从大众汽车面对特斯拉“软件定义汽车”挑战的手足无措，看传统设备商和电力企业在面对数字化趋势时，将会或者已经面临“软件定义电力”的挑战，以及问题的症结在于组织变革。

  这篇文章的缘起，是前任奥迪董事兼研发技术总监的Peter Mertens，在今年6月份写的一篇文章《接下来会很血腥，而我们都在沉睡》（There will be blood,we all did sleep）。

  Peter Mertens 2016年入职奥迪，2018年因健康原因离职。此前为沃尔沃全球研发高级副总裁，作为一名资深汽车研发人员，Peter Mertens公开发文，表达他对于大众集团战略的观点，在业内引起不小的反响。

  他的核心观点就是：未来的汽车智能化是新的中央式电子架构+软件定义的，而现在的传统车厂，从CEO开始都是做硬件出身，没有写过一行代码，对软件的理解不足，无法应对来自特斯拉的挑战。

  为了理解“软件定义汽车”的挑战，首先我们来看看特斯拉Model 3是如何变革传统的汽车电子电气架构（EEA）的。

  EEA（Electrical / Electronic Architecture），电子电气架构，是由德尔福公司提出的，集合汽车的电子电气系统原理设计、中央电器盒的设计、连接器的设计、电子电气分配系统等设计为一体的整车电子电气解决方案的概念。

  特斯拉Model S和Model X的EEA架构非常接近传统燃油车。架构和传统的电力自动化系统非常接近，毕竟都是一个自动化祖师爷教出来。

  由于上世纪70年代开始的自动化系统研发，受制于通信带宽、CPU解决能力、存储能力、价格等一系列的问题，所以一定要采用分布式的子系统架构，用ECU（电子控制单元）处理单一系统功能，比如稳定控制ECU只负责ABS和刹车。然后同样功能的ECU上面又多一个DCU（域控制器，类似子站或者网关），一辆车可能有十多个域，上百个ECU。

  Peter Mertens的原话是：“如果你将章鱼的手臂，视作汽车中不同的功能和子系统的话，你会发现，每个子系统都已经被充分定义明确，并且因为ICE（内燃机）行业已经充分成熟，真正的创新已不再出现了。每个子系统都已外包给了提供更好，更快，更低成本的供应商。如今，90%的大众集团软件是外包的 - 真正的双赢局面。欢迎来到“垂直整合度”与“创新步伐”双低的世界。”

  但是Musk不这么干，特斯拉革命性的提出了Model 3的EEA架构，因为它只有3个车载计算机负责全车各个系统的集中控制，分别是无人驾驶及娱乐控制模块、右侧车身控制器、左侧车身控制器。

  这三个车载计算机从软件到硬件，基本都是特斯拉自己研发，原因很有趣：因为汽车电子行业吃分散式系统的老本太久了，甚至形成了利益联盟——“车规”，对车载电子系统形成类似行业协会的准入，提出了过于苛刻的一系列标准。

  Musk这个老兄根本不吃这套，他在SpaceX载人航天系统里，大量使用工业级CPU部件，把原来成本1.4亿的飞船主控系统成本，下降了5384倍。

  在载人系统里都不屑于航天级技术标准，在Tesla里更加不屑于车规标准，做出来HW3.0的EEA架构，结果就是性能大幅度提升，价格大幅度下降，集成度空前提高。HW 3.0 时代，特斯拉用上了两块自研 SoC，两块 GPU，两块神经网络处理器和一块锁频 CPU。

  软件定义汽车，在特斯拉HW3.0时代，也开始成熟，比如无人驾驶AP3.0的进化，基于海量传感器人工智能驾驶，甚至远程付费开通座椅加热功能，这些都是软件定义汽车的特征。

  大众用了70个ECU实现的驾驶功能（还不是无人驾驶），特斯拉用了软件+3个计算机就实现了。日本某汽车厂家技术员看了Model 3拆解部件，对着这个计算机说，这个设备我们做不出来。日经BP社的汽车电子专家评论：特斯拉的这套架构至少领先丰田、大众6年以上。

  电子电气架构分布式EEA，到域集中的EEA、现在特斯拉基本上已经到了整车集中的EEA（车载计算机Vehicle Computer）的阶段，而大众即使最先进的ID.3，还在跨域EEA（多个DCU整合）阶段，还没到整车集中（这个背后的问题不是技术问题，而是文化和既得利益的纠葛，这个我到下篇再分析）。

  车载计算机的高级阶段，是Vehicle Cloud Computing，车辆云计算时代，即把部分车辆计算功能实现云化，并通过5G的高带宽实现实时数据交互，最典型就是无人驾驶计算的部分功能，个人觉得需要结合云端的实时交通、气象大数据，实现本地+云端AI的融合式自动控制。

  只有到了此阶段，V2G才是线G，车辆的能量控制管理系统与电网的云端大数据实时实现整合。

  特斯拉秘而不宣的是它的软件架构。特斯拉把分门别类，纵向一体化（按域集成）、功能硬件化的汽车电子电气架构，彻底横过来，分为Linux操作系统层、系统库层、UI服务层三个层级，在操作系统层面和系统库层面，用大量组件化代码实现复用。基于通用化架构的车载计算机，以横向化软件架构实现了大部分硬件功能，并且实现了组件式的，可迭代OTA的智能化。

  我认为同样的技术趋势，无论是电网的智能化架构，还是企业配电的智能化架构，都在和汽车电子一样，经历着三大改变：

  1、硬件功能，从分散式的独立硬件（域控制器或者电子控制器），逐步转向工业计算机架构的边缘控制网关，集中式控制，通用计算。

  2、软件架构，从软件内嵌于硬件，硬件功能垂直一体化，逐步转向横向分层，层间纵向抽象，层内组件化对象可复用，云化架构，实现软硬件结构。

  3、应用功能，从出厂不可更改的硬件定义功能，到出厂后可云端OTA和个性化定制的，高弹性、微服务化的软件定义系统。

  归根到底，这是信息、通信技术的大幅度提升所带来的，用山东理工大学的徐丙垠教授的话来说（大致）：现在的自动化架构是基于上世纪60/70年代的信息通信条件构建的，那是几百波特率的带宽限制，未来基于新的信息通信技术条件，智能化需要改变。

  所以我认为，特斯拉在汽车领域干的事情，在能源领域中正在同样出现，就是新一代的信息通信技术，正在彻底改变电力和能源系统的技术基础，其实这个趋势最早的成果，就是在变电站领域的IEC61850规约应用，使得软件定义变电自动化成为可能。

  到了今天，这个趋势越来越明显，而且在加速，那就是以电力物联网技术+5G为代表的新一代智能化架构，实现”管理+控制一体化”，“本地+云端的融合化”，比如“电网一张图、数据一个源、业务一条线”。

  在这个趋势下，传统的汽车主机厂会很难受，正如特斯拉扯下了大众所谓“智能汽车”的昂贵面具，HW3.0领先大众6年，而且逼得大众走向ID.3的软件定义汽车架构，导致大众水土不服，ID.3一再推迟交付，甚至内部出现了“ID.3如果执意交付市场，那将是绝对灾难”的声音。

  如果能源数字化的3.0趋势进一步蔓延，传统的电力设备制造商也会非常难受，而且极难适应，这才是本文刚开始提到的，Peter Mertens站出来指出大众汽车在组织和文化级别的巨大问题的原因。

  至于这样的一个问题到底是什么，为什么ID.3背后的大众新一代汽车架构，将会导致大众的可能灾难，请看《从汽车智能化，看电力数字化未来（下）：组织篇》。

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