Pierwszy zintegrowany układ systemów elektrycznych i mechanicznych powstał pod koniec lat 50. wraz z pojawieniem się podstawowego tempomatu. W latach 60. pojawiły się udoskonalenia systemów audio i oświetlenia, w latach 70. nowe przepisy dotyczące kontroli emisji spalin przyczyniły się do rozwoju architektury E/E, a w latach 90. zarządzanie coraz bardziej skomplikowaną architekturą E/E zaczęło sprawiać problemy producentom pojazdów.
W pierwszych latach XXI wieku protokoły transmisji danych i komunikacji wprowadziły nowe wymagania w odniesieniu do produktów, a w ostatniej dekadzie producenci pojazdów skoncentrowali się na funkcjach i przepisach dotyczących bezpieczeństwa pasażerów, rozproszenia uwagi kierowcy i oszczędności paliwa, co doprowadziło do przyjęcia układów napędowych i systemów opartych na architekturze wysokonapięciowej. W perspektywie następnych lat architektura E/E będzie wymagała przystosowania do automatyzacji kierowania pojazdem, rozszerzonych systemów informacji i rozrywki, łączności 5G i, co najważniejsze, coraz powszechniejszej elektryfikacji pojazdów.
Tradycyjne podejście polegające na stopniowym dodawaniu nowych elektronicznych jednostek sterujących (ECU) z własnymi podzespołami zasilania, przetwarzania, pamięci i łączności do obsługi każdej nowej funkcji już się nie sprawdza – w przyszłości nie pozwoli ono sprostać wszystkim nowym wymaganiom w zakresie mocy obliczeniowej, przetwarzania danych i dystrybucji energii. Jednocześnie producenci pojazdów starają się zautomatyzować montaż wiązek elektrycznych, które stanowią szkielet architektury E/E i stały się jednym z najbardziej złożonych i nieporęcznych komponentów pojazdu.
Pojawienie się pojazdów z napędem całkowicie elektrycznym jest punktem zwrotnym, który daje producentów pojazdów możliwość rozpoczęcia prac nad nową architekturą E/E uwzględniającą zapotrzebowanie na energię i dane poszczególnych urządzeń elektrycznych w pojeździe i zaspokajającą te potrzeby w najbardziej efektywny i zintegrowany sposób. Potencjalne korzyści i możliwości są imponujące. Producenci pojazdów, którzy zrobią to dobrze, zdobędą przewagę konkurencyjną poprzez zapewnienie użytkownikom lepszej obsługi cyfrowej.
Architektura Systemu Inteligentnego Pojazdu Aptiv
Producenci pojazdów potrzebują nowej architektury E/E, która upraszcza projektowanie, centralizuje moc obliczeniową i optymalizuje zawartość, komponenty i funkcjonalność elektryczną/elektroniczną.
Firma Aptiv zaprojektowała Architekturę Systemu Inteligentnego Pojazdu (SVA — Smart Vehicle Architecture), by spełnić te potrzeby na kilka sposobów:
- Mniejsza złożoność: SVA upraszcza topologię sprzętu i oprogramowania w pojeździe oraz zmniejsza współzależności pomiędzy wieloma jednostkami ECU.
- Łączenie różnorodnych aplikacji: SVA integruje oprogramowanie z różnych dziedzin w całym pojeździe, co pozwala zaoferować nowe funkcje i usprawnia zarządzanie cyklem życia.
- Silniejsza pozycja producentów pojazdów: SVA daje producentom pojazdów pełną kontrolę nad oprogramowaniem, które stanowi o wrażeniach z użytkowania pojazdów i z biegiem czasu pozwala im rozbudowywać jego funkcje.
Architektura Systemu Inteligentnego Pojazdu pozwala osiągać te cele poprzez oddzielenie oprogramowania od sprzętu, co skraca cykle udostępniania aktualizacji, oddzielenie danych wejściowych/wyjściowych od procesów obliczeniowych poprzez zarządzanie połączeniami z czujnikami i innymi urządzeniami za pomocą kontrolerów strefowych oraz dynamiczne przydzielanie aplikacjom zasobów obliczeniowych w zależności od potrzeb.
To nowe, całościowe podejście zmniejsza całkowity koszt posiadania na wszystkich etapach cyklu życia pojazdu - od projektowania, poprzez produkcję, aż po okres poprodukcyjny. Dzięki temu producenci pojazdów mogą zapewnić klientom oczekiwane przez nich funkcje cyfrowe.
Inżynierowie z Centrum Technicznego w Krakowie są częścią międzynarodowego zespołu pracującego nad kluczowymi elementami SVA:
- Zespół inżynierów elektroników zaprojektował sprzęt dla modułów strefowych, który integruje funkcje z różnych dziedzin pojazdów (nadwozie, bezpieczeństwo, interfejs użytkownika) oraz Centralnego Kontrolera Pojazdu, które zapewnia platformę obliczeniową do realizacji złożonych funkcjonalności pojazdu.
- Grupa programistów prowadzi badania nad zaawansowanym rozwiązaniem oprogramowania pośredniczącego, które jest fundamentem SVA i umożliwi wprowadzenie tzw. Software Defined Vehicle, czyli samochodu, w którym cechy i funkcje są realizowane przede wszystkim przez oprogramowanie.
- Eksperci systemowi badają podejścia do projektowania i dokumentowania architektury systemu na poziomie pojazdu, w obszarach którymi do tej pory zajmowali się producenci samochodów.
