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解读:特斯拉、理想、蔚来、小鹏智能化自动驾驶布局

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特斯拉及国内三家造车新势力蔚来、理想和小鹏的核心团队主要由互联网、传统车企、跨界(芯片硬件、算法软件)等背景组成。

图:特斯拉与国内三家造车新势力智能化团队对比

1. 特斯拉:功能域+区域集中,闭环自研软硬件◆ 引领电子电气架构变革,自研芯片+部分控制器+操作系统+算法,OTA更新便捷特斯拉 E/E 硬件架构已发展为“功能域”集中+“区域”控制器集成。CCM(自动驾驶及娱乐控制模块)为整车最高决策模块,采集数据均由CCM统一处理、决策,并指挥各执行机构协同操作。在整车自动驾驶域控制器+智能座舱域控制器基础上,率先进行区域控制器集成,将车身控制器划分为左、前、右三部分,节点就近接入,并集成部分ECU功能,但分布式控制器之间仍然采用传统汽车CAN/LIN总线进行连接。Model3在电子电气架构上具备以下核心特征:1)自研控制器占比超过50%,自研FSD自动驾驶芯片;2)基 于Linux内核打造车载操作系统Version,自研核心算法、自建数据中心,已形成类似苹果的闭环开发模式;3) 3)控制器为线束模块化服务,车载线束总长度降至 1.5km;4)开始部分应用以太网,核心控制器之间环状连接实现冗余。

图:Model3 车身区域控制器集成

图:Model3网络拓扑图

2. 理想汽车:目标是中心计算化和硬件抽象化◆ 计算中心化、数据网关卫星化、能源网关卫星化三大重要趋势前伟世通架构师负责整体架构设计,技术组织架构分为智能座舱/自动驾驶/算力平台。理想CTO由原伟世通架构师王凯担任,目前公司的技术组织架构分为智能座舱/自动驾驶/算力平台三大部门。计算中心化、数据/能源网关卫星化为下一代架构的硬件抽象化准备。理想汽车下一代电子电气架构的趋势是建立中央算力平台,实现中心计算化。当前目标是将车身控制单元(BCM)和中央网关进行融合,下一步将数据/能源网关作为区域控制器分布,这样能够将物理上相近的各种各样的传感器和对电机、输出各种各样的控制在局部整合,然后数据打包以后回到计算中心。

图:理想汽车技术部门组织架构

图:理想汽车下一代电子电气架构拓扑图

3. 蔚来汽车:搭载千兆以太网,构成高性能神经网络◆ 率先采用千兆以太网络,智能驾驶/智能座舱/智能网关提供高性能算力

千兆以太网络+高性能电控单元构成整车电子电气架构。蔚来是最早采用千兆以太网作为内部传输总线架构的汽车公司之一。高速以太网络加上全车的60多个高性能电控单元构成了整车的“神经网络”。
核心三智单元全套自研。整车最为核心的智能网关、智能座舱以及智能驾驶系统,从硬件到软件到应用层都是蔚来自研。下一代自动驾驶域控制器ADC采用英伟达ORIN芯片,中央显示控制器单元采用高通8155芯片。

图:蔚来ES8电子电气架构

图:蔚来汽车电子电气架构拓扑图4

4. 小鹏汽车:SEPA平台,提供全面智能体验◆ 自研电子电气架构,支持自动驾驶、智能座舱、底盘域以及车内高速通信“功能域”集中域控制器支持自动驾驶/智能座舱功能。小鹏汽车自研电子电气架构,以中央网关模组为核心,连自动驾驶、智能座舱两大域控制器,以及车身控制单元(BCM)、整车控制器(VCU)、电池管理系统(BMS)等控制相关ECU,支持XPILOT 3.0自动驾驶功能以及Xmart OS智能座舱功能。整车控制单元“VCU”,协调底盘执行单元协调工作。VCU单元接收自动驾驶系统、底盘和制动系统的指令和信息,并协调和控制动力系统(电池、电驱动、高压)的运行,通过监控和协调动力子系统的状态,能够使得其作为一个集成系统高效运作。百兆以太网络连接,支持高速数据传输。车内域控制器与中央网关之间通过百兆以太网进行连接,将信息传输速率提升200倍,支持自动驾驶传感器大量数据传输,并支持云端的数据传输。通过4G网络提供数据传输和上传功能,从而实现整车OTA升级。


图:SEPA平台

图:小鹏汽车电子电气架构

5. 自研对比:智能化部分软硬件,特斯拉均以自研为主,国内新势力逐步针对核心硬件+软件开始自研国内三家造车新势力在毫米波雷达、制动等零部件部分主要使用博世的产品,电池方面均与宁德时代进行合作,座舱芯普遍采用高通芯片,操作系统及算法等以自研为主。


图:特斯拉与造车新势力智能化自研详细情况

6. 自动驾驶芯片选择:国内造车新势力普遍由Mobileye向英伟达进行切换特斯拉最早在Model S车型中搭载Mobileye Q3芯片;2016年,发布了基于英伟达Drive PX2计算平台的全新“HW2”传感器套件和Autopilot 2.0系统;2019年,公开自研的FSD芯片并开始走向智能化流程几乎全栈自研的道路,引领行业发展。

小鹏汽车、理想汽车、蔚来汽车前期均使用Mobileye Q4芯片实现L2以下ADAS功能,2022年均将推出搭载英伟达Orin芯片的新车型。Mobileye作为全球ADAS芯片龙头,早期与国内造车新势力均有合作并实现Eye Q4芯片的量产搭载。小鹏G3搭载Mobileye Q4芯片,P7车型搭载英伟达Xavier芯片,未来将使用英伟达Orin芯片实现自动驾驶功能。蔚来目前车型主要搭载Mobileye Q4芯片,2022年一季度预计开启交付的ET7旗舰车型将搭载Orin芯片。理想One同样早期使用Mobileye Q4芯片,2021款理想ONE开始搭载地平线“征程3”;此外,理想将在2022年推出的全尺寸增程式智能SUV上率先使用NVIDIA Orin系统级芯片。

图:特斯拉与造车新势力自动驾驶芯片选择情况

7. 感知系统硬件配置:国内三家造车新势力均将采用激光雷达方案,特斯拉坚持纯视觉方案其中蔚来NAD预计搭载1颗激光雷达,主要视觉感知摄像头升级至800万像素,可实现“高精地图+高精定位+V2X”综合功能,配置及功能上处于领先,符合其高端车型定位。小鹏Xpilot 3.5预计搭载2颗激光雷达,支持“高精地图+高精定位功能”。据理想自身业绩交流会公布,理想将于2022年推出的新一代大型SUV车型(代号X01)预计也将搭载128线激光雷达,实现混合感知。小鹏和蔚来自动驾驶传感器最为丰富,理想自动驾驶传感器相对简单。


图:感知系统配置对比

8. 自动驾驶系统实现功能对比:特斯拉自动驾驶功能最为全面,小鹏位于自主造车新势力第一特斯拉自动驾驶功能最为全面,完全版自动驾驶功能收费最贵,需要6.4万元,蔚来汽车3.9万元。小鹏汽车主打智能化定位,在泊车功能方面实现领先,首发停车场记忆泊车功能。蔚来基本完成所有L3级别自动驾驶行车功能,理想L3级别自动导航辅助功能需要等到今年9月份通过OTA升级。

图:自动驾驶功能对比

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