차량 E/E Architecture 변화 이유와 지향점, 변화 단계

변화 이유

1. 공간적 측면
   • 자율주행 개발과 함께 ECU 개수 점차 증가
   • 전체 자동차 제조원가 중 전장품 원가 및 유지보수 비중 20% → 38%, 향후 50% 넘을 전망
   • 자율주행 개발 위해서는 현재 + 측위모듈, V2X 통신모듈 등 추가 차량 탑재 필요
   • 자동차: 한정된 공간에서 더 넓은 실내공간 확보가 중요
     - 소나타 모델의 경우 발전하며 실내 공간 226mm 증가, 트렁크 용량 23.8% 증가
2. 시스템 설계 관점
   • ECU와 센서, Actuator와 Point-to-Point로 연결되면서 복잡도 증가 → CAN 도입 이후 일부 개선
   • ECU가 계속 증가하면서 복잡도 빠르게 증가
   • 도메인(Power, Chassis, Body 등)에 따라 네트워크를 구분하고, 다시 Local 네트워크 구성
3. 설계 관점
   • 와이어링 하네스
     • 배선량과 커넥터 사용 축소
     • 동일 등급 내 차종별로 공용화된 와이어링 적용을 위한 와이어링 플랫폼 설계
     • 와이어링 하네스 비용 증가에 따라 와이어링 하네스를 최적화해서 설계할 수 있도록 차량 내에서 ECU 위치를 선정하는 설계 방식 적용 필요
   • 전장품 하드웨어
     • 사용되고 있는 ECU 간의 통합
       - 2개의 저용량 MCU보다 1개의 고용량 MCU 사용이 설계 비용과 공간활용 측면에서 유리
     • 표준회로 적용으로 규모의 경제 실현

현황

• 기능이 증가하면서 더 많은 제어기가 사용되고 있고, ECU 간에 중복된 기능이 탑재되거나 불필요한 기능이 여전히 남아있는 등 전기전자 설계에 어려움을 겪고 있음
• 신 차종을 개발하면서 개발 기간을 단축시키고 재료비는 절감해야 하는 어려움이 있음
  → 차종별로 공용화된 시스템과 부품 사용 (비용 및 시간 절약)
• 시스템 레벨에서 차량 전체 최적화 달성 필요

지향점

• 단위 부품 레벨에서의 최적화가 아닌 시스템 레벨 최적화를 위한 설계를 할 것
• 시스템 구성에 사용된 전기전자요소가 재사용성과 확장성을 가질 것
• 필요 이유
  • 더이상의 ECU 추가가 경제적이지 않으며, OEM에서 시스템 관리하기에 복잡
  • ECU 통합 Architecture (Integration Architecture) 단계를 넘어 시스템에서 도메인 전체를 제어하는 중앙제어 아키텍처(Centralization Architecture)로 전환 필요

단계

1. Integrated (현재)
   - 각 ECU가 Module에 존재
2. Central Gateway (도입 중)
   - Central Gateway ↔ ECU
   - Domain 내의 ECU를 Central Gateway가 중개
3. Domain Control
   - Central Gateway ↔ DCU(Domain Controller) ↔ ECU
   - Central Gateway가 DCU 중개 (Domain Fusion 역할)
4. Zone Control
   - Zonal Computer ↔ DCU(Domain Controller) ↔ ECU

 

참고한 자료

- 자율주행자동차를 위한 차세대 E/E 아키텍처 설계 동향, 박지훈, 자동차부품연구원 (2016. 04)

- 기타 구글 검색 이미지