如果说电池系统是新能源汽车的“心脏”,那么电子电气架构(Electrical/Electronic Architecture,简称EE架构)就是其“神经网络”,EE架构是指汽车上所有电子电气部件按功能划分模块,通过网络、控制单元与执行单元高效协同,实现功能执行最优、控制逻辑最合理、综合成本最低的系统架构。其核心在于“协同”与“集成”,直接关系到整车的智能化水平与可升级能力。
电子电气架构(EEA)作为智能汽车的’中枢神经系统’,正经历着汽车发明以来最深刻的变革。从技术演进角度看,EEA的发展本质上是汽车电子系统从’功能堆砌’向’服务导向’的结构性转变。这一变革不仅涉及硬件拓扑的重构,更包含通信协议、软件架构、开发方法和供应链关系的全面革新。EEA架构的先进性直接决定了车辆的智能化上限、性能体验和进化潜力,成为各主机厂技术竞争的核心战场。
EEA的技术演进如下图所示:

1 分布式架构(EEA 1.0-2.0)

通信架构深度分析
分布式架构采用基于CAN(Controller Area Network)和LIN(Local Interconnect Network)的总线结构。CAN总线最高速率1Mbps,采用非破坏性仲裁机制和优先级管理,但带宽有限且延迟不确定。LIN总线速率仅20kbps,主要用于低速车身控制。这种总线型拓扑结构存在明显的瓶颈:当总线负载率超过60%时,通信延迟显著增加,严重影响实时性要求高的控制功能。

ECU架构的技术特征
每个ECU都是功能独立的’黑盒子’,采用不同的处理器架构(如8位、16位MCU)、实时操作系统(如OSEK/VDX)和软件框架。这种异构性导致系统复杂度呈指数级增长。典型高端车型的ECU数量超过100个,代码总量达到1亿行以上,但各ECU的算力利用率普遍低于30%,存在严重的资源浪费。

2 域控制器架构(EEA 3.0-4.0)

域划分的技术逻辑
域控制器的划分基于功能相关性、安全等级和实时性要求。动力域集成VCU、BMS、MCU等,要求ASIL-D功能安全等级和毫秒级响应;底盘域集成EPS、ESC、CDC等,同样要求高功能安全和硬实时性;车身域集成BCM、门窗、灯光等控制,功能安全等级要求相对较低;座舱域集成IVI、仪表、HUD等,注重用户体验和多媒体处理能力;自动驾驶域集成感知、决策、规划功能,需要强大的AI计算能力。

通信架构的技术革新

一文看懂电子电气架构(EEA)
采用以太网作为骨干网(100Mbps-1Gbps),配合区域CAN/LIN子网形成分级网络结构。引入SOME/IP(Scalable service-Oriented MiddlewarE over IP)协议实现服务发现和通信,支持发布/订阅和请求/响应两种通信模式。DoIP(Diagnostics over IP)实现高效诊断通信,传输速率相比传统CAN诊断提升100倍。TSN(Time-Sensitive Networking)技术通过时间同步、流量调度和帧抢占机制,保证关键业务的确定性和低延迟。

软件架构的演进
采用AUTOSAR Adaptive平台,基于POSIX标准的操作系统(如Linux)提供丰富的系统服务和应用开发环境。引入硬件抽象层(HAL)实现硬件与软件的分离,使软件可以在不同的硬件平台上移植和复用。服务化架构(SOA)的引入实现了功能的解耦和复用,支持动态服务发现和按需功能配置。

3 中央计算+区域控制(EEA 5.0-6.0)

计算架构的重构
采用异构计算架构,集成多种计算单元:高性能CPU处理通用计算和复杂逻辑;GPU处理图形和并行计算;NPU处理神经网络推理;FPGA处理可编程逻辑和接口扩展。通过Hypervisor虚拟化技术,在单一硬件平台上运行多个不同安全等级和实时性要求的操作系统,如QNX for 底盘控制,Linux for 智能座舱,Android for 信息娱乐。

区域控制器的技术实现
区域控制器按物理位置划分(前左、前右、后左、后右),负责接口集成、信号调理、功率驱动和本地智能。采用多核异构处理器,集成丰富的接口资源:CAN FD、LIN、以太网、ADC、PWM等。通过智能配电和电源管理,实现功耗优化和睡眠唤醒管理。

通信网络的终极演进
采用10Gbps及以上速率以太网作为唯一骨干网,全面支持TSN协议族:802.1AS时间同步、802.1Qbv时间感知整形、802.1Qbu帧抢占等。通过SDN(Software Defined Networking)技术实现网络资源的动态分配和流量工程,满足不同应用的 QoS 要求。


案例1 特斯拉EEA演进路线
案例2 小鹏EEA演进路线
案例3 长城EEA演进路线