ADAS 冗余系統定義框架發展

對于自動駕駛汽車，安全是首要前提。只有當 ADAS 完全冗余時，才能確保真正的安全。目前，大多數主機廠、Tier 1供應商和L4級自動駕駛公司的冗余設計主要是軟硬件備份：

軟件：算法冗余，例如廣汽集團最新的ADiGO PILOT智能駕駛系統采用了AEB功能算法，視覺+雷達融合算法和視覺算法實時冗余驗證策略，最大限度地提高了AEB的可靠性。

硬件：體現在不同的功能位置。感知端、決策端、執行端、電源端等均采用雙冗余或多冗余設計，確保當其中一個系統發生故障時，另一個具有相同功能的系統能夠正常工作。

執行冗余：制動和轉向系統的完全冗余設計

執行冗余和決策冗余是核心部分，直接決定車輛在關鍵時刻能否做出正確的響應。執行冗余通常放置在制動和轉向系統中，通常設計為兩個具有相同功能的獨立系統。決策冗余是在大腦方面。在車輛 EEA 中，中央計算平臺配備了兩套核心計算單元，在車輛架構層、功能定義層、系統層等采用冗余架構設計理念。

從制動冗余的角度來看，其特點和趨勢如下：

目前，關鍵產品是電液制動系統（EHB），常見的冗余方案是機械冗余+電子冗余雙故障安全模式，并增加輔助制動模塊;線控制動系統是未來的趨勢，因為機電制動系統 （EMB） 完全放棄了傳統制動系統的制動液、液壓管路等部件，通過電動機驅動產生制動力，提高了響應速度，簡化了結構布局，并實現了固有的冗余能力。但是，它具有極高的可靠性要求，短期內難以大規模生產和安裝在車輛上。

在轉向冗余方面，其特點和趨勢如下：

目前電動助力轉向系統（EPS）主要采用雙電機、雙電源、雙繞組的雙EPS轉向冗余方案，相當于兩套完全獨立的EPS硬件，相互獨立、相互支持，整體成本相對較高；轉向系統正在從電動模式發展為有線控制模式。線控轉向 （SBW） 系統由方向盤總成、轉向執行器總成和 ECU 三個主要部分以及自動故障安全系統和電源等輔助系統組成。它具有響應速度快、安裝方法靈活、重量輕、碰撞安全性高等優點。因此，SBW 系統需要對核心組件進行冗余備份。

NIO NT 3.0 平臺線控轉向系統冗余設計

線控轉向系統用于傳輸和控制方向盤和車輪之間的電信號。方向盤的角度和阻力扭矩可以自由設計，延遲更低，控制更精確，傳動效率更高，布局更靈活。

全冗余設計，雙電源、雙通信、雙硬件和雙軟件。雖然沒有機械轉向柱來連接方向盤和車輪，但其可靠性比普通電動助力轉向系統高 2.2 倍。

2024 年 12 月，首款基于 NT 3.0 平臺的車型蔚來 ET9 獲得工信部線控轉向技術量產許可，成為中國首款搭載線控轉向技術的車型。

用于中央計算架構的集成冗余設計

隨著智能網聯和自動駕駛技術的深入應用，車輛制動和轉向系統正朝著一體化的方向發展。一些主機廠和供應商推出的中央 EEA 和集成底盤將制動系統、轉向系統、驅動系統等組合在一起，采用集成化、全冗余的設計理念。

寧德時代（上海）智能科技有限公司 寧德時代智能底盤 （CIIC）

寧德時代（上海）智能科技有限公司推出的CIIC（寧德時代集成智能底盤）是一款高度智能化的滑板底盤，具有“上下解耦、高集成、開放”的核心特點。中實集團將車輛驅動系統、制動系統、轉向系統、懸架系統等高度集成到物理底盤中，平臺化設計使軟硬件可擴展;CIIC-M（中臺）采用全線控技術，省去了制動踏板與ECU的機械連接，上下車身完全解耦;同時，它增加了軟件冗余策略、安全監控和故障處理機制，以確保系統的安全性和健壯性。

比亞迪 e4 平臺

比亞迪的 e4 平臺取消了轉向柱和制動鉗，采用駕駛-制動-轉向三合一技術，實現轉向和制動，從而實現車輛級的安全冗余能力。配備四臺 220-240kW 大型電機，通過精確的電機扭矩和速度控制，實現最大 1g 的制動減速度，再加上動力葉片電池、新型碳化硅電機控制器和先進的熱管理技術;差速轉向技術用于縱車輛。左右車輪接收不同的扭矩以偏轉，從而完成轉向。最小轉彎直徑為 12 米，在 18m 掛架賽道激流回旋測試中，最高速度為 60 公里/小時。

e4 平臺采用分布式驅動形式，帶有四個獨立驅動的電機，即使只有一個電機工作，也能實現基本的驅動能力。此外，e4 平臺的創新技術可以在現有制動和轉向的基礎上提供制動和轉向雙重冗余備份。

控制冗余：未來多ECU冗余仍是主流方案

將向單芯片冗余發展，控制系統必須滿足故障運行要求，才能實現L3及以上的自動駕駛功能，即在某個傳感器發生故障后，車輛仍能執行相應功能，安全完成駕駛。為此，控制系統會使用兩個或三個 ECU，并在一些傳感器上植入一些冗余的安全措施，或者通過在域控制器中增加芯片來實現控制冗余。

多 ECU 冗余解決方案 – 比亞迪玄機智能架構雙計算平臺

天軒跨域計算平臺作為主計算平臺，集成了電源域、車身域和底盤域，采用多PCB設計方案，對電源域、車身域和底盤域進行協同控制;新增備份計算平臺 Tianji 作為備份冗余。它通過雙千兆以太網連接到前后控制域，以備不時之需。

單芯片冗余布局 – 基于瑞薩電子多域融合 SoC R-Car X5

瑞薩電子最新一代汽車多域融合SoC（采用ARM Cortex-A720AE內核，滿足ASIL-B至ASIL-D功能安全要求;32核設計，CPU計算能力高達1000kDMIPS），支持不同功能安全等級要求的多個域的安全隔離，并采用基于硬件的“Freedom From Interference （FFI）”技術。

這種硬件設計實現了關鍵安全功能（如線控制動）與非關鍵功能的隔離，并且被認為與安全相關的關鍵功能可以分配給它們自己獨立的冗余域。每個域都有自己獨立的 CPU 內核、內存和接口，從而防止不同域中的硬件或軟件發生故障時車輛中潛在的災難性故障。