電驅(qū)動(dòng)與動(dòng)力域研究：電驅(qū)總成向集成化、域控化演進(jìn)

佐思汽研發(fā)布《2023年新能源汽車電驅(qū)動(dòng)與動(dòng)力域行業(yè)研究報(bào)告》。

為迎合汽車電動(dòng)化、輕量化的發(fā)展趨勢(shì)，新能源汽車的電驅(qū)動(dòng)總成也向著高度集成化的方向發(fā)展。目前，電驅(qū)系統(tǒng)的集成以三合一技術(shù)路線為主流，將電機(jī)、電控與減速器集成，整體技術(shù)已經(jīng)較為成熟。

從純電驅(qū)動(dòng)總成發(fā)展趨勢(shì)來看，電控系統(tǒng)的集成在未來則更傾向于多合一深度集成，整體向著“3+3+X平臺(tái)”演進(jìn)（電驅(qū)三合一+充配電三合一+BMS/VCU/PTC/TMM等）。在“六合一”產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)一步與BMS、VCU等集成，形成“七合一”或“八合一”，再進(jìn)一步與整車熱管理系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)融合，形成“九合一”或“十合一”產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)機(jī)械部件和功率部件的深度融合。

電驅(qū)系統(tǒng)的集成思路

來源：佐思汽研《2023年新能源汽車電驅(qū)動(dòng)與動(dòng)力域行業(yè)研究報(bào)告》

主機(jī)廠加強(qiáng)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自研自制

目前，電驅(qū)動(dòng)總成市場(chǎng)上主要由汽車主機(jī)廠自制和第三方廠商提供。汽車主機(jī)廠自制的代表有特斯拉、蔚來、比亞迪、大眾等，有的主機(jī)廠也正加大自供比例，比如長(zhǎng)城汽車初期主要采用聯(lián)合電子的電驅(qū)系統(tǒng)，現(xiàn)在正轉(zhuǎn)向蜂巢動(dòng)力自制；吉利初期主要采用日電產(chǎn)的電驅(qū)系統(tǒng)，現(xiàn)正轉(zhuǎn)向威睿電動(dòng)自制。而電驅(qū)系統(tǒng)供應(yīng)商主要有博世、麥格納、博格華納、日電產(chǎn)、采埃孚等國(guó)際大廠，及國(guó)內(nèi)的匯川技術(shù)、精進(jìn)電機(jī)、華為、巨一動(dòng)力等眾多供應(yīng)商。

主機(jī)廠對(duì)于電驅(qū)系統(tǒng)自研自制的考量

來源：佐思汽研《2023年新能源汽車電驅(qū)動(dòng)與動(dòng)力域行業(yè)研究報(bào)告》

主機(jī)廠自研需求的加強(qiáng)，對(duì)傳統(tǒng)的電驅(qū)總成供需關(guān)系帶來變革。

從主機(jī)廠角度來看，電驅(qū)系統(tǒng)是非常強(qiáng)的定制化產(chǎn)品，各車企對(duì)于自家車型的定位、動(dòng)力和性能要求各不相同，需要配合整車系統(tǒng)。因此，對(duì)于主機(jī)廠自制電驅(qū)，能夠節(jié)省上下游的溝通成本和投資成本，提高車型的迭代速度；

從第三方供應(yīng)商角度來看，成本優(yōu)勢(shì)較為明顯。不管是針對(duì)生產(chǎn)領(lǐng)域的降本、提升節(jié)拍、降低廢品率等，還是平臺(tái)化的產(chǎn)線利用率，第三方廠商可以通過供應(yīng)多家車廠，實(shí)現(xiàn)成本均攤，擁有規(guī)?；某杀緝?yōu)勢(shì)。

主機(jī)廠的電驅(qū)總成方案

來源：佐思汽研《2023年新能源汽車電驅(qū)動(dòng)與動(dòng)力域行業(yè)研究報(bào)告》

但考慮到各車企對(duì)于自家車型的定位不同，對(duì)于整車動(dòng)力的技術(shù)路線和性能需求也不相同。如中高端車型對(duì)于成本的敏感性就較低，更多地會(huì)優(yōu)先考慮電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品性能、可靠性要求，因此主機(jī)廠會(huì)更傾向于采用自供體系；而中低端車型因其整車價(jià)值量本來就較低，會(huì)更注重采購(gòu)成本，通常主機(jī)廠自制成本較高，相較于第三方供應(yīng)不具備性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，因此主機(jī)廠可能會(huì)優(yōu)先考慮第三方配套。未來，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)市場(chǎng)整車廠與第三方供應(yīng)商將長(zhǎng)期并存，由整車廠主導(dǎo)中高端車型市場(chǎng)，第三方供應(yīng)商主導(dǎo)中低端車型市場(chǎng)。

電驅(qū)系統(tǒng)的域控化：從獨(dú)立動(dòng)力域向跨域融合、中央集成演進(jìn)

從多合一控制器到動(dòng)力域控制器的演進(jìn)過程，最初是將所有的動(dòng)力總成控制模塊集成到一個(gè)PCB板上（多個(gè)主控芯片/單個(gè)控制板），緊接著是共用一個(gè)控制器芯片、進(jìn)行軟件算法融合（單個(gè)主控芯片/單個(gè)控制板）。

在多合一集成化的趨勢(shì)下，以原有的VCU為基礎(chǔ)，將VCU、BMS、MCU、DC/DC等動(dòng)力總成控制模塊的軟硬件通過芯片集成、算法融合到一個(gè)控制器內(nèi)，形成動(dòng)力域控制平臺(tái)，用更高性能的芯片來支持整車實(shí)現(xiàn)面向SOA服務(wù)架構(gòu)。動(dòng)力域控制器將實(shí)現(xiàn)動(dòng)力總成控制決策端的集中，而傳感器和執(zhí)行器的功能將下放至各ECU。

如易鼎豐推出的整車動(dòng)力域控制器DCU3000，就集成了VCU、BMS和熱管理等控制功能，該產(chǎn)品符合AUTOSAR 4.2標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用層支持RTE和非RTE接口，支持UDS故障診斷、百兆車載以太網(wǎng)通信等功能，可定制Bootloader的刷寫流程和參數(shù)，支持FOTA備份刷新功能，適用于供電系統(tǒng)為12V 的純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車。

易鼎豐動(dòng)力域控制器DCU3000

隨著主機(jī)廠陸續(xù)公布下一代電子電氣架構(gòu)，整車的控制器將進(jìn)一步融合減少，最終形成“中央計(jì)算+區(qū)域控制”的終極架構(gòu)。在汽車EEA演進(jìn)趨勢(shì)下，動(dòng)力域也將進(jìn)一步與其他功能域?qū)崿F(xiàn)跨域整合，包括動(dòng)力域+車身域+底盤的三域融合、動(dòng)力域+底盤域融合等方案，以便能順利演進(jìn)到中央集成式架構(gòu)。如采埃孚的車輛運(yùn)動(dòng)域控制器VMD、聯(lián)合電子的整車運(yùn)動(dòng)域控制器VCU8.5、芯馳智能車控單元VHPC等。

采埃孚車輛運(yùn)動(dòng)域控制器VMD

采埃孚的車輛運(yùn)動(dòng)域控制器（VMD）是一種中央計(jì)算機(jī)，旨在整合車輛的跨域功能，包括車身和動(dòng)力系統(tǒng)管理，并支持獨(dú)立功能，同時(shí)利用單一控制單元協(xié)調(diào)底盤、車輛、車身控制等功能，而無需額外的電子控制單元，從而降低復(fù)雜性。該VMD適用于所有類型的底盤平臺(tái)、車輛運(yùn)動(dòng)和車身功能，適合下一代的軟件定義汽車、未來域及區(qū)域車輛電子電氣架構(gòu)。

芯馳SCCA2.0架構(gòu)——智能車控單元VHPC

來源：芯馳

2023年4月，芯馳率先推出了面向未來中央計(jì)算的架構(gòu)SCCA2.0，為主機(jī)廠提供底層參考。該架構(gòu)包括了6個(gè)核心單元，6個(gè)單元之間采用10G/1Gbps高性能車載以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，并采用冗余架構(gòu)，既確保了低延遲高流量的數(shù)據(jù)交換，又能確保安全性。其中，智能車控單元（Vehicle HPC）是底盤域+動(dòng)力域的集成控制器，主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)底盤和動(dòng)力的融合以及智能操控，硬件上，該單元采用芯馳的G9處理器和E3 MCU，CPU總算力達(dá)300KDMIPS。

經(jīng)緯恒潤(rùn)基于下一代EEA的動(dòng)力域融合方案

在汽車E/E架構(gòu)演進(jìn)下，經(jīng)緯恒潤(rùn)設(shè)計(jì)研發(fā)了基于未來主流中央集成式架構(gòu)的產(chǎn)品，并在2023新品發(fā)布會(huì)中發(fā)布了新產(chǎn)品：中央計(jì)算平臺(tái)CCP和物理區(qū)域控制器ZCU。

區(qū)域控制器ZCU集成車身舒適域控制、動(dòng)力系統(tǒng)控制、空調(diào)熱管理、底盤控制、一級(jí)配電、二級(jí)配電、隔離開關(guān)、網(wǎng)關(guān)、OTA 等功能，分別位于前艙、左艙、右艙以及后艙。其中，前艙區(qū)域控制器FZCU負(fù)責(zé)車身舒適域、新能源動(dòng)力域、部分底盤域和空調(diào)熱管理的輸入/輸出信號(hào)采集控制，主要集成了VCU部分功能，如整車熱管理、高壓互鎖等。

中央計(jì)算平臺(tái)產(chǎn)品CCP是車身域以及動(dòng)力域的核心計(jì)算單元，集成了中央網(wǎng)關(guān)、車身舒適域控制、新能源整車動(dòng)力控制、空調(diào)熱管理、整車能源管理、全量數(shù)據(jù)采集、OTA升級(jí)、SOA服務(wù)等多項(xiàng)功能，符合ISO21434信息安全國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，可滿足ASIL D功能安全等級(jí)要求。目前，該產(chǎn)品已完成研發(fā)、試驗(yàn)和小批量生產(chǎn)，已與4家國(guó)內(nèi)主流車廠建立量產(chǎn)配套合作，并將于2023年底實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)交付。

在動(dòng)力域控制器開發(fā)方面，由于涉及到整車的控制策略及車型差異化、個(gè)性化的打造，一般來講都是整車廠直接參與方案設(shè)計(jì)。對(duì)于域控開發(fā)，目前主要合作方式是主機(jī)廠自研核心軟件程序、第三方供應(yīng)硬件/底層驅(qū)動(dòng)軟件。

還有一種主機(jī)廠與第三方聯(lián)合開發(fā)，主機(jī)廠可根據(jù)自身開發(fā)能力參與到控制板、軟件底層、應(yīng)用層、集成測(cè)試等方面的開發(fā)，如VCU、BMS的硬件、底層、應(yīng)用層、集成的開發(fā)和測(cè)試。

動(dòng)力域控開發(fā)合作模式

來源：佐思汽研《2023年新能源汽車電驅(qū)動(dòng)與動(dòng)力域行業(yè)研究報(bào)告》

整體而言，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的多合一集成化帶動(dòng)了原本獨(dú)立分散的動(dòng)力總成控制模塊朝著動(dòng)力域控制器的集中融合演進(jìn)，促進(jìn)了動(dòng)力總成系統(tǒng)控制從模塊到系統(tǒng)、再到整體方案的融合。未來，不管是電驅(qū)動(dòng)總成市場(chǎng)還是動(dòng)力域控市場(chǎng)，或者是向著下一代EEA演進(jìn)過程中的跨域融合以及未來的中央計(jì)算+區(qū)域控制的模式，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游多方都應(yīng)共同推進(jìn)中國(guó)汽車市場(chǎng)電驅(qū)動(dòng)總成及動(dòng)力域控的快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)合作共贏。