软件定义汽车技术体系研究 报告
当今，智能汽车已成为全球汽车产业的战略发展方向，汽车技术与工程核心逐渐从传统硬件层面转移到软件层面，软件定义汽车成为未来汽车发展的重要趋势。本文中通过对比分析传统汽车与软件定义汽车，提出软件定义汽车整车开发、整车物理结构和整车信息结构，以及技术体系。
前言
新一轮科技革命和产业变革方兴未艾，作为新技术集成应用最佳载体之一的汽车正加速向智能化转型，智能汽车已成为全球汽车产业发展的战略方向［1］。
整车电子系统功能复杂度呈指数级上升，软件占比持续增大。有数据显示［2］，2010 年主流车型约含1 000 万源代码行数，而2016 年达到约1.5 亿行。2018 年软件约占D 级车或大型乘用车整车价值的10%，据摩根士丹利估算，未来软件价值占比将达到60%左右。整车技术与工程核心正从传统硬件层面转移到软件，大众汽车表示，软件创新将占未来汽车创新的90%左右［2］。
车辆架构正朝着以通用计算平台为基础、面向服务架构的方向发展［3］。未来车辆差异化将更多体现在软件和先进电子技术赋能的用户交互界面和体验层面，软件将带动汽车技术革新，引领产品差异化。软件定义汽车（software defined vehicles，SDV）是大势所趋。
软件定义汽车具体是指在模块化和通用化硬件平台支撑下，以人工智能为核心的软件技术决定整车功能的未来汽车。
软件定义汽车功能的增加与升级可通过软件的远程部署与更新来实现，汽车硬件将成为模块化、通用化的平台和资源池，支撑整车软件多样化开发与部署。
软件定义汽车已引起业内外广泛关注，但尚未有文献提出软件定义汽车的整车开发、整车物理结构、整车信息结构，软件定义汽车技术体系也无明确架构。本文中提出软件定义汽车整车开发、整车物理结构以及整车信息结构，并总结提出软件定义汽车技术体系。
本文内容结构如下：第1 章讨论软件定义汽车整车开发；第2 章讨论软件定义汽车整车物理结构；第3章讨论软件定义汽车整车信息结构；第4章提出软件定义汽车技术体系；第5章进行总结。
1 整车开发
flex软件
1.1 整车开发流程
1.1.1 传统汽车整车开发流程
整车开发流程界定一辆汽车从概念设计经过产品设计、工程设计到制造、最后转化为商品的整个过程中各业务部门的责任和活动，是构建汽车研发体系的核心［4］。
传统汽车开发流程一般包含策划阶段、概念设计阶段、工程设计阶段、样车试验阶段和量产阶段。目前，国际汽车厂商的研发流程已有成熟模板，图1展示了通用汽车的全球整车开发流程。
图1 通用汽车全球整车开发流程
1.1.2 软件定义汽车整车开发流程
软件定义汽车整车开发流程在整体上仍包含上述5个阶段，但具备以下显著不同点。
软件开发比重将大幅增加。据摩根士丹利估计，未来软件价值占比可能达60%左右。此外，大众汽车表示，到2030 年软件开发成本将占整车开发成本的一半左右。
软硬件开发解耦，但持续协同，如图2 所示。软件定义汽车通过软硬件开发的有效解耦与持续协同，使软件开发、验证、交付等不依赖于整车硬件开发进度，在开发各个阶段都能即时释放软件产品。
图2 软硬件解耦、持续协同
硬件开发向架构化、模块化、工具箱策略趋势发展，如图3所示。当前国内外主要车企在整车开发上都注重发展平台化，将不同产品的子系统、零部件通用化。架构化、模块化的概念则基于平台化，当平台数量过多时会导致冗余浪费，通过研究平台间的关系，形成统一架构整合各平台［5］。平台化的概念侧重于物理上的共用零件，而架构化的概念侧重于设计过程上的同方法和制造过程中的模块化。工具箱策略则是指不论车辆尺寸和性能，各种车型都可以通过已有整车开发工具箱内的模块集成拼装组成。
图3 大众汽车平台模块化战略（图片来自大众）
从开发策略与汽车等级的关系角度来看，平台化是单汽车等级的协同增效，底盘件共用等策略化仅适用于特定汽车等级的开发，架构化和模块化适用于多汽车等级的开发，工具箱策略则覆盖所有汽车等级的开发需求。
用户需求导向的定制化开发。软件定义汽车将从单一交通工具转变为用户的第三生活空间，整车开发将更加注重用户需求，以用户需求为导向。