从特斯拉的线束长度谈起

特斯拉奇特的电子电气架构是其智能化的支撑。凭据2017年德国博世宣布其在整车电子电气架构方面的战略图，博世将整车电子电气架构的生长分为三大类，划分是模块化和集成化架构方案（漫衍式）、集中式域融合架构方案和车载电脑云盘算架构方案。现在市面上大多数车型的架构方案都位于模块化和集成化架构方案，而特斯拉在Model 3上重新划分了“域”的观点，打破了功效与功效之间的壁垒划分和传统整车架构设计的思维，搭载车载电脑，直接跨入车载电脑和区域导向架构。

※ 从线束长度的改变，看出特斯拉EEA架构的颠覆性变化。凭据公司公然说法，特斯拉三款主流车型Model S/Model 3/Model Y的线束长度为3km/1.5km/(公司预测值)100m。从Model S到Model 3，由于Model 3在域控制架构方面，特斯拉推出了“区域zone”的观点，分为中域、左域与右域，不再是Model S那样根据传统的划分方法划分为动力域、底盘域等功效域，同时Model 3配电控制模块被放置在12V电池后部，有效淘汰了线束的长度。从Model 3到Model Y，预测特斯拉是在原来的基础上，使用新专利（如新型线束系统结构和结构线缆专利等）和新技术（如柔性印刷电路FPC技术等），线束集成化大大增强。

※ 线束的淘汰将会使得特斯拉受益良多。线束由于长渡过长且“太软”，组装必须要由人工来完成，因此线束的淘汰最大的利益就是提高生产效率及降低人工成本，而且特斯拉在线束内部设置“结构件”，将线束酿成一个个牢固的零件，使得线束的组装可以由机械手臂来完成，自动化率进一步提升。除此之外，其也能解决产能问题，降低资金投入；还能淘汰汽车能量损耗及车重，提升续航。

01

特斯拉奇特的电子电气架构助力其智能化

特斯拉可以如智能手机般系统升级（OTA）离不开其奇特的EEA架构

特斯拉通过OTA快速解决其他车企面临的棘手问题。2018年美国知名杂志《消费者陈诉》指出特斯拉Model 3存在刹车距离过长的问题，期待其能够解决。放在传统车企，解决类似问题的方案或许率是大规模的召回，或是通过4S店对零部件举行更换，无论哪一者都需要浪费车主漫长的等候时间。然而特斯拉的工程师通过OTA（Over-the-Air）的方式对系统举行了升级，在几天之内便解决了这一问题。

两者底层的电子电气架构（EEA）完全差别是两者给主顾带来差别体验的基础原因。特斯拉可以像智能手机一样举行系统升级（OTA），传统车企的OTA只局限于车载信息娱乐系统（infotainment system）中舆图等功效，却无法像特斯拉一样对车内温度、刹车、充电等涉及车辆零部件的功效举行远程控制或升级，这是因为两者的底层电子电气架构完全差别。传统汽车主要接纳漫衍式电子电气架构，而特斯拉model 3接纳了集中式的电子电气架构。

特斯拉电子电气架构大幅领先其他车企

现在主流车型的电子电气架构主要位于漫衍式电子电气阶段。2017年德国博世宣布其在整车电子电气架构方面的战略图，博世将整车电子电气架构的生长分为三大类，划分是模块化和集成化架构方案（漫衍式）、集中式域融合架构方案和车载电脑云盘算架构方案。现在市面上大多数车型的架构方案都位于模块化和集成化架构方案，此方案把模块与模块之间的界线划明白确，一切“越界”行为容易控制，由于模块间的独立性较强，模块开发者不用太过于思量其他模块的滋扰问题，其无法依然弥补跨模块之间通讯率低下的缺陷。传统汽车制造商由于内部的革新压力和外部的扩展受限因素从而无法快速更新其EEA架构。

特斯拉Model 3颠覆性的EEA使其位于领先职位。特斯拉在Model 3上重新划分了“域”。在新的观点中，不再存在传统的车身域、动力域等，取而代之的是物理空间上的划分“区域Zone”，分成中域、左域和右域，搭载车载电脑，直接跨入车载电脑和区域导向架构。特斯拉在Model 3上架构证明Zone并不是不行实现的，打破了功效与功效之间的壁垒划分和传统整车架构设计的思维，从整车架构层面重新界说设计从而实现了“花小钱办大事”的超前架构和低廉成本的融合。同时联合其Autopilot HW 3.0中使用的自研FSD芯片，凭据日经报道，其电子电气架构领先其他企业凌驾6年。

02

揭秘特斯拉EEA中线束的颠覆性变化

从线束长度的细节变化，来看特斯拉EEA架构的颠覆性改变。由于特斯拉在电子电气方面的进步，特斯拉的线束长度也发生了惊人的变化。其线束长度不停缩短。Model S线束长度约3km，Model 3线束长度减半至约1.5km，而且据 Electrek 报道，特斯拉于 2019年 7 月 22 日宣布了其最近的一项专利技术，将更新车型布线结构，计划将 Model Y 的车内线束长度缩短到 100 米。传统汽车设计的时候线束长度可达数公里，庞大度高。

浅析Model S 的3km到Model 3的1.5km

对比Model S和Model 3的电子电气拓扑结构，两者之间存在显著的区别。Model S的动力域、车身域、娱乐域等都不复存在，取而代之的是三大区域架构，划分是中央盘算模块(CCM)、左车身控制模块(BCMLH)和右车身控制模块(BCMRH)。中央盘算模块(CCM)整合了信息娱乐系统（IV）、辅助驾驶系统（ADAS），以及外部毗连和车内通信系统域功效；左车身控制模块(BCMLH)和右车身控制模块(BCMRH)划分卖力剩下的车身与便利系统、底盘与宁静系统和部门动力系统的功效。

基于域控制架构和电源分配架构的革新，Model 3实现了相对Model S线束长度减半。在域控制架构方面，特斯拉Model 3推出了“区域zone”的观点，例如中域、左域与右域。不再是Model S那样根据传统的划分方法划分为动力域Power Train、底盘域Chassis、车身域Body、辅助驾驶系统ADAS等多个功效域。其中央盘算模块整合了驾驶辅助和信息娱乐两大功效；而左域和右域则划分整合了余下的三大系统的功效。这样的EEA设计基本可以制止一根线束横跨车身的情况的泛起，有效淘汰线束的长度。

在电源分配架构方面，特斯拉在充实思量现在高度自动驾驶辅助系统所需要的电源冗余要求上也通过结构简化了电源部署架构，缩短了线束长度。Model 3配电控制模块被放置在12V电池后部。它将12V电池的电源和高压DCDC模块输出的12V电源组成电源输入冗余，并形成EPS1和EPS2两组冗余电源输出分配给卖力车辆转向的控制器。另外还为车身后部的两个车身控制模块BCM RIGHT及BCM LEFT供电，从而大幅简化了电源分配架构和线束长度。

Model 3的1.5km到Model Y的100米料想：新专利&新技术

Model 3中的线束集成化将在Model Y中体现地更为突出，从而进一步促进装配的可自动化。Model 3缩短的那1.5千米主要靠的是域控制架构和电源分配架构的革新，而且在架构的实现历程中，也离不开半导体器件对线束的集成作用。通过在逆变器上应用大量的种种半导体器件，半导体对线束的高集成性使得线束能够淘汰一半的同时性能还能提升，为整车系统提供了更高的性能、更大的电压区间和温度区间，也克服线束多而庞大难以安装的矛盾从而加速汽车装配的自动化。线束集成化是线束长度淘汰的关键，许多电子器件都高度集成在种种电路板上的技术，可以使线束长度大大缩短。Model Y要想将线束长度淘汰到100米，离不开新专利和新技术的使用，而这实现将对整个汽车的生产效率也带来颠覆性的影响。

新专利：新型线束系统结构“WIRING SYSTEM ARCHITECTURE”。特斯拉的新布线体系结构将某些控制器移动到子组件中，这些子组件随后控制车辆中存在的一个或多个设备。特斯拉于2019年7月18日公然了“新型线束结构”这一专利，致力于解决传统的车辆毗连琐屑的问题。传统车企中，每个差别的电气组件都需要差别的线束毗连到中央电池或电源。每个组件都需要通电，且需要多个线束才气举行通信和信号传输，这样会导致线束很长和庞大。而新布线体系结构将某些控制器移动到子组件中，这些子组件随后控制车辆中存在的一个或多个设备。例如，一个门组件可能包罗一个控制器(或集线器)，它能同时控制多个设备，如锁组件、照明组件、音频组件等，从而有效淘汰线束的数量和长度。

为了实现电力和信号传输，特斯拉使用了新的电缆和毗连器，将整体的线束组件做了一些更改。把原有基于点对点+通信+电源的线的体系，分成了电源母线、通讯线组和外部屏蔽组件，由于整体外围的ECU和传感器已经被规整了，整体的毗连密度提升，工控中运用的排线设计的密度有所上升，这也将有助于特斯拉将布线需求控制100m左右且仍然能保证信号和电流传输不受影响。

此外，特斯拉在2018年申请了“Structural Cable”结构线缆专利。由于传统电缆刚性不足，它们不容易形成差别的形状，并在有严格空间限制的情况下安置到既定位置。特斯拉通过电缆内部安装一个所谓的“结构元件”，提升电缆刚性，这种电缆由于对线束形状的牢固作用同样在对一定水平上淘汰了线束长度。

新技术：除了新专利的使用，其技术也不行或缺。其中就包罗现在SpaceX所使用的技术——柔性印刷电路FPC（Flexible Printed Circuit）技术，该技术现在在太空车上获得应用。FPC所带来的革命性的电缆电路，该电路可缩短整台车的线束长度，并为每个组件提供电池与盘算平台的冗余毗连。

03

线束淘汰将给特斯拉带来什么

提高生产效率及降低人工成本。以往线束由于长渡过长且“太软”，组装必须要由人工来完成，泯灭大量的人工时间。特斯拉为此将线束长度由3KM缩短至只有100M，并在线束内部设置“结构件”，将线束酿成一个个牢固的零件，使得线束的组装可以由机械手臂来完成，极大提高生产效率及降低人工成本。

助力产能问题解决，降低资金投入。特斯拉每年投入大量资金解决产能问题。线束长度的降低，提高了组装自动化率，提升了工厂产能，有助于产能问题的解决，以应对近期需求的发作式增长，降低特斯拉对产能问题的资金投入。

淘汰汽车能量损耗及车重，提升续航。对电动汽车而言，续航是一个很关键的参数。大幅度缩减线束长度，可以降低电线电阻，进而淘汰能量损耗，对于提升续航将会起到努力的作用。传统车型中线束通常生长为车辆中的第3重且昂贵的部件，最大重量为50kg，总长度可达5km。对照model 3长达3km的线束长度，预计线束重量可达30kg，线束长度的降低有助于减轻整体车重，增强续航。

泉源：CITICS汽车研究（节选）