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汽车行业的下一个战场,特斯拉靠什么领先?

GeekCar · 2020-03-09
是传统车企做得太差?还是特斯拉太过木秀于林?

编者按:本文来自微信公众号“极客汽车”(ID:GeekCar),作者:James杨建文,36氪经授权发布。

毫无疑问,在电动车和智能化领域,特斯拉在技术层面相比传统车企有着数年的领先优势。但是在很长时间里,传统车企都不屑于特斯拉的威胁,抱有「只要我们想,分分钟扳倒特斯拉」的想法。

但是,事实却打了很多人的脸。几年过去了,在很多方面,这种差距仍然没有被缩小。

前一阵,日经商业出版公司对特斯拉 Model 3 进行了拆解,得出的结论是:在电子电气层面,特斯拉领先丰田大众们六年。

这个观点招来了大量的热议。是传统车企做得太差?还是特斯拉太过木秀于林?不然的话,何以至此?

这是一个值得探讨的话题,今天这篇文章,我们来好好聊聊。

什么是电子电气架构?

「特斯拉领先六年」这个结论是否准确先放一边,我们先讲讲什么是「电子电气架构」。

所谓「电子电气架构」,简单地说就是把汽车里的传感器、中央处理器、电子电气分配系统、软件硬件通过技术手段整合在一起。通过这种架构,可以将动力总成、驱动信息以及娱乐信息等,转化为实际的电源分配的物理布局、信号网络、数据网络、诊断、容错、能量管理等电子电气解决方案。

说的再通俗一点,汽车是一个软硬件结合一体的产物,如果把它比作是一个人,「四个轮子+一个沙发」是身体,电子电气架构就相当于神经系统,负责完成各个部位的连接,统领整个身体的运作,实现特定功能。

说到这儿,可能你会想到 can 总线、以太网总线这些概念,这确实属于汽车电子架构的一部分。在量产车里,特斯拉 Model S 是最早使用以太网总线的车型。

目前主流架构,根据不同的功能划分为不同的域,即信息域、ADAS 域、动力总成域以及车身域。

而特斯拉 Model 3 的电子电气架构则有所不同,是以区域进行划分的,大致分为三大部分:自动驾驶及娱乐域控制模块 Autopilot & Infotainment Control Module、右车身控制器 BCM RH 和左车身控制器 BCM LH。

(图片来源:@冷酷的冬瓜)

特斯拉善于垂直整合的风格,也涉及到电子电气架构上。换句话说,在架构层面,特斯拉「掌握核心科技」。

下面这张图来自于博世,它概括性地总结出了汽车电子电气架构的演进过程:

按照这种划分方式,特斯拉已经来到域融合阶段,而大部主机厂们处于由分布式架构向集中式域控制架构的过渡阶段。

为什么特斯拉有绝对优势?

回答这个问题前,我们就要来解构此前的汽车供应链是什么样子。

表面上,车子都是由整车厂造出来的,但这并不意味着车上的所有技术都是由整车厂研发的,供应商才是大部分技术的幕后功臣,而「整合」则是整车厂的重要任务之一。汽车工业经过百年的发展,早已形成完备且复杂的供应商体系,比如我们常说的一级供应商、二级供应商……

那么,问题来了,既然有如此多供应商的加持,传统主机厂们真的不能做得像特斯拉一样吗?

这既是想不想的问题,也是能不能的问题。

而已经十分成熟的供应链体系,则是一大限制。

参与这次拆解工作的一位日本工程师说了这么一句话:「主机厂们担心特斯拉的这种设计趋势会淘汰掉他们数十年来培育起来的零部件供应链。」

也就是说,在这么多年的合作共生之下,汽车行业早已形成了利益共同体, 牵一发而动全身,一荣俱荣,一损俱损。在这个大的体系之下进行创新,难上加难。

谁能想到有一天,曾经让主机厂安逸发财的供应链成为阻碍其创新的绊脚石?

而且不要忘了,如大众、丰田这样的传统整车厂,体量无比巨大。在非常重要的电子电气架构上动刀子 , 如果不成功,谁来为结果负责?轻则影响公司未来几年产品的销量和运势,重则事关生死,所以不得不慎重;而且,家大业大,难免会因此而触犯别人的利益,推行阻力很大。

所以,你不得不佩服全身心投身汽车软件事业的大众,因为真的需要很大的魄力去做这样的决定。

相比大众丰田们,特斯拉体量小得多,也没什么历史包袱,并且需要通过各个层面的创新来提升自己的竞争力,因此可以直接上手去做。而马斯克个人秉承的第一性原理的思维方式以及超强控制欲,都传递到公司层面,多年以来,坚持创新自研、垂直整合,已经是这家公司的深刻烙印。

马斯克本身就是一个 Geek,既懂技术又懂商业, 他对技术路线的判断现在证明是极具前瞻性的,再加上各路技术大牛的加入,特斯拉在电子电气和软件层面的优势,并不是偶然。

领先的电子电气架构会带来什么?

特斯拉在电子电气架构上的领先,会带来什么好处?我们分两方面来讲。

对于特斯拉来说:

第一,可以将以往整车中需要的 ECU(电子控制单元)数量大幅缩减,一方面可以降低 ECU 物料成本,另一方面也可以减少整车线束使用量。Model S 的整车线束约 3 公里长,而 Model 3 缩短了近 1 倍,除了成本的降低,也为整车的减重出了一份力。

第二,硬件抽象。此前的供应体系是供应商将「软件+零部件」打包卖给主机厂,软硬件的耦合很深,难以进行测试和更新。特斯拉的牛叉之处在于,基本上所有的软件都是由自己进行开发。对于特斯拉来说,掌握了核心算法,即便是更换硬件供应商,也不会显著影响软件功能的部署。同时,凭借这种超强的整合能力,特斯拉可以通过 OTA 的方式进行新功能的更新下放,以及对车辆状况进行良好监控,降低维修成本。

但对消费者来说,好处又是什么?答案是,提升使用体验。

一个最经典的例子应该就是特斯拉通过 OTA 解决制动距离过长的问题。彼时 Consumer Reports(消费者报告)发布的特斯拉 Model 3 测评中指出,这台车的 60mph-0 刹停距离并不理想,达到了 46.33 米,但是经过 OTA,Model 3 的刹车距离得到了显著提升。

特斯拉不断通过 OTA 升级来推送新的功能,保持整车常用常新,在这背后,整车电子电气架构的功劳很大。没有它,特斯拉的产品不会拥有如此强的「生命力」。

这就是特斯拉电子架构的优势所在:将软件开发内化,并且将硬件抽象化和标准化,便于自行通过软件进行工程创新。

假如这事换成传统车企来做,并非不能实现,但是需要自身有足够强的研发能力,还得和供应商不断博弈,付出大量的人力物力财力,还需要经过一个比较长的周期,才能真正在量产车上落地。

奋起直追的传统车企

但并不是所有传统车企都知难而退。以特斯拉为目标迎头赶上的好同学也有。

比如刚才提到的大众。

大众不仅开发了自己的 MEB 纯电动平台,同时斥巨资成立软件中心,提升自己的软件能力,与此同时,大众设计了全新的 E3 电子架构,计划将 70 个 ECU 减少到 3 个域控制器,同时自研「vw.os」操作系统,这些成果,已经开始在 ID.3 这款车上落地。

但也并不是那么一帆风顺。ID.3 在软件层面频繁被曝出问题,「涉案数量」达到上万台,大众的专家不得不承认,软件的基本架构开发过于仓促,导致系统无法互相兼容。

我们能够看到大众在电动化转型上做的努力,但是显然,从入门到精通,大众还需要时间。毕竟,特斯拉也是花了很长时间才达到炉火纯青的地步。

去年 5 月,通用汽车发布了新一代电子电气架构,支持整车 OTA,数据传输速度 4.5 TB/小时,这比他们现行的 Global A 架构高 5 倍。同时,这套新的架构,也通过系统集成的方式减少了控制器的数量,具有更好的扩展性和更高的性能。凯迪拉克 CT5 就是基于这套全新架构打造的,接下来,这套架构还将广泛应用于通用汽车的全球车型。

而宝马也在这方面有所努力,他们的全新一代产品,如 3 系、X5、X7,都已经可以支持整车 OTA,如果不是在电子架构层面做改变,这个特性是很难实现的。

但是,从目前来看,上面提到的这些新车要想达到比肩特斯拉的智能化体验,还需时日。

电子架构和软件:汽车行业的下一个战场

根据麦肯锡的分析:软件在 D 级车(或大型乘用车)的整车价值中占 10%左右,预计将以每年 11%的速度增长,到 2030 年将占整车的 30%。这就是钱景。

未来,ECU 的整合程度将逐渐提高,硬件抽象,软件所占比重将进一步提升。特斯拉就已经可以通过 OTA 软件升级获取利润。同时,「软件定义硬件」,将使得整车开发变得更加简单,很多样化的功能,可以通过 OTA 方式完成推送,也会促使车企们进一步加大对软件方面的投入,不断提升软件运营能力,向软件公司、科技公司的方向转型。

就像文章开头所说,凭借超长远的目光,特斯拉已经在电动车领域的诸多方面构筑起自己的护城河,在电子电气架构方面同样如此。

而电子电气架构,以及基于此之上的软件能力,正在成为汽车行业的下一个战场,而战争,才刚刚开始。

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