中国 ADAS 冗余系统战略回顾

ADAS 冗余系统定义框架发展

对于自动驾驶汽车，安全是首要前提。只有当 ADAS 完全冗余时，才能确保真正的安全。目前，大多数主机厂、Tier 1供应商和L4级自动驾驶公司的冗余设计主要是软硬件备份：

软件：算法冗余，例如广汽集团最新的ADiGO PILOT智能驾驶系统采用了AEB功能算法，视觉+雷达融合算法和视觉算法实时冗余验证策略，最大限度地提高了AEB的可靠性。

硬件：体现在不同的功能位置。感知端、决策端、执行端、电源端等均采用双冗余或多冗余设计，确保当其中一个系统发生故障时，另一个具有相同功能的系统能够正常工作。

执行冗余：制动和转向系统的完全冗余设计

执行冗余和决策冗余是核心部分，直接决定车辆在关键时刻能否做出正确的响应。执行冗余通常放置在制动和转向系统中，通常设计为两个具有相同功能的独立系统。决策冗余是在大脑方面。在车辆 EEA 中，中央计算平台配备了两套核心计算单元，在车辆架构层、功能定义层、系统层等采用冗余架构设计理念。

从制动冗余的角度来看，其特点和趋势如下：

目前，关键产品是电液制动系统（EHB），常见的冗余方案是机械冗余+电子冗余双故障安全模式，并增加辅助制动模块;线控制动系统是未来的趋势，因为机电制动系统 （EMB） 完全放弃了传统制动系统的制动液、液压管路等部件，通过电动机驱动产生制动力，提高了响应速度，简化了结构布局，并实现了固有的冗余能力。但是，它具有极高的可靠性要求，短期内难以大规模生产和安装在车辆上。

在转向冗余方面，其特点和趋势如下：

目前电动助力转向系统（EPS）主要采用双电机、双电源、双绕组的双EPS转向冗余方案，相当于两套完全独立的EPS硬件，相互独立、相互支持，整体成本相对较高；转向系统正在从电动模式发展为有线控制模式。线控转向 （SBW） 系统由方向盘总成、转向执行器总成和 ECU 三个主要部分以及自动故障安全系统和电源等辅助系统组成。它具有响应速度快、安装方法灵活、重量轻、碰撞安全性高等优点。因此，SBW 系统需要对核心组件进行冗余备份。

NIO NT 3.0 平台线控转向系统冗余设计

线控转向系统用于传输和控制方向盘和车轮之间的电信号。方向盘的角度和阻力扭矩可以自由设计，延迟更低，控制更精确，传动效率更高，布局更灵活。

全冗余设计，双电源、双通信、双硬件和双软件。虽然没有机械转向柱来连接方向盘和车轮，但其可靠性比普通电动助力转向系统高 2.2 倍。

2024 年 12 月，首款基于 NT 3.0 平台的车型蔚来 ET9 获得工信部线控转向技术量产许可，成为中国首款搭载线控转向技术的车型。

用于中央计算架构的集成冗余设计

随着智能网联和自动驾驶技术的深入应用，车辆制动和转向系统正朝着一体化的方向发展。一些主机厂和供应商推出的中央 EEA 和集成底盘将制动系统、转向系统、驱动系统等组合在一起，采用集成化、全冗余的设计理念。

宁德时代（上海）智能科技有限公司 宁德时代智能底盘 （CIIC）

宁德时代（上海）智能科技有限公司推出的CIIC（宁德时代集成智能底盘）是一款高度智能化的滑板底盘，具有“上下解耦、高集成、开放”的核心特点。中实集团将车辆驱动系统、制动系统、转向系统、悬架系统等高度集成到物理底盘中，平台化设计使软硬件可扩展;CIIC-M（中台）采用全线控技术，省去了制动踏板与ECU的机械连接，上下车身完全解耦;同时，它增加了软件冗余策略、安全监控和故障处理机制，以确保系统的安全性和健壮性。

比亚迪 e4 平台

比亚迪的 e4 平台取消了转向柱和制动钳，采用驾驶-制动-转向三合一技术，实现转向和制动，从而实现车辆级的安全冗余能力。配备四台 220-240kW 大型电机，通过精确的电机扭矩和速度控制，实现最大 1g 的制动减速度，再加上动力叶片电池、新型碳化硅电机控制器和先进的热管理技术;差速转向技术用于纵车辆。左右车轮接收不同的扭矩以偏转，从而完成转向。最小转弯直径为 12 米，在 18m 挂架赛道激流回旋测试中，最高速度为 60 公里/小时。

e4 平台采用分布式驱动形式，带有四个独立驱动的电机，即使只有一个电机工作，也能实现基本的驱动能力。此外，e4 平台的创新技术可以在现有制动和转向的基础上提供制动和转向双重冗余备份。

控制冗余：未来多ECU冗余仍是主流方案

将向单芯片冗余发展，控制系统必须满足故障运行要求，才能实现L3及以上的自动驾驶功能，即在某个传感器发生故障后，车辆仍能执行相应功能，安全完成驾驶。为此，控制系统会使用两个或三个 ECU，并在一些传感器上植入一些冗余的安全措施，或者通过在域控制器中增加芯片来实现控制冗余。

多 ECU 冗余解决方案 – 比亚迪玄机智能架构双计算平台

天轩跨域计算平台作为主计算平台，集成了电源域、车身域和底盘域，采用多PCB设计方案，对电源域、车身域和底盘域进行协同控制;新增备份计算平台 Tianji 作为备份冗余。它通过双千兆以太网连接到前后控制域，以备不时之需。

单芯片冗余布局 – 基于瑞萨电子多域融合 SoC R-Car X5

瑞萨电子最新一代汽车多域融合SoC（采用ARM Cortex-A720AE内核，满足ASIL-B至ASIL-D功能安全要求;32核设计，CPU计算能力高达1000kDMIPS），支持不同功能安全等级要求的多个域的安全隔离，并采用基于硬件的“Freedom From Interference （FFI）”技术。

这种硬件设计实现了关键安全功能（如线控制动）与非关键功能的隔离，并且被认为与安全相关的关键功能可以分配给它们自己独立的冗余域。每个域都有自己独立的 CPU 内核、内存和接口，从而防止不同域中的硬件或软件发生故障时车辆中潜在的灾难性故障。