大感知范围超过400,000平方米,为车辆提供全方位、高精度的环境感知能力,是实现高阶智能驾驶辅助功能的关键。


整车全域操作系统SkyOS作为数字架构的“灵魂和思想”,面向AI设计,涵盖中间件、SOA框架、软件升级、数据闭环等模块,并拥有多个针对不同场景优化的版本,如轻量级、强实时性和高性能场景。


SkyOS还具备虚拟化功能,通过硬件适配层适配各类芯片和设备,广泛应用于车联、车控、自动驾驶、数字座舱和手机应用等领域,展现出强大的灵活性和可扩展性。



● 中央计算平台:中央计算平台作为蔚来 ET9 的“大脑”,具备强大的计算能力,负责集成处理智能驾驶、座舱、底盘等多域功能。该平台不仅支持复杂的人工智能算法和实时驾驶决策,还可以高效地与其他系统进行协作。其高算力架构确保了智能驾驶、座舱体验等复杂任务的流畅执行。



● 高速冗余通信网络(神经网络):蔚来 ET9 配备了环形拓扑结构的通信网络,确保了高速且低延迟的数据传输。千兆级带宽、百微秒级链路延迟和小于 1ms 的端到端通信延迟,确保了车内系统的高效协同。这种冗余设计使得系统即使在出现通信链路故障时,仍能够保持稳定运行。



● 高效区域控制器(小脑):区域控制器减少了大量原本需要分散在多个 ECU(电子控制单元)中的控制任务,显著降低了线束用量,提升了整车的集成度和生产效率,控制器负责连接车载传感器与执行器,确保车辆对外界环境的精准感知与动作执行。



● 双冗余低压电源(血液循环):蔚来 ET9 配备了 48V 双冗余低压电源架构,提升了系统的可靠性。通过智能控制与数据闭环,确保了电力的高效分配和能源的优化管理,从而延长了续航里程并减少了静置和守卫模式下的功耗。



● AQUILA2.0 蔚米天鹰座超感系统(感知器官):该系统配备了31个高性能感知硬件,最大感知范围超过 400,000 平方米,为车辆提供全面的环境感知能力。这些硬件能够实现更精准的障碍物识别和路径规划,是实现高阶智能驾驶的核心组成部分。



● 整车全域操作系统 SkyOS(灵魂与思想):SkyOS 是蔚来为支持 AI 和跨域功能设计的操作系统,涵盖了中间件、SOA 框架、软件升级、数据闭环等多个模块。它能够根据不同需求优化实时性和性能,通过硬件适配层适配各类芯片和设备,支持车联、自动驾驶、数字座舱等多个领域。



为什么蔚来要花钱打造这套架构的原因,主要有满足智能化需求、 提升用户体验和提高整车集成度与效率。


随着智能驾驶算法、多智能体应用以及AI驱动的智能座舱等前沿功能的迅速发展,传统汽车电子电气架构在算力和数据处理能力方面逐渐显得捉襟见肘。


蔚来ET9的数字架构通过引入强大的中央计算平台和高效的通信网络,不仅提供了充足的算力支持,还确保了带宽资源的充分满足,为应对未来汽车智能化带来的各种挑战打下了坚实的基础。


该架构能够处理来自多个领域的复杂数据流,包括但不限于自动驾驶、智能座舱交互、底盘控制等,从而支持高阶智驾算法和其他大数据密集型应用。


蔚来ET9凭借其低延迟通信网络与卓越的计算性能,显著改善了智能座舱与驾驶辅助功能的表现,大大提升了车主的驾驶安全性和舒适度。


例如,实时响应的语音控制系统让驾驶员可以无缝地操作车辆设置或查询信息;高清地图和导航系统则确保了行驶路线的最佳规划;而丰富的娱乐功能也为长途旅行增添了乐趣。


这些特性共同作用,为用户创造了更加愉悦且安全的驾驶体验,使得每一次出行都成为享受。


通过减少ECU(电子控制单元)的数量和线束用量,蔚来ET9简化了车辆的电气架构,降低了硬件成本的同时也减少了潜在的故障点。


统一的操作系统和通信网络进一步增强了整车系统的协同性,实现了跨域功能的高效整合,如智能驾驶与底盘控制之间的联动。


这样的设计不仅简化了生产流程,提高了质量稳定性和生产效率,还为后续的功能扩展和软件更新提供了便利条件,使车辆在整个生命周期内都能保持最新的技术状态和技术性能。


此外,高度集成的设计也有助于降低维护成本,提升用户的长期拥有体验。



是否先进,能不能打?先进性分析


国外如特斯拉等品牌,也在智能电动汽车领域进行了相关的架构设计。特斯拉虽然在中央计算和软件更新方面有优势,但蔚来 ET9 在通信网络的冗余性和低延迟方面具有独特的优势,蔚来通过主干路的以太网系统,采用的百纳秒级时钟同步精度和小于 1ms 的端到端通信延迟,确保了车辆系统的实时响应。


蔚来在架构协同性方面表现优秀,其中央计算平台与区域控制器的紧密配合,确保了整车系统的高效协作。


02

架构优缺点及蔚来的优势



蔚来 ET9 的中央计算平台和高速通信网络,为智能驾驶和座舱体验提供了坚实基础。无论是在智能驾驶决策还是座舱内多任务处理时,系统都能快速响应,提升驾驶体验。


◎ 双冗余电源、冗余通信设计及主动监控机制等提升了系统的可靠性。即便发生故障,系统仍能保持基本功能,保障安全性。


◎ 48V 架构下的智能电力分配和能源管理,确保了更高效的能源利用,延长了续航里程并减少了能耗浪费。


◎ 简化的硬件架构、开放的通信协议栈为未来的功能扩展提供了便利。


这种集成化设计不仅优化了生产成本,也增强了系统的升级能力。


◎ 高性能计算硬件、先进的感知系统和冗余设计带来了较高的制造成本,可能影响到车辆的市场定价。


◎ 复杂的系统架构和高度集成的技术要求,使得研发、生产和售后服务的技术要求较高,这也可能带来较长的研发周期和较高的售后维修成本。


智能电动汽车市场竞争日益激烈,各大车企都在积极布局智能化技术,以寻求差异化竞争优势。蔚来需要通过不断提升数字架构的性能和功能,打造更具竞争力的产品,以吸引更多消费者,在激烈的市场竞争中脱颖而出。


随着人工智能、物联网、大数据等技术的快速发展,汽车行业正朝着智能化、网联化、电动化的方向加速演进。先进的数字架构是实现这些目标的基础。蔚来顺应行业发展趋势,积极打造先进数字架构,以跟上技术发展步伐,满足未来汽车功能需求。


消费者对智能电动汽车的认知不断深入,对车辆的期望也在不断提高,不仅要求车辆具备基本的电动驱动功能,还希望拥有更智能的驾驶体验、更便捷的座舱交互和更可靠的性能。


蔚来为了满足用户不断提升的期望,需要持续优化和升级其数字架构,以提供更卓越的产品和服务。



小结



蔚来 ET9 的数字架构在智能电动汽车领域具有重大意义,面临较高的成本和技术复杂性等挑战,但凭借其强大的技术研发投入、全栈自研能力以及针对用户需求的创新,蔚来有机会在数字架构领域持续取得成功。




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