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    • ?什么是車(chē)身域?
    • ?車(chē)身域控制器的演變進(jìn)程?
    • ?車(chē)身域控制滲透率不足5%,前景廣闊
    • ?車(chē)身控制器(BCM)主要玩家?
    • ?網(wǎng)關(guān)與車(chē)身域控融合將成趨勢(shì)?
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產(chǎn)研:汽車(chē)車(chē)身域新趨勢(shì),集成網(wǎng)關(guān)未必靠譜?

2022/10/25
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?什么是車(chē)身域?

隨著汽車(chē)“智能化”趨勢(shì)的發(fā)展,車(chē)輛電子化程度越來(lái)越高,也對(duì)汽車(chē)的電子電氣架構(gòu)帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。目前汽車(chē)行業(yè)普遍認(rèn)為通過(guò)域(Zone)為單位的域控制器的集中化架構(gòu)來(lái)控制全車(chē)的ECU傳感器是未來(lái)趨勢(shì)。

博世提出的汽車(chē)控制5域架構(gòu),來(lái)源:智駕最前沿公眾號(hào)

不過(guò)這其中也有不同的分類(lèi)方式,包括以博世為代表的劃分方式,通過(guò)功能將汽車(chē)電子控制系統(tǒng)分為動(dòng)力域、底盤(pán)域、座艙域、自動(dòng)駕駛域和車(chē)身域五個(gè)域。

三個(gè)域控制器按位置分工,來(lái)源:汽車(chē)小將微信公眾號(hào)

特斯拉則按照空間進(jìn)行劃分,主要分為前車(chē)身控制模板(BCMFH)、左車(chē)身控制模塊(BCMLH)和右車(chē)身控制模塊(BCMRH)。這種分類(lèi)方式體現(xiàn)了特斯拉造車(chē)的思路。特斯拉認(rèn)為每個(gè)控制器應(yīng)該負(fù)責(zé)控制其附近的元器件,而非整車(chē)中的所有同類(lèi)元器件,這樣才能最大化減少車(chē)身布線復(fù)雜度,充分發(fā)揮當(dāng)今芯片的通用性和高性能,降低汽車(chē)開(kāi)發(fā)和制造成本。當(dāng)然,這么做也要求三個(gè)車(chē)身域要實(shí)現(xiàn)徹底的軟硬件解耦,對(duì)廠商的軟件能力的要求大大提高。

?車(chē)身域控制器的演變進(jìn)程?

車(chē)身域控制器演變,來(lái)源:CSDN

當(dāng)然,不管采用哪種分類(lèi)方式,車(chē)身域控制器都是車(chē)身域中無(wú)可取代的核心。這里的演變過(guò)程大致是從傳統(tǒng)的車(chē)身電子模塊升級(jí)為BCM車(chē)身控制系統(tǒng),再?gòu)腂CM車(chē)身控制系統(tǒng)升級(jí)成車(chē)身域控制器(BDCU)。

BCM模塊已融合車(chē)燈控制、門(mén)鎖控制等功能,來(lái)源:英飛凌

傳統(tǒng)的車(chē)身控制器功能主要包括內(nèi)/外部車(chē)燈、雨刮、車(chē)窗、車(chē)門(mén)、電子轉(zhuǎn)向鎖等的控制,通過(guò)CAN/LIN與各個(gè)小節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊,節(jié)點(diǎn)較多,線束設(shè)計(jì)、軟件控制邏輯均較復(fù)雜。隨著控制器的發(fā)展,車(chē)身功能和零部件逐步集成于BCM?車(chē)身控制系統(tǒng)。

車(chē)身域控制器在BCM?基礎(chǔ)上集成網(wǎng)關(guān)等更多功能,來(lái)源:英飛凌

在從集中式走向車(chē)身域的過(guò)程中,車(chē)身域控制器誕生,主要集成了燈光控制、雨刮控制、門(mén)窗控制、座椅控制、后視鏡控制等于一體,可以在BCM?的基礎(chǔ)上集成空調(diào)風(fēng)門(mén)控制、胎壓監(jiān)測(cè)、PEPS?等功能于一個(gè)總的控制器中,實(shí)現(xiàn)了對(duì)于各個(gè)車(chē)身電子進(jìn)行集中控制,預(yù)計(jì)未來(lái)車(chē)身域?qū)⒓梢恍┑偷燃?jí)ADAS?功能。通過(guò)收納部分的ECU,車(chē)身域控制器不僅可以實(shí)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(chē)身重量、減少成本、簡(jiǎn)化線路復(fù)雜度,避免了車(chē)身ECU?數(shù)量過(guò)多帶來(lái)的困擾。未來(lái)車(chē)身域控制器還將集成網(wǎng)關(guān)等更多功能。

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

特斯拉在Model 3?中已率先將整車(chē)車(chē)身根據(jù)物理區(qū)域劃分為前、左、右三大車(chē)身域控制器。其中,左右車(chē)身控制模塊把部分基礎(chǔ)功能按區(qū)域進(jìn)行對(duì)稱(chēng)劃分,兩者分別負(fù)責(zé)各自區(qū)域內(nèi)的內(nèi)外部燈光、門(mén)鎖、車(chē)窗、駐車(chē)卡鉗等。而相對(duì)于左車(chē)身控制器,右車(chē)身控制模塊還具有兩個(gè)獨(dú)有的功能—熱管理(左車(chē)控制器僅負(fù)責(zé)鼓風(fēng)機(jī)等)和自動(dòng)泊車(chē)輔助系統(tǒng)(APA)。前車(chē)身控制模塊則主要負(fù)責(zé)為整車(chē)中各個(gè)控制器進(jìn)行電源分配、車(chē)前大燈、雨刮器等傳統(tǒng)?BCM?的功能。在此高度集中的設(shè)計(jì)下,特斯拉三個(gè)車(chē)身控制器已相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車(chē)中的車(chē)身控制器、4?個(gè)車(chē)門(mén)控制器、2?個(gè)座椅控制器、方向盤(pán)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(dòng)車(chē)的大陸集團(tuán)ICAS1,集成傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)功能以及車(chē)身控制的全面功能。廣汽發(fā)布的“星靈”電子電氣架構(gòu)就是基于NXPS32G399高性能網(wǎng)關(guān)計(jì)算芯片,由大陸集團(tuán)負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā),前、后區(qū)域控制器的軟件架構(gòu)基礎(chǔ)中間層采用原子服務(wù)封裝和標(biāo)準(zhǔn)化接口,中間層采用增強(qiáng)型組合服務(wù),可獨(dú)立執(zhí)行。比亞迪推出的e平臺(tái)3.0的亮點(diǎn)之一,也是左/右車(chē)身域控制器,集成BCM(車(chē)身控制模塊)、安全網(wǎng)關(guān)、密鑰中心、空調(diào)控制、胎壓監(jiān)測(cè)、儀表控制、駐車(chē)輔助、智能鑰匙等多個(gè)模塊,擴(kuò)展版本最多支持達(dá)32個(gè)傳統(tǒng)分布式ECU功能。長(zhǎng)城汽車(chē)第三代電子電氣架構(gòu)于2020年發(fā)布,涵蓋了車(chē)身控制、動(dòng)力底盤(pán)、智能座艙、智能駕駛4個(gè)域控制器。同時(shí),第四代電子電氣架構(gòu)將于今年三季度推出,形成中央計(jì)算,智能座艙及高階自動(dòng)駕駛?cè)齻€(gè)計(jì)算平臺(tái)。

?車(chē)身域控制滲透率不足5%,前景廣闊

車(chē)身域控制器單車(chē)價(jià)值量在500?元左右,來(lái)源:民生證券研究院

隨著車(chē)身域控帶來(lái)單車(chē)價(jià)值量翻倍增長(zhǎng),市場(chǎng)空間顯著提升。目前,常規(guī)的車(chē)身控制模塊單車(chē)價(jià)值量約?150~300元左右。隨著汽車(chē)功能的不斷增加,車(chē)身域控制器在原有的BCM?模塊基礎(chǔ)上進(jìn)一步集成了胎壓監(jiān)測(cè)、PEPS、以太網(wǎng)關(guān)等功能,使得該產(chǎn)品單車(chē)價(jià)值量將從300-400?元提高至600-800?元,甚至實(shí)現(xiàn)數(shù)倍增長(zhǎng)。

前裝滲透率及上險(xiǎn)量,來(lái)源:高工汽車(chē)

根據(jù)高工智能汽車(chē)研究院監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,2021年度中國(guó)市場(chǎng)(不含進(jìn)出口)乘用車(chē)新車(chē)搭載BCM?集成域控制器(處于過(guò)渡階段的產(chǎn)品)上險(xiǎn)量為84.23?萬(wàn)輛(按單車(chē)統(tǒng)計(jì)口徑,部分車(chē)型搭載多個(gè)域控制器),前裝搭載率為4.13%,處于替代升級(jí)的早期階段,未來(lái)隨著智能汽車(chē)的滲透,還有非常大的發(fā)展空間。

?車(chē)身控制器(BCM)主要玩家?

2021年中國(guó)乘用車(chē)車(chē)身控制器(BCM)市場(chǎng)份額,來(lái)源:高工汽車(chē)

由于車(chē)身域控制器涉及到門(mén)控、車(chē)燈、后視鏡等整車(chē)控制策略,技術(shù)門(mén)檻相對(duì)較高。尤其是隨著汽車(chē)功能的不斷增加,輸入/輸出處理器和通道數(shù)量也會(huì)不斷增加,這時(shí)開(kāi)發(fā)車(chē)身控制模塊軟件的復(fù)雜性也呈指數(shù)級(jí)增加,并且還面臨著功耗、信息安全等問(wèn)題。因此,車(chē)身域控制器市場(chǎng)齊聚了大陸、安波福等國(guó)際Tier1巨頭,國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)企業(yè)涉足,且大多數(shù)還未實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)。

從國(guó)內(nèi)車(chē)身控制器BCM的市場(chǎng)格局來(lái)看。2021年國(guó)內(nèi)BCM?市場(chǎng)基本被大陸、聯(lián)電、埃泰克等外資及合資供應(yīng)商壟斷。其中大陸集團(tuán)占據(jù)31%份額排名第一,前7?名均為國(guó)外Tier1?或者有國(guó)際Tier1合資背景的中外合資廠商。不過(guò)經(jīng)緯恒潤(rùn)、東軟、諾博科技、德賽西威等中國(guó)供應(yīng)商和大陸集團(tuán)、聯(lián)電等幾乎處在同一起跑線,有望打破傳統(tǒng)BCM、網(wǎng)關(guān)市場(chǎng)的外資供應(yīng)商壟斷格局。

經(jīng)緯恒潤(rùn)是國(guó)內(nèi)最早一批布局車(chē)身控制器的內(nèi)資Tier1,相較于國(guó)內(nèi)其他供應(yīng)商已展現(xiàn)出相當(dāng)?shù)囊?guī)模優(yōu)勢(shì)和品質(zhì)優(yōu)勢(shì),是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的可與外資Tier1?直面競(jìng)爭(zhēng)的車(chē)身電子供應(yīng)商,經(jīng)緯恒潤(rùn)于2020?年推出BDCU車(chē)身域控制器,能夠兼容傳統(tǒng)BCM功能,同時(shí)集成空調(diào)算法、門(mén)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(tuán)、華人運(yùn)通,以及福特集團(tuán)、通用汽車(chē)、戴姆勒等全球頭部主機(jī)廠。

東軟睿馳于2021年推出基于NXP S32G?汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)處理芯片(全球首個(gè)同時(shí)集成傳統(tǒng)MCU?與具備ASIL D?功能安全MPU?的芯片)打造整車(chē)通用域控制器,并以此為基礎(chǔ)可根據(jù)主機(jī)廠需求靈活應(yīng)用于車(chē)身域控制(集成網(wǎng)關(guān)、車(chē)窗控制、燈光控制等功能模塊)、底盤(pán)域控制(:集成智能控制懸掛、電子駐車(chē)單元等系統(tǒng)功能模塊)等多個(gè)領(lǐng)域。

鐵將軍在車(chē)身域控賽道也一直處于領(lǐng)先狀態(tài)。早在2008年,鐵將軍首款智能車(chē)身產(chǎn)品就已經(jīng)在頭部自主品牌車(chē)型上實(shí)現(xiàn)前裝量產(chǎn),在2016年其推出iBCM車(chē)身控制器產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了PEPS+BCM+TPM,支持CAN_FD、OTA、手機(jī)遠(yuǎn)程控制等功能,截止2021年,鐵將軍智能車(chē)身控制器系列產(chǎn)品已累計(jì)生產(chǎn)出貨500萬(wàn)套?;诙嗄甑募夹g(shù)積累,鐵將軍也是國(guó)內(nèi)首批推出并量產(chǎn)車(chē)身域控制器BDC的國(guó)產(chǎn)供應(yīng)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(guān)、單雙溫區(qū)空調(diào)AC、四門(mén)車(chē)窗防夾,可支持CAN_FD,并支持OTA網(wǎng)關(guān)。該產(chǎn)品已經(jīng)在國(guó)內(nèi)頭部新勢(shì)力熱銷(xiāo)車(chē)型率先量產(chǎn),與國(guó)內(nèi)知名品牌車(chē)企的合作也在快速推動(dòng)。

在車(chē)身域控制器領(lǐng)域,諾博科技開(kāi)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(jī),是行業(yè)內(nèi)首批同時(shí)集成車(chē)身域控制器、BCM、PEPS、千兆以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等功能的高集成性電子控制單元,并且硬件、結(jié)構(gòu)、軟件均采用了平臺(tái)化設(shè)計(jì),可以適應(yīng)未來(lái)進(jìn)一步升級(jí)的電子電器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

?網(wǎng)關(guān)與車(chē)身域控融合將成趨勢(shì)?

現(xiàn)階段,在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)主流的車(chē)身架構(gòu)當(dāng)中,車(chē)身域控制器(BDC)和以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(ETHGW)還是兩個(gè)獨(dú)立的模塊。不過(guò),隨著以太網(wǎng)在高帶寬汽車(chē)應(yīng)用中被廣泛采用,越來(lái)越多的主機(jī)廠開(kāi)始在車(chē)身控制模塊(BCM)中集成以太網(wǎng),用于管理和控制汽車(chē)電子設(shè)備的復(fù)雜軟件解決方案的需求,以實(shí)現(xiàn)SOA的部署,達(dá)到軟件定義汽車(chē)的目標(biāo)。

歐菲光第五代車(chē)身域控集成了中央網(wǎng)關(guān),來(lái)源:歐菲光

目前,越來(lái)越多的本土域控制器生產(chǎn)商將車(chē)身域控制器(BDC)和千兆以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(ETHGW)進(jìn)行集成,從而極大地減少ECU開(kāi)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(chē)身網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)性。比如華為推出的CCA架構(gòu)當(dāng)中,除了智能座艙和智能駕駛兩大域控制器,其他車(chē)身控制功能全部集成到了車(chē)身域控制器(VDC整車(chē)控制平臺(tái)),形成了中央計(jì)算+區(qū)域網(wǎng)關(guān)的架構(gòu)。大陸集團(tuán)的HPC?將中央網(wǎng)關(guān)集成至車(chē)身域控制器中。歐菲光在?2020年?12月發(fā)布的第五代車(chē)身域控制器產(chǎn)品將車(chē)身域控制器與以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)合二為一,目前也已經(jīng)獲得國(guó)內(nèi)車(chē)廠定點(diǎn)。長(zhǎng)城旗下諾博科技開(kāi)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(jī),是行業(yè)內(nèi)首批同時(shí)集成車(chē)身域控制器、BCM、PEPS、千兆以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等功能的高集成性電子控制單元。聯(lián)電的車(chē)身域控制器產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了將車(chē)身控制器(BCM)與網(wǎng)關(guān)(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(chē)舒適性、安全性、效率和消費(fèi)電子功能水平的不斷提高,汽車(chē)制造商和他們的電子產(chǎn)品供應(yīng)商必須在電子產(chǎn)品的復(fù)雜性與功耗、重量之間取得平衡。雖然目前網(wǎng)關(guān)和車(chē)身域的集成成為一種潮流,但從長(zhǎng)期來(lái)看,將安全性屬性要求高的網(wǎng)關(guān)與安全性要求低的車(chē)身域集成在一起,可能會(huì)存在一些隱患。此外,業(yè)內(nèi)已經(jīng)在普遍討論未來(lái)將繼續(xù)集成化,會(huì)有一顆算力強(qiáng)大的單芯片SOC來(lái)取代所有的域控制器。但筆者認(rèn)為,統(tǒng)一的中央計(jì)算機(jī)雖然集成度高,但不可避免地帶來(lái)了控制器和受控器件的距離增加,從而增加線束長(zhǎng)度,提高成本,而且元件集成密度也有一定的限制,因此無(wú)法在有限的空間內(nèi)無(wú)限制集成,集中化也是有上限和最優(yōu)解的。在這個(gè)集成化的過(guò)程中,可能要綜合考慮系統(tǒng)成本和各項(xiàng)因素,因此域控制器還將持續(xù)維持很長(zhǎng)一段時(shí)間。

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