既不是最強的物種才能生存下來，也不是最聰明的物種才能生存下來，而是那些最能適應改變的。它們利用有限的、可以獲得的方法，彼此充分合作來對抗共同的威脅。

——查爾斯·達爾文

是什么在驅動著電子電氣架構不斷地變化和演進？

電子電氣架構專家侯旭光先生在《智能汽車：電子電氣架構詳解》一書中，從“終端客戶需求”與“電子技術發展”兩個路線，探討了電子電氣架構發展的驅動因素，本文摘取書中片段進行分享，希望給大家以啟發！

1 汽車電子的誕生

1908年，使用干電池供電的汽車揚聲器誕生了。1911年，蓄電池的可靠性逐漸達到了干電池的水平，于是可以循環使用的蓄電池逐漸普及。同時，車載發電機的性能和可靠性也逐漸提升，從此以后，電燈之類的部件逐漸應用在汽車上。1922年，一個名叫George Frost的18歲青年在自己的福特T型車上安裝了一個真空管收音機——這可能是現代電子產品第一次出現在汽車上。幾乎同時，雪佛蘭開始提供售后安裝收音機的服務。在1930年，摩托羅拉發明了第一臺專門為汽車設計的收音機，到20世紀40年代中期，有大約1000萬輛汽車配備了收音機。

汽車最初的電子設備只局限于單一功能，而且并未與汽車原有的機械功能產生耦合，也就是說車輛上的這些電子設備與功能都是獨立于機械功能存在的，是附加功能。到了20世紀50年代，出現了第一個電子與機械耦合的功能——巡航控制，這也是機電結合的系統首次出現在汽車上。圖1所示為巡航控制系統原理圖，它通過電磁線圈控制液壓的方式來控制節氣門，從而實現了車速控制。

圖1 早期的巡航控制系統設計圖

2 ECU的誕生

1978年，通用汽車第一次在汽車上引入了包含軟件的半導體設備——ECU（Engine Control Unit，發動機控制單元），徹底改變了傳統的手動控制發動機的方式。ECU通過對電磁閥和化油器的控制，實現了對發動機噴油和點火的精準控制，從而大幅提升了發動機的性能。

這是微處理器和軟件第一次出現在汽車上，從此汽車電子步入嶄新的紀元。因為ECU這個詞被使用得過于廣泛，以至于ECU被重新解釋為電子控制單元（Electronic Control Unit），從而成為汽車上所有包含軟件的控制器的統稱。而原來的ECU不得不被重新命名為發動機控制模塊（Engine Control Module，ECM）或發動機管理系統（Engine Management System，EMS）。

在1995年，世界上首個自適應巡航控制系統誕生，在圖2中已經有3個被命名為COMPUTER（計算機）的裝置。這個系統可以自主控制車輛的行駛速度，甚至能夠在駕駛員完全不參與的時候自主剎停車輛保證車輛的安全。

圖2 汽車自適應巡航系統專利

3 汽車電子電氣架構的誕生

隨著汽車上的電子功能逐漸豐富，控制器的數量越來越多，整車的電子電氣系統越來越復雜，系統中各個部件之間的耦合關系越來越復雜，導致電子電氣系統復雜度越來越高。按原有的各系統獨立開發的方式已經無法解決各子系統之間的復雜交互所帶來的質量和穩定性問題。

2000年，梅賽德斯奔馳技術有限公司面臨全新車型的挑戰：電子電氣系統中的各種ECU、傳感器、執行器和線束已經讓整車的設計變得異常復雜，導致原來簡單集成式的開發方式已經無法保證質量、功能與性能的穩定。經過和外部專家團隊多次技術會議研討，奔馳最終決定對某款車在系統開發前進行從全局考慮的整車電子電氣總體設計，以期從根本上解決上述挑戰。歷經一年的時間，2001年該款車電子電氣總體設計完成，世界首款汽車電子電氣架構也隨之誕生。

電子電氣架構的誕生解決了整車日益增加的電子電氣系統復雜性所帶來的各種問題，如系統間的協同、質量、可靠性，以及成本等，從而讓汽車電子電氣系統得以承載更多的功能。特別值得注意的是，在汽車電子電氣系統與電子電氣架構發展的過程中，不但各種電器部件的數量在大幅度增加，各種ECU所包含的軟件數量也在幾何級迅速增長。尤其是近年來智能網聯化趨勢逐漸明朗后，在某些高端車中，整車ECU中的總代碼行數已經超過兩億行。這導致軟件的開發成本正在顯著上升，隨之而來的軟件缺陷也大幅增加。給電子電氣架構設計帶來了新的挑戰——如何應對軟件在整車中的增加趨勢以及快速迭代的趨勢。

4 汽車電子的6個發展階段

回顧歷史并展望未來，可以將汽車電子化的發展歷程分為以下6個階段。

1. 純機械，始自1890年：車上沒有任何的電子部件。

2. 孤立電子功能，1910～1949年：揚聲器和收音機等出現在車上。

3. 機電耦合，1950～1979年：機械與電子之間開始結合。

4. 軟件應用1980～2009年：包含嵌入式軟件的ECU開始廣泛應用。

5. 網聯時代2010～2029年：3G移動通信技術應用到汽車上，從此車輛與外界環境可以雙向連接。

6. 自主智能控制，2030年：車載人工智能成為大部分車輛的標準配置，車輛具備大部分場景下的自主控制能力。

以上的發展歷程可以使用圖3來表示。

圖3汽車電子的發展歷程

任何一種技術都不可能持續保持高速發展，在經歷一段高速發展期后，速度逐漸降低是必然趨勢。然而事物發展的總體趨勢一定是滾滾向前的，在一個技術發展到達瓶頸之后，必然會有另外一種技術發展起來，從而讓發展持續下去。在汽車的機械技術已經日臻成熟的時候，各種資源、注意力轉移到汽車電子上不是偶然，而是時代造就的必然。