特斯拉电子电气架构的演变

文章来源：冷酷的冬瓜

2008年2月，第一辆Roadster下线；

2012年6月，第一辆Model S下线；

2015年9月，第一辆Model X下线；

2017年9月，第一辆Model 3下线；

2017年11月，第一辆Semi Truck和Roadster 2.0发布。

在15年的时间里，特斯拉以及马斯克创造了一个又一个的神迹，其一举一动、一颦一笑牵动着世界范围内电动车行业业内人士的神经，而社会各界人士更是从性能到实测、从专利到功能、从电池包到热管理、从Autopilot到线束，可以说扒的体无完肤，鞭辟入里。

但是对隐藏在幕后的载体，电子电气架构，大家可能知之甚少。架构服务于功能，摸清楚特斯拉架构演变的脉络，或许能一窥其电子设计的精髓。

今天，我们就从特斯拉Model S、Model X以及Model 3 - 分别代表特斯拉量产的三代大众化车型 - 分析下特斯拉的电子电气架构的演变。

一、Model S

我们先看下基本面：

1、大量使用CAN/LIN用作主干网、支干网，速率包括125kbps、500kbps；Ethernet也有使用，但仅用于IC与Center Display之间以及诊断接口；

2、较为明显的域划分，包括动力域PowerTrain、底盘域Chassis、车身域Body以及一路低速容错Body FT；

3、72个控制器ECU节点，其中44个CAN节点、28个LIN节点与中大型豪华电动轿车相符。

4、ADAS模块横跨PT与CH，因为高级辅助功能对动力和制动转向的实时性需求；

5、天窗模块SCM为CAN节点，2014年6月特斯拉曾经通过OTA更新了天窗舒适停止的位置“Comfort setting on pano roof has changed from 80% to 75%”，可能与节点选型相关；另外一方面也看出来供应链的区别：目前国内该类控制器多选型为LIN节点；

6、量产车型仍留下诊断接口？？？调试接口在试制、下线以及售后都可以发挥不小的作用，特斯拉为了追求极致的效率可以说是很棒了；

喏，就是这货。

说到以太网，我们有注意到特斯拉使用的是传统以太网，可能是Center Display投射到IC地图的需求，而较短的走线则抵消了EMC干扰及价格重量的劣势。

7、Center Display横跨多个网段，充分接入更多节点，集成了GW、HU、T-BOX等诸多功能，俨然汽车大脑级的存在；这种设计理念搁现在可能没啥，但是别忘了，这是6年前横空出世的Model S！加上2~3年的车型开发周期也就是说至少8年前特斯拉的设计！而自行开发的决定则和创始灵魂艾伯哈德、施特劳贝尔的背景一脉相承。

按照博世的EEA（Electric Electronic Architecture，电子电气架构）进化，针对Center Display来说Model S可是一步跨到了Vehicle Computer的层级！

当然特斯拉愿不愿意往上靠是另外一回事了。

二、Model X

不知道大家看到Model X的拓扑与Model S对比什么感觉？

但是给人一种感觉：这就是一个模子里面出来的呀！

我们来看下，

1、4个网段、主要通信类型CAN/LIN都没变；

2、主要节点都没变化；

3、增加的Falcon CAN（鸥翼门相关功能）还是挂在Body CAN下面；

4、Thermal CAN单独接入一路到Center Display&Gateway;

5、其他的诸如座椅控制器、车门控制器的增多主要用于二排联动、主驾电吸门等控制逻辑；

6、诊断接口增加了Thermal CAN与Falcon CAN；

7、注意跨网段的趋势，比如中央车身控制器Central Body Control Module横跨底盘Chassis、车身低速容错Body FT以及车身Body，这一点在Model 3上面会大爆发。

总体来说虽然Model X相比Model S车型有跨越，但是针对电子电气架构来说没有太大的变动，可以说是平台的变种。

三、Model 3

Model 3的拓扑：我是谁？我在哪儿？？？

1、动力域？车身域？娱乐域？不存在的，映入眼帘，夺人眼球的是3大块：一个是自动驾驶及娱乐控制模块Autopilot & Infotainment Control Module，二个是右车身控制器BCM RH，三个是左车身控制器BCM LH；

2、这三大概率都是特斯拉自行开发；

3、自动驾驶及娱乐控制模块Autopilot & Infotainment Control Module这次彻底接管了所有辅助驾驶相关的sensor，摄像头camera、毫米波雷达Radar，超声波雷达除外，主要用于泊车为低速场景由右车身控制器BCM RH完成；注意了浓眉大眼的特斯拉也是有车内摄像头Cabin Camera的，虽然没启用但是大概率为驾驶员监测系统（DMS，Driver Monitor System）做预留；

4、右车身控制器BCM RH，初步判断集成了自动驶入驶出AP（Automatic Parking/Autonomous Pull Out）、热管理、扭矩控制等；事实上，这里正是特斯拉厉害的地方：硬件抽象（硬件和软件的分离）。我们回头看下S和X：热管理几乎都是独立的控制器模块，扭矩控制几乎都运行在Center Display中，也就是说之前的code完美地移植到了3的右车身控制器BCM RH中！

有没有似曾相识的感觉？

上图是在电子电气架构方面一向激进、开放的宝马规划的下一代EE架构。

殊途同归。

5、左车身控制器BCM LH，与右模块相同的是横跨多个网段，不同的是左模块负责了内部灯光、进入部分；事实上这里面有个特斯拉的思考那就是分区域的控制模块，举个典型的例子：驻车卡钳（没错EPB的功能，由左右车身控制器瓜分了）；

6、还有一个特立独行的模块：低压电源分配模块Power Distribution Unit，48个PIN脚（除去CAN/LIN/GND），其中Sensor供电6个，包含各种液位、温度等传感器；Actuator/Drv供电/驱动30个，覆盖各种锁、电机、泵、电磁阀等阀门以及灯光；ECU供电12个，包含主要控制器，其余部分由主控制器分级供电。目测其功能一是实现用电器更精准的供电管理，二是可控的供电时序，如果能够干掉保险丝盒，那可能会是一大收益；

7、右车身控制器BCM RH横跨Drive Inverter与底盘Chassis，为刚升级的赛道模式「Track Mode」提供了架构支撑；

8、关于冗余设计，可以先看下特斯拉自动驾驶技术路线，

基于视觉的渐进式路线，传感器方面没有选择LiDAR、更多的毫米波雷达，而在底盘域的关键传感器除了扭矩（疑似）有双路采集，其他的都没有；事实上其电子转向助力模块Power Steering ECU像极了博世华域的PP3.2平台；再加上iBooster、ABS的通信备份，往大了可以说特斯拉Model 3做好了制动、转向的冗余设计；

9、关于星型网络，我的看法是单从架构拓扑无法评判，得看具体的功能分配；事实上，自动驾驶及娱乐控制模块Autopilot & Infotainment Control Module、右车身控制器BCM RH以及左车身控制器BCM LH亦可以看做网状网络，而在接口都具备的情况下功能的分配（互为备份）则仅仅是软件的问题，而软件正好是特斯拉的强项；

9、胎压监测模块TPMS，一个接收端居然没集成到车身控制器中与遥控钥匙共用RF模块，这个是我比较疑惑的地方；至于诊断接口，Model 3则只剩下Ethernet。

从Model S的中规中矩、软件的纵向整合能力初露头角，到Model X的负重前行，再到Model 3的全面放飞；纵观特斯拉三代车型，Model S、Model X再到Model 3的演变，实质是功能的重分配，不断把功能从供应商手中拿回来自行开发的过程。从电池管理系统到热管理、从Center Display到Autopilot、从AP到驻车制动、从电源分配到扭矩控制，特斯拉深刻诠释了什么TMD叫“软件定义汽车”。

来源冷酷的冬瓜，文中观点仅供分享交流，不代表本公众号立场，如涉及版权等问题，请您告知，我们将及时处理。