深度解析华为CCA汽车域控制器

发布时间:2024-03-10 作者: 产品中心

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  涉及安全难以实现国产化替代,底盘域控制器集成带来新的机会。底盘执行单元供应商主要是全球头部 Tier1,因为涉及安全,很难有主机厂愿意对其进行国产化替代。在底盘域集成趋势下,需要更加开放的供应商来实现底盘域驱动+制动+转向算法的集成,这也为国内的底盘执行单元厂商带来了新的机会。

  在华为推出的CCA电子电气架构中,3-5个车辆接口单元VIU(Vheicle Interface Unit) 成为整车高速环网中重要的节点。在这套架构中,分布在车身四周的传感器、执行器以及 ECU可以就近接入VIU,VIU能轻松实现以下几个方面的功能:

  1)电源供给:传感器、执行器以及 ECU 能够就近接入区域控制器,从而获得电源供给。

  2)电子保险丝:作为电源分配的枢纽,区域控制器可以取代传统继电器保险丝的作用,特别是当电池电力不足的时候,可以针对性的关闭一些不重要的功能,在短时间内承受峰值负荷,以此来降低导线)将 I/O 口与计算单元隔离:每个传感器及执行器根据位置连接到本地区域控制器,由区域执行器执行数据转换和汇总,放到连接的以太网络上,通过这一种方式将 I/O 口从实际计算中抽离出来,便于软件抽象化以及硬件插拔增减;

  4)集成 ECU 功能:将部分 ECU 的功能集成至区域控制器中,进行简单边缘计算,提高信息处理效率,如 HAVC 系统中的鼓风机控制器、音频控制等。

  对于“ZONE”区域控制器来说,会吸收车辆物理布置区域中的所有输入输出 I/O 接 口,无论什么样的功能都能够正常的使用安全可靠的高速以太网络连接,保证数据的有效性。任何的 I/O 口都能够最终靠“虚拟化”接入,物理的位置被抽象成服务。

  在区域控制器架构下,ECU 功能被逐渐上提到 ZONE 区域控制器或者更上层的域控制器中,ZONE 控制器自身连接的各部件主要为智能传感器和智能执行器,如电动水泵、电磁阀、雨刮等传统的机电一体化产品,自身控制器只要关注驱动和诊断功能,变得更标准化。

  电动智能化趋势下,一方面因为无人驾驶和智能座舱的需求和整车电气架构向 SOA 的升级会带来几大域控制器以及区域控制器渗透率的不断的提高。另一方面电动智 能化的应用会驱使执行端微控制器数量一直上升,类似车灯控制器、电动水泵控制器、电磁阀控制器、电动压缩机控制器以及线控底盘控制器等持续提升。控制端与执行端控 制器的需求将一同推动控制器市场规模增长。

  域控制器的渗透速度首先取决于整车电气架构的更新速度,其次取决于 L2.5 以上高级别无人驾驶功能和智能座舱功能的需求。整车电子电气架构升级可以推动所有域控 制器渗透率提升,而高级别无人驾驶功能和智能座舱功能的需求提升,可以推动主机厂 对部分区域电子电气架构进行升级从而适应无人驾驶域控制器和智能座舱域控制器的 需求。

  根据统计,主流主机厂未来 1-2 年新一代电子电气架构均计划落地,如宝马 iNext 架构首台量产版 ix 定于 2021 年底上市;吉利 SEA 浩瀚架构于 2021 年极氪 001 首发搭 载;奔驰 EVA 纯电架构首台量产轿车 EQS 于 2021 年 8 月上市;丰田基于 e-TNGA 架 构的首台车 BZ4X 于 2021 年 4 月上海车展发布;长城搭载新一代 GEEP3.X 架构的摩卡 于 2021 年 1 月发布;上汽集团智己汽车搭载新一代电子电器架构,将于 2021 年底上 市;东风岚图将于 2022 年推出自主研发 SOA 架构。

  据测算,域控制器市场规模在 2025/2030 年有望达到 1087/2307 亿元。其中

  1) 无人驾驶域控制器:根据《智能网联汽车技术路线)级别智能网联汽车销量占比超过 50%,随着新一代电子电气架构普及,假设自动 驾驶域控制器渗透率为 20%。2030 年 PA(L2)级别、CA(L3)级别智能网联汽车销量占 比超过 70%,HA(L4)级别智能网联汽车销量占比达 20%,假设无人驾驶域控制器渗 透率为 50%。市场规模达到 468/1240 亿元。

  2)智能座舱域控制器:渗透率高于无人驾驶域控制器,2025/2030 年渗透率达到 50%/100%,2025/2030 年市场规模达到 292/620 亿元。

  4)底盘域控制器:与无人驾驶域控制器渗透率同步,集成制动/转向算法 后价值量提升,2025/2030年渗透率达到20%/50%,市场规模达到94/248亿元。

  整车的智能化升级,带来整车电子系统成本占比不断的提高,根据德勤测算,2030 年汽车电子占汽车成本比例有望达到 45%。智能车灯、智能底盘等方面的价值量提升较大。

  受益于车灯功能的不断的提高,从卤素大灯-》氙气大灯-》集成式LED大灯-》矩阵式 LED 大灯-》激光大灯-》像素大灯,功能愈加复杂,控制器要求慢慢的升高。最初的卤素大 灯无需控制器,氙气大灯需要镇流器进行点亮,LED 大灯需要控制器进行电流和温度监控,自适应大灯需要对电机、散热风扇来控制,激光和像素大灯控制器功能更加多样, 难度和价值量进一步提升。

  最初底盘领域的汽车电子科技类产品仅有纵向控制 ABS 防抱死系统,后续升级成为纵向及横向控制车身动态稳定系统 ESC,随着无人驾驶功能的普及,执行层所需要的线控制动以及线控转向功能持续升级。最初的 ABS 单车价值量仅为 200-300元,线控制动 OneBox方案单车价值量约为 2000元,线控转向方案单车价值量约为 3000 元。

  底盘电子技术门槛较高,控制算法复杂且需要丰富的开发经验,主流供应商均为国 际主流 Tier1 如博世集团(Bosch)、大陆集团(Continental)等,国内供应商如伯特利、 拓普集团等底盘产品国产化进度缓慢。底盘域控制器的出现,控制算法向上集成的需求 给国产供应商新的进入机会。

  汽车动力源从发动机向新能源转化的过程中,发动机附件所需要的动力源缺失,机 械式水泵、空调压缩机等零部件,要升级成为电动水泵、电动压缩机来继续实现。同 时,因为对于控制更精准化的要求,如热管理系统对乘员舱及电池温度控制等,促使电机控制器需求不断的提高,而“Zone”区域控制器的出现,将控制功能上收,相关电机控制器慢慢的变成为智能执行器,专注于驱动功能和诊断功能,成为标准化的零件。

  目前单车约有 50 个左右的智能执行单元,未来随着电动化以及精准控制需求不断 提升,根据测算,到 2030 年单车约有 80 个左右标准化的智能执行器。2020/2025/2030 年的市场空间为 202亿/274亿/318亿元。

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