電驅動與動力域研究：電驅總成向集成化、域控化演進

佐思汽研發(fā)布《2023年新能源汽車電驅動與動力域行業(yè)研究報告》。

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

從純電驅動總成發(fā)展趨勢來看，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”演進（電驅三合一+充配電三合一+BMS/VCU/PTC/TMM等）。在“六合一”產(chǎn)品的基礎上進一步與BMS、VCU等集成，形成“七合一”或“八合一”，再進一步與整車熱管理系統(tǒng)聯(lián)動融合，形成“九合一”或“十合一”產(chǎn)品，實現(xiàn)機械部件和功率部件的深度融合。

電驅系統(tǒng)的集成思路

來源：佐思汽研《2023年新能源汽車電驅動與動力域行業(yè)研究報告》

主機廠加強電驅動系統(tǒng)自研自制

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

主機廠對于電驅系統(tǒng)自研自制的考量

來源：佐思汽研《2023年新能源汽車電驅動與動力域行業(yè)研究報告》

主機廠自研需求的加強，對傳統(tǒng)的電驅總成供需關系帶來變革。

從主機廠角度來看，電驅系統(tǒng)是非常強的定制化產(chǎn)品，各車企對于自家車型的定位、動力和性能要求各不相同，需要配合整車系統(tǒng)。因此，對于主機廠自制電驅，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；

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

主機廠的電驅總成方案

來源：佐思汽研《2023年新能源汽車電驅動與動力域行業(yè)研究報告》

但考慮到各車企對于自家車型的定位不同，對于整車動力的技術路線和性能需求也不相同。如中高端車型對于成本的敏感性就較低，更多地會優(yōu)先考慮電驅動產(chǎn)品性能、可靠性要求，因此主機廠會更傾向于采用自供體系；而中低端車型因其整車價值量本來就較低，會更注重采購成本，通常主機廠自制成本較高，相較于第三方供應不具備性價比優(yōu)勢，因此主機廠可能會優(yōu)先考慮第三方配套。未來，電驅動系統(tǒng)市場整車廠與第三方供應商將長期并存，由整車廠主導中高端車型市場，第三方供應商主導中低端車型市場。

電驅系統(tǒng)的域控化：從獨立動力域向跨域融合、中央集成演進

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

在多合一集成化的趨勢下，以原有的VCU為基礎，將VCU、BMS、MCU、DC/DC等動力總成控制模塊的軟硬件通過芯片集成、算法融合到一個控制器內(nèi)，形成動力域控制平臺，用更高性能的芯片來支持整車實現(xiàn)面向SOA服務架構。動力域控制器將實現(xiàn)動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標準，應用層支持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 的純電動汽車和混合動力汽車。

易鼎豐動力域控制器DCU3000

隨著主機廠陸續(xù)公布下一代電子電氣架構，整車的控制器將進一步融合減少，最終形成“中央計算+區(qū)域控制”的終極架構。在汽車EEA演進趨勢下，動力域也將進一步與其他功能域實現(xiàn)跨域整合，包括動力域+車身域+底盤的三域融合、動力域+底盤域融合等方案，以便能順利演進到中央集成式架構。如采埃孚的車輛運動域控制器VMD、聯(lián)合電子的整車運動域控制器VCU8.5、芯馳智能車控單元VHPC等。

采埃孚車輛運動域控制器VMD

采埃孚的車輛運動域控制器（VMD）是一種中央計算機，旨在整合車輛的跨域功能，包括車身和動力系統(tǒng)管理，并支持獨立功能，同時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，從而降低復雜性。該VMD適用于所有類型的底盤平臺、車輛運動和車身功能，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。

芯馳SCCA2.0架構——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算的架構SCCA2.0，為主機廠提供底層參考。該架構包括了6個核心單元，6個單元之間采用10G/1Gbps高性能車載以太網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)，并采用冗余架構，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+動力域的集成控制器，主要負責實現(xiàn)底盤和動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300KDMIPS。

經(jīng)緯恒潤基于下一代EEA的動力域融合方案

在汽車E/E架構演進下，經(jīng)緯恒潤設計研發(fā)了基于未來主流中央集成式架構的產(chǎn)品，并在2023新品發(fā)布會中發(fā)布了新產(chǎn)品：中央計算平臺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、動力系統(tǒng)控制、空調(diào)熱管理、底盤控制、一級配電、二級配電、隔離開關、網(wǎng)關、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負責車身舒適域、新能源動力域、部分底盤域和空調(diào)熱管理的輸入/輸出信號采集控制，主要集成了VCU部分功能，如整車熱管理、高壓互鎖等。

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

在動力域控制器開發(fā)方面，由于涉及到整車的控制策略及車型差異化、個性化的打造，一般來講都是整車廠直接參與方案設計。對于域控開發(fā)，目前主要合作方式是主機廠自研核心軟件程序、第三方供應硬件/底層驅動軟件。

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

動力域控開發(fā)合作模式

來源：佐思汽研《2023年新能源汽車電驅動與動力域行業(yè)研究報告》

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