汽车VCU研究：向集成化和域控化快速演进

 佐思汽研发布了《2021年新能源汽车整车控制器（VCU）行业研究报告》。

新能源乘用车VCU竞争格局，OEM逐步实现自主供应

整车控制器（VCU）是新能源汽车的“大脑”。新能源汽车行业发展早期VCU主要由国外厂商供应，随着中国新能源汽车产业的发展，国内整车厂商及汽车电子供应商逐渐开始掌握核心技术，产业化能力大幅提升。

比如比亚迪的VCU已实现完全自主供应，吉利汽车不断增大自产VCU的比例，自产比率已达60%左右，长安汽车几乎80%的VCU来自于自产，奇瑞汽车90%以上的VCU已实现自产。

长安汽车整车控制器产品

来源：长安汽车

部分主机厂或部分车型VCU采购自第三方供应商，目前主要的第三方供应商包括联合电子、博世、大陆、电装、金脉电子、埃泰克、合肥晟泰克、航盛电子等。供应商可以自己做软硬件直接供应主机厂，也可以为主机厂做代工服务。

整车控制器市场规模与新能源汽车产量相关，预计到2025年，中国新能源汽车整车控制器的市场规模将达到50.3亿元（包括整车厂自供）。

中国新能源汽车整车控制器（VCU）市场规模预测

来源：佐思汽研《2021年新能源汽车整车控制器（VCU）行业研究报告》

轻量化推动“多合一”电驱+电控+VCU集成系统发展

为了迎合汽车电动化、智能化、轻量化的发展趋势，新能源整车控制器未来将向着高度集成化的方向发展。OEM、Tier 1纷纷推出了“多合一”电驱系统，将VCU集成其中。

为进一步降低新能源汽车的重量，提高产品的性能及乘坐的舒适性，从北汽开始尝试，到后面通用、华为、比亚迪等纷纷推出高集成产品，“多合一”电驱+电控+VCU集成系统已成为OEM与Tier 1发力的重点方向。

“多合一”电驱系统的优势

来源：比亚迪

2021年9月，比亚迪旗下弗迪动力推出“八合一”电动力总成，深度融合驱动电机、电机控制器、减速器、车载充电器、直流变换器、配电箱、整车控制器（VCU）、电池管理器等八大部件。

比亚迪“八合一”集成系统的主要目的之一是为了给电动车减重，可实现外部高压滤波器共用、外部接口滤波电路共用、高压采样共用等多部件共用，系统DC、OBC深度集成、配电深度集成、变压器和电感集成、VCU/BMC/MCU芯片集成，可节省一路H桥和变压器、节省大量高压线束、磁模块体积缩小40%，整体体积降低16%（可带来乘坐空间或电池容量的提高），减重10%（可进一步降低电耗）。

比亚迪“八合一”电动力总成系统

来源：比亚迪

2021年7月，长安汽车发布第二代电驱动一体化系统，集成了整车控制器（VCU）、高压分线盒、电机控制器、直流变换器、充电机、电机、减速器七个部件，在综合性能方面较第一代的“三合一”（集成电机、电控、减速器）系统有显著的提升，体积减少5%、重量降低10%、功率密度提升37%、效率提升5%。

长安汽车新一代超集电驱预计于2022年第二季度量产，将率先配置在专用电动平台（EAP1）的首款战略车型——C385上。

长安汽车新一代超级电驱系统

来源：长安汽车

全新E/E架构演进趋势下，VCU向域控集成化发展

从E/E架构的演进过程看，集中化E/E架构是汽车电子电气架构发展的必然方向，从已量产的车型看，现阶段主要是域集中式EEA。中央计算平台+区域控制器的准中央架构是车企下一步的发力方向，最后向着中央计算架构演进，将功能逻辑集中到1个中央控制器。

随着整车电子电气架构的演进，“多合一”电驱系统最终还是会被融合到域控制系统中。如华为“七合一”DriveONE电驱动系统最为引人注目的地方便是其域控制解决方案，通过从模块到系统的融合，以及从场景到解决方案的融合，切实提升了系统的安全性。

（1）VCU集成到域控制器

在域控架构下，为了配合整车电子电气架构的发展，整车控制器（VCU）等可集成到域控制器，比如天际汽车将VCU与BMS做集成，形成第一代动力域控制器VBU，实现完全自主研发。

硬件方面：VBU采用了英飞凌三核处理器，具备非常丰富的I/O资源，支持百兆以太网；

软件方面：采用AUTOSAR架构，软件架构和接口协议满足AUTOSAR 4.2.2；

应用方面：目前VBU已经集成了整车控制、电池管理、充电控制、增程控制功能。

天际汽车新一代E/E架构下VCU功能集成到动力域VBU

来源：佐思汽研《2021年新能源汽车整车控制器（VCU）行业研究报告》

华为的CC架构包含3个中央控制器（智能座舱、车辆控制、智能驾驶）和4个区控制器，其中车辆控制域（VDC）将原来的VCU集成进去，采用VOS系统，可兼容AutoSar。

在VDC整车控制平台，华为将开发一个MCU，以及一个整车控制操作系统，并将这个整车控制操作系统开放给车企，让车企基于VDC平台做好差异化的整车控制。

华为CC架构下VCU功能集成到车辆控制域VDC

来源：佐思汽研《2021年新能源汽车整车控制器（VCU）行业研究报告》

2021年4月，比亚迪发布了e平台3.0，将整车从几十个ECU逐步集成4大域控制器，包括智能动力域、智能车控域、智能座舱域和智能驾驶域，其中智能动力域集成了VCU、BMS、Inverter、PDU、DC/DC和AC/DC的控制部分。

比亚迪四大功能域

来源：佐思汽研《2021年新能源汽车整车控制器（VCU）行业研究报告》

（2）VCU集成到中央计算单元

在中央计算架构下，中央网关退化为多个区域网关，整车控制器(VCU)的业务功能将被集成到中央计算单元的车控单元。

如沃尔沃的混合中央架构，包括1个中央计算平台、1个智能互联模块IHU和1个自动驾驶模块ADPM，将原有的域控制器集成为中央计算平台。

沃尔沃混合中央架构

来源：沃尔沃

佐思汽研《2021年新能源汽车整车控制器（VCU）行业研究报告》主要研究内容如下：

• 新能源汽车整车控制器产业概述、市场规模、市场竞争格局等研究；

• 新能源汽车整车控制器产业链、上下游产业现状研究；

• E/E架构变革对新能源汽车整车控制器产生的影响、整车控制器的技术发展趋势等研究；

• 部分OEM厂商（如比亚迪、天际汽车、长安等）的VCU产品方案研究；

• 国内外主要供应商的VCU产品方案研究；