汽車(chē)域控制器種類(lèi)及其功能詳解

核心：整車(chē)以博世經(jīng)典的五域分類(lèi)拆分為動(dòng)力域、底盤(pán)域、座艙域/智能信息域、自動(dòng)駕駛域和車(chē)身域，這五大域控制模塊共同集成了L3及以上級別自動(dòng)駕駛車(chē)輛的所有控制功能。

動(dòng)力域（安全）
動(dòng)力域控制器，作為智能化的動(dòng)力總成管理單元，通過(guò)CAN/FLEXRAY技術(shù)實(shí)現變速器、引擎的精細管理，電池狀態(tài)的實(shí)時(shí)監控，以及交流發(fā)電機的精準調節。其核心優(yōu)勢在于為多種動(dòng)力系統單元（如內燃機、電動(dòng)機、發(fā)電機、電池和變速箱）進(jìn)行扭矩計算與分配，通過(guò)前瞻性駕駛策略促進(jìn)CO2減排，同時(shí)提供通信網(wǎng)關(guān)功能。該控制器不僅優(yōu)化動(dòng)力總成性能，還具備電氣智能故障診斷、智能節電和總線(xiàn)通信等多樣化功能。

未來(lái)主流的系統設計方案包括：
A）采用Aurix 2G（387/397）為核心的智能動(dòng)力域控制器軟硬件平臺，對動(dòng)力域內子控制器進(jìn)行功能整合，實(shí)現ECU基本功能的集成，以及面向動(dòng)力域協(xié)同優(yōu)化的VCU、Inverter、TCU、BMS和DCDC等高級域層次算法的集成。
B）確保ASIL-C安全等級，融入SOTA技術(shù)、信息安全功能和通訊管理能力。
C）支持CAN/CAN-FD和Gigabit Ethernet等多種通訊類(lèi)型，并提供SHA-256加密算法保障通訊安全。
4）隨著(zhù)CPU和GPU的發(fā)展，動(dòng)力域控制器需要支持Adapative Autosar環(huán)境，并提高主頻至2G以上，以適應Linux系統及其他支持POSIX標準接口的操作系統。
在2020年1月16日，合眾汽車(chē)工程研究院成功將動(dòng)力域控制器搭載于哪吲汽車(chē)，并一次性通過(guò)搭載車(chē)輛測試，標志著(zhù)合眾PDCS動(dòng)力域控制器已正式進(jìn)入量產(chǎn)應用階段。該系統采用英飛凌多核處理器，主頻高達200MHz，具備DSP數字信號處理及浮點(diǎn)運算能力，為Hozon PDCS提供高速處理能力。同時(shí)，采用三核并帶鎖步核的主芯片，實(shí)現更高功能安全，按照ASIL C功能安全等級開(kāi)發(fā)，有效保障用戶(hù)出行安全。V模型開(kāi)發(fā)流程確保每一步都可驗證，軟件失效率低于3%，結合AUTOSAR架構+MBD建模與控制，顯著(zhù)提高軟件可靠性。此外，該控制器還能實(shí)時(shí)監控電控系統，智能協(xié)調及監控動(dòng)力輸出，從而提升駕控性能及安全性。同時(shí)，它還能保護電池安全，根據系統需求同步優(yōu)化能量分配，增加續航里程。
合眾PDCS動(dòng)力域控制器：創(chuàng )新技術(shù)與安全性能的完美結合
合眾PDCS動(dòng)力域控制器，搭載高性能英飛凌多核處理器，主頻高達200MHz，配備DSP數字信號處理及浮點(diǎn)運算能力，為系統提供卓越的高速處理性能。采用三核并帶鎖步核的主芯片，確保更高的功能安全性，符合ASIL C功能安全等級，為用戶(hù)出行保駕護航。通過(guò)V模型開(kāi)發(fā)流程，每一步均經(jīng)過(guò)嚴格驗證，軟件失效率控制在3%以下，結合AUTOSAR架構與MBD建?？刂?，顯著(zhù)提升軟件可靠性。此外，實(shí)時(shí)監控電控系統、智能協(xié)調動(dòng)力輸出等功能，進(jìn)一步優(yōu)化駕控性能與安全性，同時(shí)保障電池安全，智能分配能量，延長(cháng)續航里程。

哪吒U：哪吒汽車(chē)旗下新晉量產(chǎn)力作

哪吒U，作為哪吒汽車(chē)的第二款量產(chǎn)車(chē)型，以其獨特魅力和卓越性能，在汽車(chē)市場(chǎng)上嶄露頭角。這款車(chē)型不僅繼承了合眾PDCS動(dòng)力域控制器的創(chuàng )新技術(shù)與安全性能，更在駕控體驗和續航里程上實(shí)現了新的突破。通過(guò)實(shí)時(shí)監控電控系統、智能協(xié)調動(dòng)力輸出等功能，哪吒U進(jìn)一步優(yōu)化了駕駛性能與安全性，為用戶(hù)帶來(lái)更加安心、舒適的出行體驗。同時(shí)，其智能分配能量的設計，更是有效延長(cháng)了續航里程，滿(mǎn)足了用戶(hù)對于續航和動(dòng)力的雙重需求。

合眾汽車(chē)動(dòng)力域控制技術(shù)

底盤(pán)域，與汽車(chē)行駛緊密相關(guān)，涵蓋了傳動(dòng)系統、行駛系統、轉向系統和制動(dòng)系統等多個(gè)方面。傳動(dòng)系統負責將發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力傳遞給驅動(dòng)輪，其類(lèi)型包括機械式、液力式和電力式等。行駛系統則將汽車(chē)各部分連接成一個(gè)整體，并起著(zhù)重要的支承作用。轉向系統則確保汽車(chē)能按照駕駛員的意愿進(jìn)行直線(xiàn)或轉向行駛。而制動(dòng)系統，通過(guò)在汽車(chē)車(chē)輪上施加與行駛方向相反的外力，實(shí)現對汽車(chē)的強制制動(dòng)，以確保減速停車(chē)和駐車(chē)制動(dòng)的功能。

隨著(zhù)汽車(chē)智能化的發(fā)展，線(xiàn)控底盤(pán)技術(shù)逐漸嶄露頭角。線(xiàn)控底盤(pán)涵蓋了線(xiàn)控轉向、線(xiàn)控制動(dòng)、線(xiàn)控換擋、線(xiàn)控油門(mén)以及線(xiàn)控懸掛等多個(gè)系統。其中，線(xiàn)控制動(dòng)作為面向自動(dòng)駕駛執行端的核心產(chǎn)品，其技術(shù)難度尤為突出。目前，汽車(chē)制動(dòng)系統正經(jīng)歷著(zhù)從機械、液壓到電子（如ABS/ESC）的演變，而未來(lái)則有望進(jìn)一步發(fā)展為線(xiàn)控制動(dòng)。在L2自動(dòng)駕駛時(shí)代，線(xiàn)控制動(dòng)已廣泛應用于燃油車(chē)、混動(dòng)車(chē)和純電動(dòng)車(chē)三大領(lǐng)域。隨著(zhù)汽車(chē)智能化趨勢的推進(jìn)，線(xiàn)控制動(dòng)因其電信號傳遞的快速響應和短剎車(chē)距離優(yōu)勢，正逐漸成為未來(lái)汽車(chē)智能化的必然選擇。
線(xiàn)控制動(dòng)系統主要分為液壓式線(xiàn)控制動(dòng)（EHB）和機械式線(xiàn)控制動(dòng)（EMB）兩大類(lèi)型。EHB系統因其內置的備用制動(dòng)系統而擁有較高的安全性，這使得它成為當前廣泛推廣并量產(chǎn)的優(yōu)選方案。然而，EMB系統由于缺乏備用制動(dòng)系統且技術(shù)支持相對不足，其短期內的大規模應用面臨挑戰，但長(cháng)遠來(lái)看，它無(wú)疑是未來(lái)發(fā)展的趨勢。接下來(lái)，我們將對EHB系統和EMB系統進(jìn)行詳細的比較分析。
線(xiàn)控制動(dòng)系統是汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域中的一大挑戰，全球范圍內，博世、大陸、采埃孚等零部件巨頭是該領(lǐng)域的主要玩家。在國外，EHB技術(shù)已相對成熟，但目前仍難以完全滿(mǎn)足L4級自動(dòng)駕駛的需求，而國內相關(guān)技術(shù)正在奮力追趕。相比之下，EMB技術(shù)尚處于研究階段，目前面臨較大的突破難題。值得一提的是，博世的iBooster是一款具有代表性的直接型EHB產(chǎn)品，常與ESP系統協(xié)同工作。然而，ESP系統本身也存在失效可能，且其設計初衷主要是為AEB類(lèi)緊急制動(dòng)情況服務(wù)，并不適合常規制動(dòng)需求。因此，為了應對L3和L4級自動(dòng)駕駛的挑戰，博世在第二代iBooster的基礎上，進(jìn)一步推出了IPB+RBU線(xiàn)控制動(dòng)系統。

（2）智能化推動(dòng)線(xiàn)控轉向技術(shù)的誕生

隨著(zhù)智能化的發(fā)展，L3及以上等級的智能汽車(chē)要求在部分或全程中駕駛員能脫離操控，這進(jìn)一步推動(dòng)了線(xiàn)控轉向（Steering By Wire, SBW）技術(shù)的出現。傳統的轉向系統，如機械式轉向系統（MS）、液壓助力轉向系統（HPS）、電控液壓助力轉向系統（EHPS）和電動(dòng)助力轉向系統（EPS），已無(wú)法滿(mǎn)足這些高級別自動(dòng)駕駛的需求。

線(xiàn)控轉向系統通過(guò)電子信號連接駕駛員輸入接口（如方向盤(pán)）與執行機構（如轉向輪），消除了直接的液力或機械連接。它依賴(lài)于助力電機接收電信號指令來(lái)精確控制轉向系統。值得注意的是，SBW技術(shù)的發(fā)展與EPS緊密相關(guān)，且其系統設計需要具備冗余功能以增強安全性。

當前，SBW系統主要采用兩種方式來(lái)實(shí)現冗余功能：一是完全取消方向盤(pán)與轉向執行機構的機械連接，通過(guò)多個(gè)電機和控制器來(lái)提升系統的可靠性；二是在方向盤(pán)與轉向執行機構之間加入電磁離合器作為備用措施，以增加系統的容錯能力。

從全球范圍來(lái)看，EPS的主要供應商包括博世、捷太格特、NSK、耐世特等國際知名企業(yè)。這些供應商中，日本企業(yè)多以精密軸承為基礎，逐步拓展至EPS領(lǐng)域；而美國和歐洲的供應商則多從tier 1級別橫向進(jìn)軍EPS。相較之下，中國的主要供應商如株洲易力達、湖北恒隆和浙江世寶，在規模和技術(shù)方面仍需努力追趕。此外，EPS的客戶(hù)群體也相當廣泛，包括汽車(chē)制造商、零部件供應商以及一些科研機構等。
線(xiàn)控轉向系統（SBW）因涉及技術(shù)、資本及安全等多方面高要求，其核心技術(shù)目前主要掌握在海外零部件巨頭手中，導致該領(lǐng)域的進(jìn)入壁壘極高。然而，近年來(lái)國內企業(yè)如聯(lián)創(chuàng )電子和浙江萬(wàn)達已開(kāi)始逐步涉足SBW領(lǐng)域，預示著(zhù)國內企業(yè)未來(lái)在該業(yè)務(wù)領(lǐng)域可能取得突破。接下來(lái)，我們將詳細探討線(xiàn)控轉向系統（SBW）的主要供應商及其產(chǎn)品現狀。

座艙域/智能信息域（娛樂(lè )信息）

傳統的座艙域由多個(gè)分散的子系統或模塊組成，這種架構已無(wú)法滿(mǎn)足現代汽車(chē)對于多屏聯(lián)動(dòng)、智能駕駛等復雜功能的需求。因此，座艙域控制器這一集中式的計算平臺應運而生。智能座艙涵蓋了全液晶儀表、中控大屏、車(chē)載信息娛樂(lè )系統、抬頭顯示等多項功能，其中，域控制器扮演著(zhù)核心角色。它通過(guò)以太網(wǎng)、MOST總線(xiàn)或CAN總線(xiàn)等網(wǎng)絡(luò )連接，實(shí)現了儀表盤(pán)、導航等部件的協(xié)同工作。此外，座艙域控制器還進(jìn)一步融合了智能駕駛ADAS系統和車(chē)聯(lián)網(wǎng)V2X系統，從而優(yōu)化了駕駛體驗和車(chē)載互聯(lián)功能。

智能駕駛輔助系統是現代汽車(chē)不可或缺的一部分，它包含了感知層、決策層和執行層三大核心組件。感知層主要依賴(lài)車(chē)載攝像頭、毫米波雷達等傳感器來(lái)獲取車(chē)輛周?chē)沫h(huán)境信息。這些傳感器與車(chē)身上的速度傳感器、角度傳感器等協(xié)同工作，為決策層提供全面的數據支持。而座艙域控制器則在這一過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用，它通過(guò)獨立感知層收集車(chē)內外的各種數據，并結合生物識別技術(shù)如人臉識別、聲音識別等，綜合判斷駕駛員的生理和行為狀態(tài)。這樣，系統就能根據實(shí)際需求推送相應的交互請求，實(shí)現更智能、更人性化的駕駛體驗。同時(shí)，車(chē)內交互方式也從單一的物理按鍵交互升級為觸屏交互、語(yǔ)音交互、手勢交互等多種方式并存的狀態(tài)。多模交互技術(shù)的運用，更是將“視覺(jué)”、“語(yǔ)音”等模態(tài)的感知數據融合在一起，提供了更精準、更智能的交互體驗。

智能駕駛輔助系統構成圖
在座艙電子域控制器領(lǐng)域，偉世通和Aptiv分別推出了各自的領(lǐng)先方案。偉世通推出的Smart Core方案，旨在將信息娛樂(lè )、儀表板、信息顯示、HUD、ADAS和網(wǎng)聯(lián)系統進(jìn)行高度集成。據偉世通介紹，其方案不僅具有出色的擴展性，還提供了高水平的網(wǎng)絡(luò )安全保障，能夠輕松實(shí)現獨立的功能域。而Aptiv則推出了集成駕駛艙控制器（ICC），該方案采用了英特爾最新的汽車(chē)處理器系列，支持多達四個(gè)高清顯示器，并具有出色的可擴展性，可適應從入門(mén)級到高端產(chǎn)品的各種需求。ICC在圖形處理能力（提升10倍）和計算能力（提升5倍）方面帶來(lái)了顯著(zhù)改進(jìn)，通過(guò)單芯片中央計算平臺，可輕松驅動(dòng)儀表、HUD和中央堆棧等多個(gè)座艙顯示器。

自動(dòng)駕駛域（輔助駕駛）

自動(dòng)駕駛域控制器是車(chē)輛實(shí)現自動(dòng)駕駛功能的核心部件。它能夠融合多傳感器數據，進(jìn)行實(shí)時(shí)定位、路徑規劃和決策控制。為了實(shí)現這些功能，域控制器需要與攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等設備相連，進(jìn)行圖像識別和數據處理。與傳統的搭載外設工控機和控制板的方案相比，現代自動(dòng)駕駛域控制器更加簡(jiǎn)潔高效，核心在于強大的芯片處理能力。

在算法層面，自動(dòng)駕駛汽車(chē)通過(guò)車(chē)載傳感器感知周?chē)h(huán)境，包括激光雷達、毫米波雷達、攝像頭、GPS和慣導等。這些傳感器提供的數據經(jīng)過(guò)域控制器處理，形成對環(huán)境的感知和理解。通過(guò)適當的決策模型，域控制器制定出相應的駕駛策略，控制車(chē)輛沿著(zhù)規劃好的路徑行駛。

為了滿(mǎn)足自動(dòng)駕駛的算力需求，域控制器需要配備一個(gè)高性能處理器。目前市場(chǎng)上，多個(gè)供應商如NVIDIA、華為、瑞薩、NXP、TI、Mobileye等都提供了不同的解決方案。這些方案在提供強大算力的同時(shí)，也注重系統的安全性和穩定性。

在自動(dòng)駕駛技術(shù)的推動(dòng)下，越來(lái)越多的汽車(chē)供應商和Tier1廠(chǎng)商開(kāi)始涉足這一領(lǐng)域。他們通過(guò)不斷創(chuàng )新和優(yōu)化，為消費者提供更加安全、舒適的駕駛體驗。

車(chē)身域（車(chē)身電子）

隨著(zhù)汽車(chē)技術(shù)的不斷發(fā)展，車(chē)身控制器數量逐漸增多。為了降低成本并減輕整車(chē)重量，車(chē)身域控制器應運而生，旨在將原本分散在車(chē)頭、車(chē)中、車(chē)尾的多個(gè)功能器件，如后剎車(chē)燈、后位置燈、尾門(mén)鎖以及雙撐桿等，進(jìn)行統一集成。這一技術(shù)趨勢推動(dòng)了車(chē)身域控制器的演變，從原先分散的功能組合，逐步發(fā)展為集成了車(chē)身電子基礎驅動(dòng)、鑰匙功能、車(chē)燈、車(chē)門(mén)、車(chē)窗等眾多功能的大控制器。

車(chē)身域控制系統涵蓋了燈光、雨刮洗滌、中控門(mén)鎖、車(chē)窗控制等多項功能。同時(shí)，它還集成了PEPS智能鑰匙、低頻天線(xiàn)、電子轉向柱鎖等先進(jìn)技術(shù)。此外，車(chē)身域控制器在通信方面也經(jīng)歷了從傳統架構到混合架構，再到最終Vehicle Computer Platform的升級過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，通信速度的提升以及高功能安全基礎算力的價(jià)格下降，成為了推動(dòng)車(chē)身域控制器發(fā)展的關(guān)鍵因素。

目前，車(chē)身域電子系統領(lǐng)域對于國內外企業(yè)而言都尚處于開(kāi)發(fā)初期。國外企業(yè)在如BCM、PEPS、門(mén)窗、座椅控制器等單功能產(chǎn)品上擁有深厚的技術(shù)積累，而國內企業(yè)則面臨產(chǎn)品線(xiàn)單產(chǎn)品相對低端等挑戰。因此，從整個(gè)車(chē)身域重新布局和定義系統集成產(chǎn)品，對于國內企業(yè)來(lái)說(shuō)將是一項艱巨的任務(wù)。