安波福推倒沿用30年的汽车电气架构

文丨赵玲伟

编辑丨奚亭

几个按键、几个操作、几句语音，就可以让驾乘者简单地操控复杂的汽车机器，这个过程中除了中央处理器对资讯的处理和反应，让其能够接收讯号、并将做出的指令传导到相应部位的汽车的 系统也起到相当重要的作用。

传导讯号的电气分配系统又被形象地称为汽车的“神经网络”，其拥有三个重要的组成部分，分别是电气中心、线束、以及联结器系统。主要用来进行接收资料讯号及动力传输，让车辆做出相应的反应。

当汽车的电气化和智慧化时代来临，对汽车的神经系统也造成了新的挑战。

智慧汽车与无人驾驶正在成为可能，汽车对其神经系统的要求也越来越高。为了实现更多功能，线束的回路与复杂性与日俱增。虽然供应商不断为线束减重和缩小体积，但从上世纪90年代末期沿用至今的基础电气架构已无法完全满足当前的需求。

未来的无人驾驶汽车对资料传输和安全冗余有着极高的新要求，安波福希望能通过重构电气分配系统，来让未来汽车更加安全、环保、互联。于是，安波福研发了专门为智慧汽车打造的架构（SVA）。该架构被定义为L3至L5级别自动驾驶汽车的电力和网络支柱。

智慧汽车架构是安波福用来处理计算、讯号和动力传输的整体方法，它能够帮助实现支援基于软件的各项功能、快速资料传输，并且能够满足最高级别汽车安全的冗余性要求。为汽车解锁了新的特性和功能，也为未来移动出行带来了更多想象空间。

安波福是由全球零部件厂商德尔福汽车公司在2017年拆分而来。面对汽车产品电气化、智慧化的趋势，德尔福自我拆分为安波福（Aptiv）和德尔福科技两家公司，前者将主要聚焦于自动驾驶技术，后者继续专注动力总成业务的研发。

拆分当年，调研公司Navigant Research释出的一项研究报告中曾指出，德尔福在过去几年中大幅缩小业务范围，将燃料系统、电子电气结构和自动驾驶作为核心业务。同时，德尔福在自动驾驶领域供应商中排名第一。

汽车电气分配系统中的线束是安波福智慧汽车架构的核心组成部分，也是安波福全球产品组合中的一条重要产品线。其在一辆汽车中所承担的使命与生产工艺的沿革，正是汽车工业高速发展的见证。同时，要保证汽车有足够的资料处理能力和电力分配容量，并保证汽车不会宕机，安全、可靠地实现所有功能，这也对汽车的电气分配系统及线束的设计制造提出了更高的要求。

目前，安波福在全球范围内建有125个制造工厂，15个主要技术中心，16万多名员工，遍布44个国家，为未来移动出行创造解决方案。

近日，亿欧汽车等媒体在安波福位于天津的电气分配系统工厂，向安波福电气分配系统全球总裁威廉T. 普雷斯利（William T. Presley）、安波福电气分配系统亚太区副总裁兼董事总经理朗智文（Anu Rathninde）了解到了安波福对于智慧汽车架构的定位与思考。

以下为采访实录，经亿欧汽车编辑：Q：请具体介绍一下智慧汽车架构的组成部分有哪些？

普雷斯利：智慧汽车架构有三个主要的组成部分，动力资料中心（PDC）、中央计算丛集和电气分配系统本身。架构把车辆分成不同的区块，比如车门可以看作是一个区域，在门里面有一个电气分配的系统，有自己的熔断和动力资料中心，可以从中央计算丛集获得讯号，所以一旦出现碰撞，它就可以很快的反应。

在智慧汽车架构中，整个车辆被分成各种区域，这样就会减少分配系统的体积和重量，因为不再需要长线用于丛集和感测器之间的传输，只需要通过一个中央计算丛集把电力和资料发到各个区域当中。

Q：SVA架构和传统架构有什么区别？

普雷斯利：智慧汽车架构是安波福用来处理计算、讯号和动力传输的整体方法，是安波福在所有相关优势领域技术的集大成者。它能够帮助实现支援基于软件的各项功能、快速资料传输，并且能够满足最高级别汽车安全的冗余性要求，确保汽车部分出现故障后仍然能安全执行，同时还能满足业内最严格的执行安全与网络安全标准。

传统的汽车架构，每一个主机厂都是不一样的，而智慧汽车架构能够有一些基础的部分，比如说动力资料中心和中央计算丛集，可以把这样的区块放在任何的车辆上面，要定制的部分只有电气分配系统的长度。

所以，所有的智慧车辆都有同样的架构，这个功能是通过解决方案和软件应用来实现的。

Q：汽车电子程度化越来越高，对于线束的要求也越来越高，线束的长度也越来越长。安波福怎么权衡线束的长度和资料讯号传输的要求？

普雷斯利：在电气化方面的挑战，其实是重量。因为线束的长度越长，体积越大，它会增加车辆的重量，车重增加会减少车的续航里程，这是电动汽车现在面临的一个问题。

所以，安波福的解决方案是通过材料科学方法来解决。其实现在汽车上有两种不同的线缆，一种是小型的线缆，是一种非常细的线缆，这是主要的线缆型别。还有些非常粗，比如像电池的导线。对这两种线缆我们有不同的解决方案。

对于细的线缆，我们使用合金来保证它的强韧度，并且能够保证它的传导性仍然能像使用铜线一样的效果，同时重量减半。

对于粗的导线，在电动汽车当中是非常重的，因为主要是用铜来做的。在这方面，安波福工程师首次用铝导线替代铜导线。铝的导电效能不如铜，体积也要大一点。但是因为一些主要的线缆体积减小了，所以我们能够为这些大的线缆挪出一些地方。这样的话部件重量都降低了，所以就能够提高汽车的可行驶里程。

还有智慧汽车架构，智慧汽车架构的目的就是把线束分成可管理的小段，不再需要很长的线束，只需从一个电气中心连线到另一个电气中心，并由一个中央整合的计算中心控制。

Q：智慧汽车和自动驾驶时代来临，汽车电控做出了哪些相应的变化？从哪些方面来保证自动驾驶的安全性？

普雷斯利：自动驾驶造成的主要变化就是如果一个系统失灵，就必须要有一个备份的冗余系统。如果车辆一旦出现故障，牵引失去动力，但在自动驾驶当中无法制动，所以必须要给重要的电机等供电。

所以在自动驾驶汽车架构当中就有一个冗余系统，来为主要的系统提供备份，这也是自动驾驶汽车架构和传统汽车架构之间最大的区别。

还有一点变化就是，汽车的空间并没有扩大，所以必须要减少汽车配件的体积和重量，比如说用材料科学还有智慧汽车架构的方法来解决。希望在汽车有限的物理空间中尽可能加入更多功能和特性。

Q：新势力造车和传统车企相比，在架构或者思路上会有怎样的不同？中国目前是世界上最大的电动车市场，针对电动车来说，线束的型别要发生改变，安波福在这方面如何应对？目前中国市场上L2级别自动驾驶车型越来越多，随着5G技术在某些地区开始商业化的执行，这些技术对于安波福有哪些影响或者挑战？

朗智文：第一个问题，造车新势力的架构和传统车企的区别。近年来，中国确实有很多造车新势力进入市场，它们主要是做电动车。在汽车架构方面和传统电动车市场上的公司是差不多的。但是，在自动驾驶这个领域，我们会看到更多的内容。

第二个问题，中国是世界上最大的电动车市场，安波福也在中国建立了本土支援能力，我们有针对电动车开发的高压电气分配系统（包括高压线束、联结器等），使我们能够提供高压方面的产品和服务。

普雷斯利：高压线束系统不是一个大宗商品，它需要有特别的处理工艺，这样才能达到合适的电压来通过电池、系统给目标器件供电。这并不是所有公司都能做到的，它需要很多的资本投入。在目前的市场上，电动车其实给我们带来了一些潜在优势。

讲到5G技术，在未来出行解决方案中确实会带来商业化的机会。现在也有人在讨论资料怎样变现，安波福和整车厂之间也在进行讨论。现在我们有能力可以收集到这些资料，怎么使用还要取决于和整车厂之间讨论的结果。

朗智文：现在大部分整车厂平台都有一定程度的自动驾驶功能，基本上已经达到L1.5或者L2的级别。这对电气分配系统来说相当于汽车内有了更多的元件、摄像头、驱动、感测器等等。这也说明了为什么智慧汽车架构（SVA）代表着未来，因为不能单纯地只增加一个内容，要从根本上去改变这个架构。

普雷斯利：安波福很重要的一个事业部就是主动安全与使用者体验（AS&UX），负责研发高阶驾驶辅助系统（ADAS），所以L2级自动驾驶对我们来讲是一个机会。

Q：对于燃油车和新能源汽车来说，安波福的线束和智慧汽车架构的产品在应用上有什么区别？公司未来的发展重心放在哪个方向？

普雷斯利：讲到电气化的时候我们要分层思考。基础层就是传统的12伏系统，不管是电动车还是燃油车，基本都需要这个系统，两者之间没有太大区别。

再往上就是48伏或者更高压的系统，这样的话就会有一些区别了。比如说在电动车当中就需要更加多的资本投入以及技术专长，把整个端子和线束牢牢连线在一起，线束周围还要有包裹，这样确保电磁不会对车辆行驶造成干扰。

电动车高压线束对于安全性还会有更高的要求，因为把联结器从模组撤出来之前先要将高压缆线断电。

我们有专门的工程部件事业部来生产这种特殊的联结器，为高压系统提供保护，能够安全地断电，保证系统正常执行。我们有主动安全与使用者体验事业部，因此我们了解整个系统有什么样的要求，可以将中央计算丛集、电气分配系统和导线三者更好地结合在一起。

Q：在架构上，传统汽车和智慧汽车在冗余设计上有什么区别？

朗智文：在传统汽车（标准内燃机汽车）中，冗余的设计会更加少，因为主要是人来负责驾驶，也不需要有太多的感测器和摄像头。但是如果智慧汽车的话，驾驶员的责任就变小了，有更多的摄像头和感测器在控制。这么多的感测器系统在汽车中，控制器会有负责更多流程。这会带来更多资料、更多软件控制系统和更多内容，这样就会增加电气分配系统的复杂性。

Q：请介绍一下未来安波福电子电气架构的规划。

普雷斯利：目前，汽车的计算系统是分散式的，所以需要引擎控制器、车身控制器、资讯娱乐控制器、电力分配中心等。将来，汽车的计算系统会是一个中央化丛集，和现在的架构正好相反。

现在的汽车架构系统有非常大的中央化电力分配中心，然后有分散式的计算系统。安波福要做的就是把它反过来，成为一个整合的中央计算系统，而配电系统则是分散式的，这样就能够利用现有的车辆当中的这些模组，减少电气分配中心的体积和重量，从而可以实现减排，提升汽车的续航里程。