汽車域控制器種類及其功能詳解

核心：整車以博世經典的五域分類拆分為動力域、底盤域、座艙域/智能信息域、自動駕駛域和車身域，這五大域控制模塊共同集成了L3及以上級別自動駕駛車輛的所有控制功能。

動力域（安全）
動力域控制器，作為智能化的動力總成管理單元，通過CAN/FLEXRAY技術實現變速器、引擎的精細管理，電池狀態的實時監控，以及交流發電機的精準調節。其核心優勢在于為多種動力系統單元（如內燃機、電動機、發電機、電池和變速箱）進行扭矩計算與分配，通過前瞻性駕駛策略促進CO2減排，同時提供通信網關功能。該控制器不僅優化動力總成性能，還具備電氣智能故障診斷、智能節電和總線通信等多樣化功能。

未來主流的系統設計方案包括：
A）采用Aurix 2G（387/397）為核心的智能動力域控制器軟硬件平臺，對動力域內子控制器進行功能整合，實現ECU基本功能的集成，以及面向動力域協同優化的VCU、Inverter、TCU、BMS和DCDC等高級域層次算法的集成。
B）確保ASIL-C安全等級，融入SOTA技術、信息安全功能和通訊管理能力。
C）支持CAN/CAN-FD和Gigabit Ethernet等多種通訊類型，并提供SHA-256加密算法保障通訊安全。
4）隨著CPU和GPU的發展，動力域控制器需要支持Adapative Autosar環境，并提高主頻至2G以上，以適應Linux系統及其他支持POSIX標準接口的操作系統。
在2020年1月16日，合眾汽車工程研究院成功將動力域控制器搭載于哪吲汽車，并一次性通過搭載車輛測試，標志著合眾PDCS動力域控制器已正式進入量產應用階段。該系統采用英飛凌多核處理器，主頻高達200MHz，具備DSP數字信號處理及浮點運算能力，為Hozon PDCS提供高速處理能力。同時，采用三核并帶鎖步核的主芯片，實現更高功能安全，按照ASIL C功能安全等級開發，有效保障用戶出行安全。V模型開發流程確保每一步都可驗證，軟件失效率低于3%，結合AUTOSAR架構+MBD建模與控制，顯著提高軟件可靠性。此外，該控制器還能實時監控電控系統，智能協調及監控動力輸出，從而提升駕控性能及安全性。同時，它還能保護電池安全，根據系統需求同步優化能量分配，增加續航里程。
合眾PDCS動力域控制器：創新技術與安全性能的完美結合
合眾PDCS動力域控制器，搭載高性能英飛凌多核處理器，主頻高達200MHz，配備DSP數字信號處理及浮點運算能力，為系統提供卓越的高速處理性能。采用三核并帶鎖步核的主芯片，確保更高的功能安全性，符合ASIL C功能安全等級，為用戶出行保駕護航。通過V模型開發流程，每一步均經過嚴格驗證，軟件失效率控制在3%以下，結合AUTOSAR架構與MBD建模控制，顯著提升軟件可靠性。此外，實時監控電控系統、智能協調動力輸出等功能，進一步優化駕控性能與安全性，同時保障電池安全，智能分配能量，延長續航里程。

哪吒U：哪吒汽車旗下新晉量產力作

哪吒U，作為哪吒汽車的第二款量產車型，以其獨特魅力和卓越性能，在汽車市場上嶄露頭角。這款車型不僅繼承了合眾PDCS動力域控制器的創新技術與安全性能，更在駕控體驗和續航里程上實現了新的突破。通過實時監控電控系統、智能協調動力輸出等功能，哪吒U進一步優化了駕駛性能與安全性，為用戶帶來更加安心、舒適的出行體驗。同時，其智能分配能量的設計，更是有效延長了續航里程，滿足了用戶對于續航和動力的雙重需求。

合眾汽車動力域控制技術

底盤域，與汽車行駛緊密相關，涵蓋了傳動系統、行駛系統、轉向系統和制動系統等多個方面。傳動系統負責將發動機的動力傳遞給驅動輪，其類型包括機械式、液力式和電力式等。行駛系統則將汽車各部分連接成一個整體，并起著重要的支承作用。轉向系統則確保汽車能按照駕駛員的意愿進行直線或轉向行駛。而制動系統，通過在汽車車輪上施加與行駛方向相反的外力，實現對汽車的強制制動，以確保減速停車和駐車制動的功能。

隨著汽車智能化的發展，線控底盤技術逐漸嶄露頭角。線控底盤涵蓋了線控轉向、線控制動、線控換擋、線控油門以及線控懸掛等多個系統。其中，線控制動作為面向自動駕駛執行端的核心產品，其技術難度尤為突出。目前，汽車制動系統正經歷著從機械、液壓到電子（如ABS/ESC）的演變，而未來則有望進一步發展為線控制動。在L2自動駕駛時代，線控制動已廣泛應用于燃油車、混動車和純電動車三大領域。隨著汽車智能化趨勢的推進，線控制動因其電信號傳遞的快速響應和短剎車距離優勢，正逐漸成為未來汽車智能化的必然選擇。
線控制動系統主要分為液壓式線控制動（EHB）和機械式線控制動（EMB）兩大類型。EHB系統因其內置的備用制動系統而擁有較高的安全性，這使得它成為當前廣泛推廣并量產的優選方案。然而，EMB系統由于缺乏備用制動系統且技術支持相對不足，其短期內的大規模應用面臨挑戰，但長遠來看，它無疑是未來發展的趨勢。接下來，我們將對EHB系統和EMB系統進行詳細的比較分析。
線控制動系統是汽車技術領域中的一大挑戰，全球范圍內，博世、大陸、采埃孚等零部件巨頭是該領域的主要玩家。在國外，EHB技術已相對成熟，但目前仍難以完全滿足L4級自動駕駛的需求，而國內相關技術正在奮力追趕。相比之下，EMB技術尚處于研究階段，目前面臨較大的突破難題。值得一提的是，博世的iBooster是一款具有代表性的直接型EHB產品，常與ESP系統協同工作。然而，ESP系統本身也存在失效可能，且其設計初衷主要是為AEB類緊急制動情況服務，并不適合常規制動需求。因此，為了應對L3和L4級自動駕駛的挑戰，博世在第二代iBooster的基礎上，進一步推出了IPB+RBU線控制動系統。

（2）智能化推動線控轉向技術的誕生

隨著智能化的發展，L3及以上等級的智能汽車要求在部分或全程中駕駛員能脫離操控，這進一步推動了線控轉向（Steering By Wire, SBW）技術的出現。傳統的轉向系統，如機械式轉向系統（MS）、液壓助力轉向系統（HPS）、電控液壓助力轉向系統（EHPS）和電動助力轉向系統（EPS），已無法滿足這些高級別自動駕駛的需求。

線控轉向系統通過電子信號連接駕駛員輸入接口（如方向盤）與執行機構（如轉向輪），消除了直接的液力或機械連接。它依賴于助力電機接收電信號指令來精確控制轉向系統。值得注意的是，SBW技術的發展與EPS緊密相關，且其系統設計需要具備冗余功能以增強安全性。

當前，SBW系統主要采用兩種方式來實現冗余功能：一是完全取消方向盤與轉向執行機構的機械連接，通過多個電機和控制器來提升系統的可靠性；二是在方向盤與轉向執行機構之間加入電磁離合器作為備用措施，以增加系統的容錯能力。

從全球范圍來看，EPS的主要供應商包括博世、捷太格特、NSK、耐世特等國際知名企業。這些供應商中，日本企業多以精密軸承為基礎，逐步拓展至EPS領域；而美國和歐洲的供應商則多從tier 1級別橫向進軍EPS。相較之下，中國的主要供應商如株洲易力達、湖北恒隆和浙江世寶，在規模和技術方面仍需努力追趕。此外，EPS的客戶群體也相當廣泛，包括汽車制造商、零部件供應商以及一些科研機構等。
線控轉向系統（SBW）因涉及技術、資本及安全等多方面高要求，其核心技術目前主要掌握在海外零部件巨頭手中，導致該領域的進入壁壘極高。然而，近年來國內企業如聯創電子和浙江萬達已開始逐步涉足SBW領域，預示著國內企業未來在該業務領域可能取得突破。接下來，我們將詳細探討線控轉向系統（SBW）的主要供應商及其產品現狀。

座艙域/智能信息域（娛樂信息）

傳統的座艙域由多個分散的子系統或模塊組成，這種架構已無法滿足現代汽車對于多屏聯動、智能駕駛等復雜功能的需求。因此，座艙域控制器這一集中式的計算平臺應運而生。智能座艙涵蓋了全液晶儀表、中控大屏、車載信息娛樂系統、抬頭顯示等多項功能，其中，域控制器扮演著核心角色。它通過以太網、MOST總線或CAN總線等網絡連接，實現了儀表盤、導航等部件的協同工作。此外，座艙域控制器還進一步融合了智能駕駛ADAS系統和車聯網V2X系統，從而優化了駕駛體驗和車載互聯功能。

智能駕駛輔助系統是現代汽車不可或缺的一部分，它包含了感知層、決策層和執行層三大核心組件。感知層主要依賴車載攝像頭、毫米波雷達等傳感器來獲取車輛周圍的環境信息。這些傳感器與車身上的速度傳感器、角度傳感器等協同工作，為決策層提供全面的數據支持。而座艙域控制器則在這一過程中發揮著至關重要的作用，它通過獨立感知層收集車內外的各種數據，并結合生物識別技術如人臉識別、聲音識別等，綜合判斷駕駛員的生理和行為狀態。這樣，系統就能根據實際需求推送相應的交互請求，實現更智能、更人性化的駕駛體驗。同時，車內交互方式也從單一的物理按鍵交互升級為觸屏交互、語音交互、手勢交互等多種方式并存的狀態。多模交互技術的運用，更是將“視覺”、“語音”等模態的感知數據融合在一起，提供了更精準、更智能的交互體驗。

智能駕駛輔助系統構成圖
在座艙電子域控制器領域，偉世通和Aptiv分別推出了各自的領先方案。偉世通推出的Smart Core方案，旨在將信息娛樂、儀表板、信息顯示、HUD、ADAS和網聯系統進行高度集成。據偉世通介紹，其方案不僅具有出色的擴展性，還提供了高水平的網絡安全保障，能夠輕松實現獨立的功能域。而Aptiv則推出了集成駕駛艙控制器（ICC），該方案采用了英特爾最新的汽車處理器系列，支持多達四個高清顯示器，并具有出色的可擴展性，可適應從入門級到高端產品的各種需求。ICC在圖形處理能力（提升10倍）和計算能力（提升5倍）方面帶來了顯著改進，通過單芯片中央計算平臺，可輕松驅動儀表、HUD和中央堆棧等多個座艙顯示器。

自動駕駛域（輔助駕駛）

自動駕駛域控制器是車輛實現自動駕駛功能的核心部件。它能夠融合多傳感器數據，進行實時定位、路徑規劃和決策控制。為了實現這些功能，域控制器需要與攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等設備相連，進行圖像識別和數據處理。與傳統的搭載外設工控機和控制板的方案相比，現代自動駕駛域控制器更加簡潔高效，核心在于強大的芯片處理能力。

在算法層面，自動駕駛汽車通過車載傳感器感知周圍環境，包括激光雷達、毫米波雷達、攝像頭、GPS和慣導等。這些傳感器提供的數據經過域控制器處理，形成對環境的感知和理解。通過適當的決策模型，域控制器制定出相應的駕駛策略，控制車輛沿著規劃好的路徑行駛。

為了滿足自動駕駛的算力需求，域控制器需要配備一個高性能處理器。目前市場上，多個供應商如NVIDIA、華為、瑞薩、NXP、TI、Mobileye等都提供了不同的解決方案。這些方案在提供強大算力的同時，也注重系統的安全性和穩定性。

在自動駕駛技術的推動下，越來越多的汽車供應商和Tier1廠商開始涉足這一領域。他們通過不斷創新和優化，為消費者提供更加安全、舒適的駕駛體驗。

車身域（車身電子）

隨著汽車技術的不斷發展，車身控制器數量逐漸增多。為了降低成本并減輕整車重量，車身域控制器應運而生，旨在將原本分散在車頭、車中、車尾的多個功能器件，如后剎車燈、后位置燈、尾門鎖以及雙撐桿等，進行統一集成。這一技術趨勢推動了車身域控制器的演變，從原先分散的功能組合，逐步發展為集成了車身電子基礎驅動、鑰匙功能、車燈、車門、車窗等眾多功能的大控制器。

車身域控制系統涵蓋了燈光、雨刮洗滌、中控門鎖、車窗控制等多項功能。同時，它還集成了PEPS智能鑰匙、低頻天線、電子轉向柱鎖等先進技術。此外，車身域控制器在通信方面也經歷了從傳統架構到混合架構，再到最終Vehicle Computer Platform的升級過程。在這個過程中，通信速度的提升以及高功能安全基礎算力的價格下降，成為了推動車身域控制器發展的關鍵因素。

目前，車身域電子系統領域對于國內外企業而言都尚處于開發初期。國外企業在如BCM、PEPS、門窗、座椅控制器等單功能產品上擁有深厚的技術積累，而國內企業則面臨產品線單產品相對低端等挑戰。因此，從整個車身域重新布局和定義系統集成產品，對于國內企業來說將是一項艱巨的任務。