新能源动力域控制器谁在做?

汽车   2024-09-05 07:01   上海  

 RIO 电 驱 动

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全球汽车工业步入电气化转型的关键期,动力总成域控制器作为核心支撑技术,其重要性日益凸显。


该技术通过集成多系统管控于一身,有力推动了电动车(EV)及混动汽车(xEV)性能的跃升。


作为智慧集成的控制中枢,动力总成域控制器专司电驱车辆核心组件,涵盖电动轴、电力变换模块等,实现高效协同管理。通过功能集合,不仅增强了电车的效能与敏捷度,亦简化结构、降低成本,展现出显著的优化效果。


动力总成域控制器的精髓,在于多功能深度集成。以电动轴与电力转换为核心的集成设计,优化了动力传导与能源管理,既加快了系统响应速度,又实现了车体减重及系统简化。


动力总成域控制器正向超集成的智能e驱动系统(如11合1系统)进化,大幅精简控制架构,全面提升系统效能,预示着电驱技术的未来趋势。



从多合一控制器到动力域控制器的演进过程,最初是将所有的动力总成控制模块集成到一个PCB板上(多个主控芯片/单个控制板),紧接着是共用一个控制器芯片、进行软件算法融合(单个主控芯片/单个控制板)。


在多合一集成化的趋势下,以原有的VCU为基础,将VCU、BMS、MCU、DC/DC等动力总成控制模块的软硬件通过芯片集成、算法融合到一个控制器内,形成动力域控制平台,用更高性能的芯片来支持整车实现面向SOA服务架构。动力域控制器将实现动力总成控制决策端的集中,而传感器和执行器的功能将下放至各ECU。


随着主机厂陆续公布下一代电子电气架构,整车的控制器将进一步融合减少,最终形成“中央计算+区域控制”的终极架构。在汽车EEA演进趋势下,动力域也将进一步与其他功能域实现跨域整合,包括动力域+车身域+底盘的三域融合、动力域+底盘域融合等方案,以便能顺利演进到中央集成式架构。如采埃孚的车辆运动域控制器VMD、联合电子的整车运动域控制器VCU8.5、芯驰智能车控单元VHPC等。


在动力域控制器开发方面,由于涉及到整车的控制策略及车型差异化、个性化的打造,一般来讲都是整车厂直接参与方案设计。对于域控开发,目前主要合作方式是主机厂自研核心软件程序、第三方供应硬件/底层驱动软件。


还有一种主机厂与第三方联合开发,主机厂可根据自身开发能力参与到控制板、软件底层、应用层、集成测试等方面的开发,如VCU、BMS的硬件、底层、应用层、集成的开发和测试。


整体而言,电驱动系统的多合一集成化带动了原本独立分散的动力总成控制模块朝着动力域控制器的集中融合演进,促进了动力总成系统控制从模块到系统、再到整体方案的融合。未来,不管是电驱动总成市场还是动力域控市场,或者是向着下一代EEA演进过程中的跨域融合以及未来的中央计算+区域控制的模式,整个产业链上下游多方都应共同推进中国汽车市场电驱动总成及动力域控的快速发展,实现合作共赢。



国内动力总成控制器及解决方案

供应商


01#



经纬恒润


在汽车E/E架构演进下,经纬恒润设计研发了基于未来主流中央集成式架构的产品,并在2023新品发布会中发布了新产品:中央计算平台CCP和物理区域控制器ZCU。


区域控制器ZCU集成车身舒适域控制、动力系统控制、空调热管理、底盘控制、一级配电、二级配电、隔离开关、网关、OTA 等功能,分别位于前舱、左舱、右舱以及后舱。其中,前舱区域控制器FZCU负责车身舒适域、新能源动力域、部分底盘域和空调热管理的输入/输出信号采集控制,主要集成了VCU部分功能,如整车热管理、高压互锁等。


中央计算平台产品CCP是车身域以及动力域的核心计算单元,集成了中央网关、车身舒适域控制、新能源整车动力控制、空调热管理、整车能源管理、全量数据采集、OTA升级、SOA服务等多项功能,符合ISO21434信息安全国际标准,可满足ASIL D功能安全等级要求。目前,该产品已完成研发、试验和小批量生产,已与4家国内主流车厂建立量产配套合作,并于2023年底实现量产交付。


经纬恒润基于下一代EEA的动力域融合方案如下图:


02#



奥海科技


奥海科技是国内唯一可以为新能源汽车提供十合一高度集成的动力域控制器的第三方零部件厂家。


奥海科技研发出了一个超强芯片,集成所有的软件和算法,将分散的控制器集合起来,实现联通高效工作。


值得一提的是,奥海科技的每一款控制器都有国产化的方案做备份,能够为国内电控供应链安全保驾护航,目前,下游客户已覆盖岚图、东风、上汽、吉利、长城、日产、本田、红旗等企业。


03#



东软睿驰


东软睿驰是国内最新布局AUTOSAR CP的企业之一,于2017年成为AUTOSAR高级会员,全新自主研发汽车基础软件平台产品NeuSAR,率先实现国内AUTOSAR AP+CP+中间件全栈平台产品落地。


目前,NeuSAR cCore具备众多国内外芯片厂商的主流芯片适配经验,能够覆盖整车的各类控制器,如网关,自动驾驶域控制器,动力域控制器,电池管理系统,电驱动控制器等,拥有丰富的量产经验。


04#



华夏龙晖


该公司的动力域控制器(DCU)项目是以多核MCU为核心的智能动力域控制器软硬件平台,对动力域VCU,ECU, TCU,BMS等子控制器进行功能整合,并可通过符合AutoSAR标准的底层操作系统提供标准的接口定义,模块化设计,促使软硬件解耦分层,实现软硬件设计分离;有效减少硬件需求量,真正实现软件定义汽车。


华夏龙晖动力域控制器可应用于乘用车和商用车,细分为混合动力电动汽车、增程式电动汽车,纯电动汽车、无人物流汽车等。目前已在多款车型上实现量产。




05#



易鼎丰


易鼎丰推出的整车动力域控制器DCU3000,就集成了VCU、BMS和热管理等控制功能,该产品符合AUTOSAR 4.2标准,应用层支持RTE和非RTE接口,支持UDS故障诊断、百兆车载以太网通信等功能,可定制Bootloader的刷写流程和参数,支持FOTA备份刷新功能,适用于供电系统为12V 的纯电动汽车和混合动力汽车。




06#



金脉电子


金脉双电控电机控制器兼容多种混动拓扑HEV、PHEV车型,将两个电机控制功能集成到一个控制单元内,双电控可实时控制车辆能量策略分配和动力输出,兼容不同功率等级的Si基及SiC(碳化硅)模块,电流能力覆盖600A到900A,兼容400V/800V系统。母线电容及高压滤波器与驱动模组分面布置,最大化程度的优化和减小体积,提升散热效率。低压接口采用单独屏蔽仓体设计,降低及阻隔内部噪声,提升EMC性能和抗干扰能力。


07#



巨一动力


巨一动力800V碳化硅控制器与目前主流的400V系统相比,电动汽车的续航里程大大延长,充电时间减少了一半,整车可添加更多耗电功能。


巨一动力SiC控制器耐温以及耐压性能好,最高工作电压可达900V。


开关损耗小,最高效率可达99.5%以上。体积小,重量轻,能量密度高。SiC电驱动系统,WLTC效率可达到91.5%,整车续航在同等工况下,提升3%。


08#



峰智睿联


峰智睿联最早起步于2018年,聚焦新能源汽车智能动力域控制器产品开发,通过一个多核单片机控制整个动力系统的核心部件。


目前公司主要产品是智能动力域控制器产品(i-PDCU),该产品可以对整车控制器VCU、电池管理系统BMS、电机控制器MCU“大三电”独立控制器进行整合。未来还将进一步整合高压配电单元PDU、车载充电机OBC、车载数据监控终端T-Box等零部件控制器。


09#



中科晶上


2023年,中科晶上发布“国产核心通用动力域控制器VCU”,是采用控制器融合路线,基于国产主控芯片,研发打造的一款国产核心、多核架构、安全可靠、性能优良的动力域控制软硬件开放平台。


产品采用国产车规级异构多核通用型控制器硬件平台,支持CAN、LIN、千兆以太网、RS485、RS232等多种通讯方式,提供Simulink、SDK软件接口,可用于整车VCU、电池BMS主控、燃料电池FCU、驾驶辅助ADAS等多种控制系统的快速构建,硬件可定制化裁剪,助力企业快速构建“国产替代“控制方案。


控制器抽象了多个域的共性控制需求,设计了通用性高的应用层软件模块和基础软件模块,如通信模块、故障诊断模块、OTA模块等。控制器硬件核心基于国产主控芯片,并且采用先进的异构三核芯片冗余架构设计,注重硬件的可靠性,降低控制系统的延迟,并大幅提升了算力,可以满足汽车动力系统集成控制、低速无人车辆自动驾驶控制等的需求。


10#



航盛电子


航盛电子拥有以整车控制器、电池管理系统、牵引电机控制器为代表的新能源汽车控制系统。


据了解,公司的动力域控制器已经量产。


11#



钧联电子


据了解,钧联电子“车用800V多融合碳化硅动力域控制器项目”是于2021年12月在合肥经开区正式启动的。


800V 碳化硅电机控制器,这款控制器适用与各类B、C级高级纯电乘用车,可匹配峰值功率300kW的各类电驱桥。峰值功率可达300kW,最高效率在99.7%,峰值电流也是达到了450Arms,工作环境可适应-40~85℃,工作电压更是在350~900V的范围,防护等级达到了IP67,整体重量也仅有7.5kg,其具有扭矩估算、零位校正、ASC、结温估算、软解码、随机开关频率、BOOST升压功能可选等功能特色。


国外动力总成控制器及解决方案

供应商


1#



博世

博世本土研发的动力域融合控制器,作为高效灵活的乘用车混合动力系统解决方案的一部分,动力域融合控制器是面向混动/增程市场开发的动力总成域多合一控制器,深度融合和集成了发动机控制、整车控制和混动专用变速箱控制功能。丰富的平台资源可支持更多系统配置需求,同时支持灵活的软件合作开发模式, 满足动力总成系统降本和快速开发落地需求。


2#



纬湃科技


纬湃科技动力域主控制器PDCU200,计算并协调动力域各控制器(发动机, 电机, 电池, 变速箱)间的扭矩,电能以及热管理。2023 款极氪001定位于豪华猎装轿跑,搭载纬湃科技提供的动力域控制器产品(PDCU100),在提供集成及完成验证的平台化解决方案同时可以快速实现投产。 


动力域控制器使用了纬湃科技的最新软件模块及专用芯片,支持功能安全ASIL C 和Cyber security(满足UNECE信息安全法规)。同一个动力域控制器平台可同时覆盖EV及 (P)HEV的需求,可以作为域控制器及跨域控制器使用。更小的外壳和更轻的重量,使其易于安装,全金属外壳提供了更好的EMC特性,平台化的机械概念保证了产品的生产加工效率和产能提升。同时,纬湃科技自主开发的编译环境使得客户可以自行配置通信、诊断、故障管理等模块,缩短开发周期及减少开发费用。而标准化的母端接插件可以从多家供应商采购,更易于主机厂降低采购成本和供应链保证。


3#



联合电子


该公司推出了面向跨域融合的新一代整车运动域控制器VCU8.6平台。


该平台针对动力和底盘跨域融合控制的需求开展了一系列本地化创新设计开发工作,集成了惯性测量单元IMU、PSI5加速度传感器、轮速传感器以及丰富的5V供电、AD模拟信号采集、高低边驱动等接口,作为整车运动控制的核心有效打通动力域和底盘域的“孤岛”,能够支持复杂的悬架控制、车身姿态控制以及四轮独立扭矩矢量控制等功能,实现车辆运动高效协同控制,给新能源汽车用户带来更有趣、更丰富、更舒适的驾乘体验。


4#



Ecotron(优控)

美国底特律的ECOTRONS LLC,专注于新能源汽车电控系统技术研发和产品方案。


在中国授权技术的有诸多公司,并专业从事汽车电控系统及产品研发,主要涉及自动驾驶域控制器、ADAS辅助驾驶控制系统、新能源汽车电控产品、汽车电控系统开发工具链、测试设备工具以及小型发动机和特种发动机的电喷系统等。


5#



ST意法半导体


ST的多合一动力系域控制器属于电气集成,用一颗Stellar P系列芯片,替代不同ECU中的多个MCU,集中算力,用户只需一套软件工具链即可开发和维护产品,降低硬件成本同时,也降低客户的研发成本;


ST提供的参考设计的多合一域控制器集成了:

▶  VCU,整车控制器

▶  MCU,牵引电机逆变器

▶  BMS,电池管理系统

▶  OBC,车载充电器

▶  DCDC,车载DCDC



6#



采埃孚


采埃孚推出了其下一代高性能计算平台——车辆运动域(VMD)控制器,它是一种适用于各种底盘平台的中央计算机。


采埃孚的VMD控制器可以将所有底盘功能集成到一个控制单元中,包括车身和动力系统管理,并支持独立功能,同时利用单一控制器实现智能化车辆运动控制,从而降低复杂性。VMD控制器所提供的软件定义的车辆动态实时功能和应用具有55,000 DMIPS (每秒draystone百万条指令)的高性能阈值,能实现车辆运动的综合控制。


此外,VMD高性能控制器还可通过集成系统的方式与采埃孚“采睿星“ (ProAI)(对采睿星感兴趣读者朋友的可点击查看)——适用于高级辅助驾驶/自动驾驶应用的高性能计算平台连接,从而达到更高的自动化水平。作为采埃孚超级计算机家族的新成员,VMD控制器也将加入“采睿星”序列。



7#



马瑞利


马瑞利多功能域控制器,功能涵盖动力总成控制、底盘悬架控制能量管理、热管理、车辆纵横向动力学控制及 OBD 等功能并满足功能安全、网络安全要求采用英飞飞凌 Aurix" TC 系列微处理器,可满足不同车辆和电子电气架构应用。支持以太网/CAN/LIN 等多种通讯方式,可通过 FOTA 远程更新软件系统,即时提升多功能控制器在各领域的性能。





据了解,除了以上企业外,德尔福、大陆为代表的国外技术公司长期垄断动力系统的控制器产品。



总结



做动力域控制器的供应商甚多,由于篇幅有限,本期整理如上,以上信息仅供参考。


上述企业排名不分先后,如有错误或不妥,请在后台留言告诉我们。后续我们还会继续进行补充和发布。


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