分佈式電子電氣架構(分佈式電子/電氣架構,簡稱分佈式 EEA),係汽車早期智能化進程中普遍採用嘅一種電子電氣系統設計方案。佢嘅核心特徵係「一個功能,一個控制單元」——車輛嘅每一項電子功能,由車窗升降至引擎管理,都由一個獨立嘅電子控制單元(ECU)負責。
喺分佈式 EEA 下,數十甚至上百個 ECU 遍佈車身各處,透過 CAN、LIN、FlexRay 等傳統車載總線網絡互相連接,實現必要嘅信號交換同控制。
硬件層面:每項功能對應獨立嘅 ECU,每個 ECU 包含自己嘅微控制器、電源管理電路、外殼同介面電路。一輛現代中高級車嘅 ECU 數量可達 70 至 100 個,線束總長度可達 2 至 5 公里,重量達 50 公斤以上。
軟件層面:軟件功能被固化喺各自 ECU 嘅硬件中,軟硬件高度耦合。ECU 通常由唔同嘅供應商獨立開發,各自運行唔同嘅軟件框架同底層代碼,彼此之間缺乏統一嘅軟件架構。通訊基於面向信號(面向信號)嘅模式——ECU 週期性或根據變化廣播數據,無論其他節點係咪需要。
分佈式 EEA 喺過去數十年支撐咗汽車由機械化向電子化嘅平穩過渡,優勢在於各子系統相對獨立,單一控制器故障唔會影響整車運行。然而,隨著汽車智能化程度提升,佢嘅固有弊端日益凸顯。
運算力利用低效:為咗保證穩定運行,每個 ECU 嘅晶片運算力都存在冗餘,但由整車維度嚟睇,呢啲分散嘅運算力無法被高效協同或共享。典型嘅 L2+ 自動駕駛需要超過 200 TOPS 運算力,而分佈式 ECU 通常僅搭載數十 MHz 嘅 MCU,根本無法支撐。
通訊頻寬瓶頸:傳統 CAN 總線頻寬只係約 1Mbps,CAN-FD 提升至 8Mbps,仍然難以承載智能駕駛攝像頭等高頻寬數據流。以單顆 800 萬像素攝像頭為例,原始數據流約 2Gbps,遠超 CAN 總線嘅承載能力。
OTA 升級困難:由於軟硬件緊耦合且 ECU 來自唔同供應商,任何功能升級都要逐一改動對應 ECU 嘅軟硬件,整車 OTA 幾乎不可能實現。
線束同成本膨脹:每新增一項功能就對應新增 ECU 同線束,唔單止增加物料成本,亦導致裝配複雜度持續上升。
據博世等行業權威提出嘅 EEA 演進路線圖,分佈式架構屬於第一代電子電氣架構,主要分為「模塊化」同「集成化」兩個子階段。當前行業正處於由分佈式向域集中式、再到中央計算架構嘅過渡期,預計到 2025 年左右將完成第一輪架構切換。分佈式 EEA 雖然喺存量傳統車型中仍有大量應用,但在新一代智能汽車中,域集中式乃至中央計算架構正成為主流選擇。