產(chǎn)研：汽車車身域新趨勢，集成網(wǎng)關未必靠譜？

?什么是車身域？

隨著汽車“智能化”趨勢的發(fā)展，車輛電子化程度越來越高，也對汽車的電子電氣架構帶來巨大挑戰(zhàn)。目前汽車行業(yè)普遍認為通過域（Zone）為單位的域控制器的集中化架構來控制全車的ECU和傳感器是未來趨勢。

博世提出的汽車控制5域架構，來源：智駕最前沿公眾號

不過這其中也有不同的分類方式，包括以博世為代表的劃分方式，通過功能將汽車電子控制系統(tǒng)分為動力域、底盤域、座艙域、自動駕駛域和車身域五個域。

三個域控制器按位置分工，來源：汽車小將微信公眾號

而特斯拉則按照空間進行劃分，主要分為前車身控制模板（BCMFH）、左車身控制模塊（BCMLH）和右車身控制模塊(BCMRH)。這種分類方式體現(xiàn)了特斯拉造車的思路。特斯拉認為每個控制器應該負責控制其附近的元器件，而非整車中的所有同類元器件，這樣才能最大化減少車身布線復雜度，充分發(fā)揮當今芯片的通用性和高性能，降低汽車開發(fā)和制造成本。當然，這么做也要求三個車身域要實現(xiàn)徹底的軟硬件解耦，對廠商的軟件能力的要求大大提高。

?車身域控制器的演變進程？

車身域控制器演變，來源：CSDN

當然，不管采用哪種分類方式，車身域控制器都是車身域中無可取代的核心。這里的演變過程大致是從傳統(tǒng)的車身電子模塊升級為BCM車身控制系統(tǒng)，再從BCM車身控制系統(tǒng)升級成車身域控制器（BDCU）。

BCM模塊已融合車燈控制、門鎖控制等功能，來源：英飛凌

傳統(tǒng)的車身控制器功能主要包括內(nèi)/外部車燈、雨刮、車窗、車門、電子轉(zhuǎn)向鎖等的控制，通過CAN/LIN與各個小節(jié)點進行通訊，節(jié)點較多，線束設計、軟件控制邏輯均較復雜。隨著控制器的發(fā)展，車身功能和零部件逐步集成于BCM?車身控制系統(tǒng)。

車身域控制器在BCM?基礎上集成網(wǎng)關等更多功能，來源：英飛凌

在從集中式走向車身域的過程中，車身域控制器誕生，主要集成了燈光控制、雨刮控制、門窗控制、座椅控制、后視鏡控制等于一體，可以在BCM?的基礎上集成空調(diào)風門控制、胎壓監(jiān)測、PEPS?等功能于一個總的控制器中，實現(xiàn)了對于各個車身電子進行集中控制，預計未來車身域?qū)⒓梢恍┑偷燃?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/ADAS/">ADAS?功能。通過收納部分的ECU，車身域控制器不僅可以實現(xiàn)功能的集成化，還可以減少ECU?的數(shù)量，從而有利于降低車身重量、減少成本、簡化線路復雜度，避免了車身ECU?數(shù)量過多帶來的困擾。未來車身域控制器還將集成網(wǎng)關等更多功能。

特斯拉Model3?已將全部車身電子融合為三大域控制器（FBCM、RBCM、LBCM），來源：《安信證券研究中心》

特斯拉在Model 3?中已率先將整車車身根據(jù)物理區(qū)域劃分為前、左、右三大車身域控制器。其中，左右車身控制模塊把部分基礎功能按區(qū)域進行對稱劃分，兩者分別負責各自區(qū)域內(nèi)的內(nèi)外部燈光、門鎖、車窗、駐車卡鉗等。而相對于左車身控制器，右車身控制模塊還具有兩個獨有的功能—熱管理（左車控制器僅負責鼓風機等）和自動泊車輔助系統(tǒng)（APA）。前車身控制模塊則主要負責為整車中各個控制器進行電源分配、車前大燈、雨刮器等傳統(tǒng)?BCM?的功能。在此高度集中的設計下，特斯拉三個車身控制器已相當于傳統(tǒng)汽車中的車身控制器、4?個車門控制器、2?個座椅控制器、方向盤位臵記憶控制器、空調(diào)控制器、電池傳感器等眾多ECU?的融合。

除了特斯拉之外，還包括搭載大眾ID系列純電動車的大陸集團ICAS1，集成傳統(tǒng)網(wǎng)關功能以及車身控制的全面功能。廣汽發(fā)布的“星靈”電子電氣架構就是基于NXPS32G399高性能網(wǎng)關計算芯片，由大陸集團負責開發(fā)，前、后區(qū)域控制器的軟件架構基礎中間層采用原子服務封裝和標準化接口，中間層采用增強型組合服務，可獨立執(zhí)行。比亞迪推出的e平臺3.0的亮點之一，也是左/右車身域控制器，集成BCM（車身控制模塊）、安全網(wǎng)關、密鑰中心、空調(diào)控制、胎壓監(jiān)測、儀表控制、駐車輔助、智能鑰匙等多個模塊，擴展版本最多支持達32個傳統(tǒng)分布式ECU功能。長城汽車第三代電子電氣架構于2020年發(fā)布，涵蓋了車身控制、動力底盤、智能座艙、智能駕駛4個域控制器。同時，第四代電子電氣架構將于今年三季度推出，形成中央計算，智能座艙及高階自動駕駛?cè)齻€計算平臺。

?車身域控制滲透率不足5%，前景廣闊

車身域控制器單車價值量在500?元左右，來源：民生證券研究院

隨著車身域控帶來單車價值量翻倍增長，市場空間顯著提升。目前，常規(guī)的車身控制模塊單車價值量約?150~300元左右。隨著汽車功能的不斷增加，車身域控制器在原有的BCM?模塊基礎上進一步集成了胎壓監(jiān)測、PEPS、以太網(wǎng)關等功能，使得該產(chǎn)品單車價值量將從300-400?元提高至600-800?元，甚至實現(xiàn)數(shù)倍增長。

前裝滲透率及上險量，來源：高工汽車

根據(jù)高工智能汽車研究院監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，2021年度中國市場（不含進出口）乘用車新車搭載BCM?集成域控制器（處于過渡階段的產(chǎn)品）上險量為84.23?萬輛（按單車統(tǒng)計口徑，部分車型搭載多個域控制器），前裝搭載率為4.13%，處于替代升級的早期階段，未來隨著智能汽車的滲透，還有非常大的發(fā)展空間。

?車身控制器（BCM）主要玩家？

2021年中國乘用車車身控制器（BCM）市場份額，來源：高工汽車

由于車身域控制器涉及到門控、車燈、后視鏡等整車控制策略，技術門檻相對較高。尤其是隨著汽車功能的不斷增加，輸入/輸出處理器和通道數(shù)量也會不斷增加，這時開發(fā)車身控制模塊軟件的復雜性也呈指數(shù)級增加，并且還面臨著功耗、信息安全等問題。因此，車身域控制器市場齊聚了大陸、安波福等國際Tier1巨頭，國內(nèi)僅有少數(shù)企業(yè)涉足，且大多數(shù)還未實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)。

從國內(nèi)車身控制器BCM的市場格局來看。2021年國內(nèi)BCM?市場基本被大陸、聯(lián)電、埃泰克等外資及合資供應商壟斷。其中大陸集團占據(jù)31%份額排名第一，前7?名均為國外Tier1?或者有國際Tier1合資背景的中外合資廠商。不過經(jīng)緯恒潤、東軟、諾博科技、德賽西威等中國供應商和大陸集團、聯(lián)電等幾乎處在同一起跑線，有望打破傳統(tǒng)BCM、網(wǎng)關市場的外資供應商壟斷格局。

經(jīng)緯恒潤是國內(nèi)最早一批布局車身控制器的內(nèi)資Tier1，相較于國內(nèi)其他供應商已展現(xiàn)出相當?shù)囊?guī)模優(yōu)勢和品質(zhì)優(yōu)勢，是國內(nèi)為數(shù)不多的可與外資Tier1?直面競爭的車身電子供應商，經(jīng)緯恒潤于2020?年推出BDCU車身域控制器，能夠兼容傳統(tǒng)BCM功能，同時集成空調(diào)算法、門控邏輯、胎壓監(jiān)控、以太網(wǎng)通訊接口等，且已成功配套量產(chǎn)至一汽集團、華人運通，以及福特集團、通用汽車、戴姆勒等全球頭部主機廠。

東軟睿馳于2021年推出基于NXP S32G?汽車網(wǎng)絡處理芯片（全球首個同時集成傳統(tǒng)MCU?與具備ASIL D?功能安全MPU?的芯片）打造整車通用域控制器，并以此為基礎可根據(jù)主機廠需求靈活應用于車身域控制（集成網(wǎng)關、車窗控制、燈光控制等功能模塊）、底盤域控制（:集成智能控制懸掛、電子駐車單元等系統(tǒng)功能模塊）等多個領域。

鐵將軍在車身域控賽道也一直處于領先狀態(tài)。早在2008年，鐵將軍首款智能車身產(chǎn)品就已經(jīng)在頭部自主品牌車型上實現(xiàn)前裝量產(chǎn)，在2016年其推出iBCM車身控制器產(chǎn)品，實現(xiàn)了PEPS+BCM+TPM，支持CAN_FD、OTA、手機遠程控制等功能，截止2021年，鐵將軍智能車身控制器系列產(chǎn)品已累計生產(chǎn)出貨500萬套?；诙嗄甑募夹g積累，鐵將軍也是國內(nèi)首批推出并量產(chǎn)車身域控制器BDC的國產(chǎn)供應商。資料顯示，在2021年率先推出了域控制器BDC產(chǎn)品，該產(chǎn)品集成iBCM、6路CAN網(wǎng)關、單雙溫區(qū)空調(diào)AC、四門車窗防夾，可支持CAN_FD，并支持OTA網(wǎng)關。該產(chǎn)品已經(jīng)在國內(nèi)頭部新勢力熱銷車型率先量產(chǎn)，與國內(nèi)知名品牌車企的合作也在快速推動。

在車身域控制器領域，諾博科技開發(fā)的中央電子控制模塊（CEM）采用了瑞薩全新一代MCU產(chǎn)品以及NXP提供的交換機，是行業(yè)內(nèi)首批同時集成車身域控制器、BCM、PEPS、千兆以太網(wǎng)網(wǎng)關等功能的高集成性電子控制單元，并且硬件、結構、軟件均采用了平臺化設計，可以適應未來進一步升級的電子電器網(wǎng)絡架構。

?網(wǎng)關與車身域控融合將成趨勢？

現(xiàn)階段，在國內(nèi)外市場主流的車身架構當中，車身域控制器（BDC）和以太網(wǎng)網(wǎng)關（ETHGW）還是兩個獨立的模塊。不過，隨著以太網(wǎng)在高帶寬汽車應用中被廣泛采用，越來越多的主機廠開始在車身控制模塊（BCM）中集成以太網(wǎng)，用于管理和控制汽車電子設備的復雜軟件解決方案的需求，以實現(xiàn)SOA的部署，達到軟件定義汽車的目標。

歐菲光第五代車身域控集成了中央網(wǎng)關，來源：歐菲光

目前，越來越多的本土域控制器生產(chǎn)商將車身域控制器（BDC）和千兆以太網(wǎng)網(wǎng)關（ETHGW）進行集成，從而極大地減少ECU開發(fā)中相互匹配系統(tǒng)的BOM成本以及生產(chǎn)成本，并且有效地提升了車身網(wǎng)絡的互聯(lián)性。比如華為推出的CCA架構當中，除了智能座艙和智能駕駛兩大域控制器，其他車身控制功能全部集成到了車身域控制器（VDC整車控制平臺），形成了中央計算+區(qū)域網(wǎng)關的架構。大陸集團的HPC?將中央網(wǎng)關集成至車身域控制器中。歐菲光在?2020年?12月發(fā)布的第五代車身域控制器產(chǎn)品將車身域控制器與以太網(wǎng)網(wǎng)關合二為一，目前也已經(jīng)獲得國內(nèi)車廠定點。長城旗下諾博科技開發(fā)的中央電子控制模塊（CEM）采用了瑞薩全新一代MCU?產(chǎn)品以及NXP提供的交換機，是行業(yè)內(nèi)首批同時集成車身域控制器、BCM、PEPS、千兆以太網(wǎng)網(wǎng)關等功能的高集成性電子控制單元。聯(lián)電的車身域控制器產(chǎn)品實現(xiàn)了將車身控制器（BCM）與網(wǎng)關（GAW）的融合并于2021?年?12月份成功在聯(lián)電柳州工廠量產(chǎn)。

隨著汽車舒適性、安全性、效率和消費電子功能水平的不斷提高，汽車制造商和他們的電子產(chǎn)品供應商必須在電子產(chǎn)品的復雜性與功耗、重量之間取得平衡。雖然目前網(wǎng)關和車身域的集成成為一種潮流，但從長期來看，將安全性屬性要求高的網(wǎng)關與安全性要求低的車身域集成在一起，可能會存在一些隱患。此外，業(yè)內(nèi)已經(jīng)在普遍討論未來將繼續(xù)集成化，會有一顆算力強大的單芯片SOC來取代所有的域控制器。但筆者認為，統(tǒng)一的中央計算機雖然集成度高，但不可避免地帶來了控制器和受控器件的距離增加，從而增加線束長度，提高成本，而且元件集成密度也有一定的限制，因此無法在有限的空間內(nèi)無限制集成，集中化也是有上限和最優(yōu)解的。在這個集成化的過程中，可能要綜合考慮系統(tǒng)成本和各項因素，因此域控制器還將持續(xù)維持很長一段時間。