冗余系统研究：智能汽车的最后安全防线

佐思汽研发布《2023年中国高级辅助驾驶冗余系统策略研究报告》。

冗余设计又称余度设计技术，是指在系统或设备完成任务起关键作用的地方，增加一套以上完成相同功能的功能通道、工作元件或部件，以保证当该部分出现故障时，系统或设备仍能正常工作，减少系统或设备的故障概率，提高系统可靠性。

随着辅助驾驶等级越来越高，驾驶主体从驾驶员逐渐转变为车辆系统，为保证其始终处于运行状态，冗余系统必不可少。未来，当实现L3及以上辅助驾驶时，冗余系统将成为标配。

目前，高级辅助驾驶冗余范围主要有感知定位冗余（环境监控）、控制器冗余（大脑）、执行器冗余（制动、转向）、通信冗余（控制信息传递）、电源冗余（支撑失效降级）。

汽车高级辅助驾驶冗余系统范围及主流方法

来源：公开资料整理

目前，具有NOH、NGP、NOP等高级别驾驶辅助功能的落地车型基本都配备了全冗余系统，如长城魏牌摩卡、蔚来的ET系列车型、理想L8/L7Max版本、沃尔沃 EX90等。

长城汽车，其负责冗余系统的部门为咖啡智能，2020年发布六大冗余系统，包含感知冗余、控制器冗余、架构冗余、电源冗余、制动冗余、转向冗余，并于2021年5月首搭魏牌摩卡上市。其：

• 感知冗余采用多源异构传感器方案，L+R+V融合；
• 控制冗余采用双控制器，全时运转、互为备份；
• 制动冗余采用博世ESP+iBooster组合；
• 转向冗余应用长城汽车旗下蜂巢转向研发的第三代智能转向产品，具备双绕组电机、双电机位置传感器、双CPU、双控制器；
• 通信冗余采用双通讯架构，有三条独立物理通讯链路，互为支撑；
• 电源冗余采用双电源供应、双回路的“双保险”设计。

长城汽车六大冗余系统

来源：长城汽车

2022年11月，沃尔沃发布纯电旗舰 SUV EX90， 是其首款搭载安全冗余系统的量产车型， 预计2024年年中在中国市场上市。其：

• 感知冗余，舱外采用激光雷达+毫米波雷达+摄像头+超声波雷达的传感器方案，激光雷达由Luminar提供，探测距离可达250米，舱内首次采用DUS驾驶员感知系统，由两个车内摄像头+电容式方向盘组成；
• 控制器冗余，搭载了两套并行协同的计算平台，装载NVIDIA DRIVE Orin和NVIDIA Xavier芯片，算力达286TOPS；
• 此外，车辆在制动、转向、供电和通信上都进行了充分的冗余设计。

随着智能汽车架构的进化，冗余系统也在逐步演进。例如，2022年6月，集度发布的 JIDU ROBO-01，搭载自研的高阶智能化架构JET，融合电子电气架构EEA和SOA操作系统，其舱驾融合备份方案，是基于高通8295芯片高达30 TOPS的AI算力，支撑智驾冗余。当遇到极端情况智驾失效，智舱可以第一时间接管驾驶任务，让车辆安全停车。

来源：集度汽车

就供应商来看， 国外的供应商冗余设计较为全面。如博世：

• 感知模块冗余采用超声波传感器+毫米波雷达+摄像头+激光雷达多传感器冗余方案；
• 定位模块冗余基于卫星信号的绝对定位和基于道路特征的相对定位所组成的冗余定位方案；
• 决策模块冗余配置有两套核心运算单元（即域控制器）；
• 执行模块设计冗余涵盖转向系统、制动系统和发动机管理系统；
• 制动系统冗余采用iBooster+ESP、IPB+RBU、DPB+ESP三种方案；
• 转向系统冗余方案采用线控转向系统，配备了两套电机，两套电源以及两套绕组。

博世制动系统冗余设计方案

来源：博世

同时，国内厂商也在积极布局冗余系统。比如，经纬恒润，2022年8月其布局自动驾驶L2－L4的冗余EPS（电动助力转向控制器），为满足自动驾驶L2－L4需求，积极开发具备全冗余技术的R－EPS。

经纬恒润功能安全解决方案

来源：经纬恒润

《2023年中国高级辅助驾驶冗余系统策略研究报告》目录

报告页数：150页

01

冗余系统的概述

1.1 自动驾驶冗余的定义及范围 

1.2 感知定位冗余

1.3 控制冗余

1.3.1 ECU向域控制器发展

1.3.2 域集中带来的新型控制冗余方式

1.3.3 控制器上的芯片冗余

1.4 执行器冗余——制动

1.4.1 目前主流制动系统分析——EHB

1.4.2 主流制动冗余方案Two-Box——ESC+eBooster介绍

1.4.3 目前正在兴起的One-Box冗余制动方案分析

1.4.4 制动冗余系统未来的发展方向——EMB

1.4.5 EMB发展的难点

1.5 执行器冗余——转向

1.5.1 电动助力转向向线控转向发展

1.5.2 SBW冗余设计

1.6 电源冗余

1.7 架构冗余

1.7.1 车载以太网将成为骨干网络

1.7.2 基于以太网的冗余设计

1.8 其他冗余——双电机冗余、舱内驾驶员监控系统冗余

1.9 其他冗余——远程接管

1.9.1 目前有远程接管技术的公司汇总

1.10 其他冗余——车路协同

1.10.1 车路协同产业链

1.10.2 车路协同发展情况

1.11 冗余系统中两个组件的合作模式探究

1.12 冗余系统的部署策略研究——是加法好还是减法好？

1.13 过度冗余的讨论——芯片算力是否过度冗余？

02

供应商冗余系统解析

国外供应商冗余系统汇总

国内供应商冗余系统汇总

2.1 博世

2.1.1 公司简介

2.1.2 经营状况

2.1.3 博世整体冗余设计

2.1.4 博世感知模块冗余设计 

2.1.5 博世定位模块冗余设计

2.1.6 博世决策模块冗余设计

2.1.7 博世执行模块冗余设计——制动

2.1.8 博世执行模块冗余设计——转向

2.2 大陆

2.2.1 公司简介

2.2.2 MK Cx HAD 冗余线控制动系统

2.2.3 MK Cx集成式线控制动系统

2.2.4 MKC1与MKC2对比

2.3 安波福

2.3.1 公司简介

2.3.2 安波福感知冗余

2.3.3 安波福智能汽车架构（SVA）的冗余

2.3.4 安波福智能汽车架构（SVA）的发展

2.3.5 安波福电源冗余

2.4 Mobileye

2.4.1 公司简介

2.4.2 True Redundancy传感器冗余系统

2.4.3 True Redundancy自动驾驶解决方案

2.4.4 True Redundancy系统的落地情况

2.5 格陆博

2.5.1 公司简介

2.5.2 格陆博重要的制动冗余系统EPB

2.5.3 格陆博冗余制动系统方案——Two-box方案

2.5.4 格陆博冗余制动系统方案——One-box方案

2.5.5 格陆博冗余制动方案对RBU的需求

2.5.6 One-box与Two-box对比

2.5.7 格陆博未来制动冗余方案

2.5.8 转向冗余系统

2.5.9 线控底盘域控制系统发展规划

2.6 伯特利

2.6.1 公司简介

2.6.2 双控EPB系统和WCBS+双控EPB冗余系统

2.6.3 伯特利近期合作及配套客户

2.7 经纬恒润

2.7.1 公司简介

2.7.2 转向冗余R-EPS

2.7.3 制动冗余EWBS+ESP+EPB

2.7.4 感知冗余及功能安全解决方案

2.8 华为

2.8.1 华为智能汽车解决方案BU 

2.8.2 华为多合一电驱动系统——DriveONE

2.8.3 制动冗余专利

2.9 同驭科技

2.9.1 公司简介

2.9.2 制动冗余EHB 

2.10 拿森

2.10.1 公司简介

2.10.2 产品介绍

2.10.3 冗余系统

2.11 新纳传感

2.11.1 公司简介

2.11.2 三重冗余IMU

03

主机厂冗余系统解析

主机厂冗余系统汇总

3.1 特斯拉

3.1.1 特斯拉简介

3.1.2 特斯拉自动驾驶路线

3.1.3 特斯拉感知冗余

3.1.4 特斯拉芯片冗余——HW2.5芯片冗余

3.1.5 特斯拉芯片冗余——HW3.0芯片冗余

3.1.6 特斯拉芯片冗余——HW4.0芯片冗余

3.1.7 特斯拉制动冗余

3.1.8 特斯拉转向冗余

3.1.9 冗余方面的专利

3.2 蔚来

3.2.1 蔚来简介

3.2.2 感知冗余与定位冗余

3.2.3 控制器冗余——芯片

3.2.4 控制器冗余——底盘域控制器

3.2.5 控制器冗余未来的发展

3.2.6 双电机冗余

3.3 长城汽车

3.3.1 公司简介

3.3.2 长城汽车感知冗余

3.3.3 长城汽车控制器、架构冗余

3.3.4 长城汽车电源、制动冗余

3.3.5 长城汽车转向冗余

3.3.6 长城旗下机甲龙搭载的冗余系统

3.4 集度

3.4.1 公司简介

3.4.2 集度的冗余设计

3.4.3 算法冗余、方案冗余介绍

3.4.4 感知冗余、架构冗余介绍

3.4.5 算力冗余介绍

3.5 沃尔沃

3.5.1 公司介绍

3.5.2 沃尔沃EX90冗余系统

3.6 宝马

3.6.1 公司简介

3.6.2 感知冗余、芯片冗余

3.6.3 宝马双重处理架构

04

L4级自动驾驶公司冗余系统解析

L4级自动驾驶公司冗余系统汇总

4.1 百度Apollo

4.1.1 公司简介

4.1.2 Apollo无人车冗余设计（以最新车型RT6为例）

4.1.3 冗余系统解析

4.1.4 百度星河架构平台

4.2 文远知行

4.2.1 公司简介

4.2.2 文远知行WeRide One

4.2.3 WeRide One冗余系统设计

4.3 元戎启行

4.3.1 公司简介

4.3.2 元戎启行冗余设计

4.4 Waymo

4.4.1 公司简介

4.4.2 Waymo冗余系统设计

4.4.3 Waymo卡车冗余设计

更多佐思报告

报告订购及合作咨询联系人:

赵先生：18702148304（同微信）

佐研君：18600021096（同微信）

舱驾融合	智能座舱平台	汽车数字钥匙
自动驾驶融合算法	自动驾驶芯片	汽车VCU研究
座舱SOC	传感器芯片	汽车MCU研究
车载存储芯片	电源管理芯片	汽车CIS研究
AI大模型及自动驾驶智算中心	自动驾驶与座舱域控制器	高精度地图
自主品牌主机厂自动驾驶	汽车视觉(国内)	高精度定位
合资品牌主机厂自动驾驶	汽车视觉(国外)	汽车网关
ADAS与自动驾驶Tier1-国内	汽车视觉算法	数据闭环研究
ADAS与自动驾驶Tier1-国外	车载摄像头Tier2	汽车功能安全
ADAS域控制器关键组件	环视市场研究(本土篇)	汽车信息安全硬件
多域计算和区域控制器	环视市场研究(合资篇)	汽车信息安全软件
乘用车底盘域控	红外夜视	OEM信息安全
域控制器排名分析	自动驾驶仿真(国外)	无线通讯模组
E/E架构	自动驾驶仿真(国内)	汽车5G融合
L4自动驾驶	激光雷达-国内篇	800V高压平台
L2/L2+自动驾驶	激光雷达-国外篇	燃料电池
合资品牌主机厂车联网	激光雷达核心部件	一体化电池
自主品牌主机厂车联网	毫米波雷达	一体化压铸
自动驾驶重卡	车用超声波雷达	汽车操作系统
商用车ADAS	Radar拆解	数字仪表OS
商用车智能座舱	激光和毫米波雷达排名	线控底盘
商用车车联网	矿山自动驾驶	滑板底盘
商用车智能底盘	无人接驳车	电控悬架
智能座舱Tier1	无人配送车	转向系统
座舱多屏与联屏	无人零售车研究	智能转向关键组件
智能座舱设计	农机自动驾驶	线控制动研究
仪表和中控显示	模块化报告	充换电基础设施
智能后视镜	V2X和车路协同	汽车电机控制器
行车记录仪	路侧智能感知	混合动力报告
汽车UWB研究	路侧边缘计算	汽车PCB研究
HUD行业研究	汽车eCall系统	IGBT及SiC研究
手势交互	汽车EDR研究	EV热管理系统
车载DMS	智能汽车个性化	汽车功率电子
OTA研究	汽车多模态交互	电驱动与动力域
汽车云服务研究	车载语音	汽车线束
AUTOSAR研究	车载天线	汽车音响
软件定义汽车	TSP厂商及产品	汽车座椅
软件供应商	自动驾驶法规	汽车照明
乘用车T-Box	自动驾驶标准和认证	汽车镁合金压铸
商用车T-Box	智能网联测试基地	智能表面
T-Box排名分析	车企数字化转型	飞行汽车
车型供应商调研	理想L8/L9功能拆解	PBV及汽车机器人
蔚来丰田长城车机和座舱域控拆解	蔚来ET5/ET7智能化功能拆解	行泊一体研究
大疆前视双目与图达通激光雷达拆解	小鹏G9功能拆解	智慧停车研究

「佐思研究月报」 ADAS/智能汽车月报 | 汽车座舱电子月报 | 汽车视觉和汽车雷达月报 | 电池、电机、电控月报 | 车载信息系统月报