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电子电气架构演进

西部证券智能电动行业深度报告指出,电子电气架构的演进正带来汽车产业链的深度重构。从分布式到域集中再到中央计算+区域控制,EEA的每一次跃迁都意味着供应链格局的重塑。区域控制器作为新一代EEA的核心部件,正从车身控制向动力、底盘、热管理、智能配电等跨域功能全面扩展。2027年中国区域控制+车身域控市场将达476亿元,全球超千亿元,为国产Tier1提供了从追赶到引领的历史性机遇。

EEA演进三阶段:从ECU爆炸到算力集中

汽车电子电气架构的演进是解决ECU数量爆炸式增长问题的必然选择。传统的分布式架构中,汽车内的ECU通过CAN或LIN总线连接到一起。随着车辆电子化程度迅速发展,ECU数量从几十个增长到上百个,分布式架构受到了严峻挑战。大量的ECU单元导致电子软件开发复杂性大大增加,线束重量和成本也大幅攀升。

域控制/域融合架构成为第一阶段的解决方案。每一个域由一个域控制器进行统一控制,域控制器通过利用处理能力更强的多核CPU/GPU芯片,可以相对集中地控制每个域。这种集成化是在软件及系统层面的集成,打破了ECU之间的硬件壁垒。DCU的出现使汽车算力实现集中,相对于传统分布式ECU控制模式算力利用率得以提高。但功能域管理导致大量线束铺设,且越来越庞大的域会造成算力无法协同。

中央计算+区域控制架构是EEA演进的最终方向。为了节约线束成本而又不丢失软件集中的“域”核心概念,引入了位置域的概念,从功能域跨入位置域(如中域、左域、右域)。这种划分按照物理布置方案采用就近原则,由各ZCU之间的交互实现整车功能。ZCU是整车计算系统中某个局部的感知、数据处理、控制与执行单元,负责连接车上某一区域内的传感器、执行器及ECU,并负责该位置域内的传感器数据初步计算和处理。传感器、执行器等就近接入附近的ZCU中,能更好实现硬件扩展,硬件的可插拔设计支持算力不断提升,充足的算力支持应用软件在中央计算平台迭代升级。

区域控制器:I/O中心+配电中心+数据中心的三大功能

区域控制器在中央计算+区域控制架构中扮演着承上启下的关键角色。区域控制器主要实现三大功能:区域I/O中心、区域供电中心和区域数据中心。作为区域I/O中心,ZCU为传感器、执行器提供接口,实现I/O控制与信号采集,确保传感器和执行器可以与系统进行有效通信。作为区域供电中心,ZCU为区域内用电设备供电并提供设备用电智能化管理,保障设备稳定运行,优化电力使用效率。作为区域数据中心,ZCU实现传感器/执行器抽象和原子化服务封装,实现服务与信号映射。

区域控制器的演进可划分为三个阶段。1.0时代是车身控制BCM,管理照明、车窗、门锁、座椅控制等基础功能。2.0时代是车身域控BDCU,在BCM基础上集成空调算法、门控逻辑、胎压监控、智能进入等更丰富功能,并可进一步集成网关功能。3.0时代是区域控制ZCU,按物理空间分布,在车身功能基础上融合底盘控制、动力控制、热管理等跨域功能。

芯驰科技推出了新一代ZCU产品家族,覆盖I/O丰富型、控制融合型和计算密集型区域控制器,分别面向车身控制、车身+底盘+动力跨域融合、以及超级动力域控等核心应用场景。英飞凌Aurix TC4x微控制器专为ZCU和HPC应用设计,在功能安全、信息安全、高速内部通信路由、内核等方面进行了全面升级,已被应用于大陆、金脉电子、马瑞利等Tier1厂商的区域控制器中。2024年4月,马瑞利推出了基于英飞凌AURIX TC4x微控制器打造的区域控制器,整合了照明、车身、音频、配电、动力、热管理、底盘控制和车辆诊断等多个领域的ECU。

供应链重构:国产Tier1在区域控制蓝海中的机遇

区域控制器的兴起正带来汽车供应链的深度重构。传统的分布式架构时代,ECU供应商分散在各个功能领域,外资Tier1凭借先发优势占据主导地位。中央计算+区域控制架构的到来,打破了原有的供应链格局,将分散的ECU功能集成到区域控制器中,对供应商的综合能力提出了更高要求——不仅需要具备各功能域的ECU开发经验,还需要具备跨域融合、SOA架构、功能安全等新的核心能力。

国产Tier1在区域控制器赛道具备独特的竞争优势。中国主机厂在智能化进展方面领先全球,区域控制器市场处于蓝海阶段。国产Tier1依托在BCM、空调控制器、PEPS、灯控、网关、热泵等汽车电子领域的技术优势和量产经验,以及定制化服务和快速响应能力,有望在区域控制器市场不断提升份额。经纬恒润在车身控制方面有数十年的研发和量产经验,已推出区域控制器ZCU和车身域控制器BDCU两大产品线,预计到2027年约占中国车身域控&区域控制市场15%的份额,对应收入约71亿元。

多家国产Tier1已实现区域控制器/车身域控的量产突破。科博达以灯控业务起家,2022年获得国内头部新势力车企的车身域项目定点,2024年上半年车身域产品实现销售收入约2.2亿元,预计单个产品将带来近10亿元的增量价值。德赛西威2023年成功孵化量产车身域控制器,获得理想汽车、极氪汽车、吉利汽车等客户新项目定点。欧菲光是吉利博越L车身域控制器的独家供应商,2022年9月实现产品规模化量产。铁将军与小鹏汽车联合推出的区域控制器Zone支持左右域、AUTOSAR,实现了以太网ETH模块+车身控制器的融合。国产Tier1正从过去的外资跟随者转变为区域控制器时代的引领者,在476亿元的蓝海市场中占据越来越重要的位置。
点击阅读报告原文: 智能电动行业深度研究报告:中央计算+区域控制千亿蓝海电子电气供应链重构-241106(41页)
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