圖/新能源車系統(tǒng)架構(gòu)

整車控制器VCU(Vehicle control unit)作為新能源車控制單元，是整個控制系統(tǒng)的。VCU采集電機及電池狀態(tài)，采集加速踏板信號、制動踏板信號、執(zhí)行器及傳感器信號，根據(jù)駕駛員的意圖綜合分析做出相應(yīng)判定后，監(jiān)控下層的各部件控制器的動作，它負責汽車的正常行駛、制動能量回饋、整車發(fā)動機及動力電池的能量管理、網(wǎng)絡(luò)管理、故障診斷及處理、車輛狀態(tài)監(jiān)控等，從而保證整車在較好的動力性、較高經(jīng)濟性及可靠性狀態(tài)下正常穩(wěn)定的工作?？梢哉f整車控制器性能的好壞直接決定了新能源汽車整車性能的好壞，起到了中流砥柱的作用。

發(fā)展過程  

圖-傳統(tǒng)汽車E/E架構(gòu)

圖-混合動力E/E架構(gòu)

整車控制器可謂是起源于傳統(tǒng)汽車，落地于新能源汽車。傳統(tǒng)汽車包含發(fā)動機控制器、變速箱控制器、車身控制器、底盤控制器等，各控制器是由不同的Tier1提供，為解決各自零部件的功能及性能指標而定制設(shè)計。比如EMS是解決發(fā)動機燃油經(jīng)濟性、排放法規(guī)及熱處理等。變速箱是解決操作桿與齒輪動作的相互協(xié)調(diào)及切換。各控制器控制車輛某一部件，無法總體考慮整車功能及性能需求。因此部分OEM為了實現(xiàn)整車定制功能及個性化設(shè)計，擺脫國外Tier1高昂的開發(fā)費及開發(fā)周期，有了整車控制器初的概念設(shè)想。由于國內(nèi)電控技術(shù)起步晚，OEM對國外Tier1的控制力不足，直到新能汽車快速發(fā)展，混合動力迫切需要解決燃油動力系統(tǒng)與電池動力系統(tǒng)之間的有效協(xié)調(diào)，純電動車需要解決整車動力管理，因此明確了整車控制器的概念及功能定義，奠定了VCU獲得的高速發(fā)展的基礎(chǔ)。

行業(yè)分析

新能源起步階段，大概在12到15年誕生了代VCU產(chǎn)品。技術(shù)來源于傳統(tǒng)汽車電控ECU，以發(fā)動機控制器及車身控制器為主要技術(shù)來源。行業(yè)典型產(chǎn)品有德爾福的HCU-2、聯(lián)電的VCU、大陸的H300及普華代VCU-1。VCU-1是普華軟件與國內(nèi)OEM合作開發(fā)，采用主從MCU的硬件解決方案， AUTOSAR3.1.5軟件平臺，是國內(nèi)早自主AUTOSAR軟硬一體化的VCU解決方案。從這些廠家不難看出，前身都是做發(fā)動機及車身控制器為主的零部件供應(yīng)商，只有普華軟件是國內(nèi)的汽車電控基礎(chǔ)軟件及軟硬件一體解決方案提供商，開創(chuàng)了國內(nèi)分工合作的先例。

隨著行業(yè)應(yīng)用及發(fā)展，整車控制器功能定義及安全要求逐步明確，有了行業(yè)針對新能源車的系統(tǒng)解決方案，比如符合功能安全的MCU及芯片。第二代產(chǎn)品起步階段是16年到19年。目前行業(yè)解決方案主要產(chǎn)品，聯(lián)電的VCU8、德爾福的HCU-5、大陸H500及普華ORIENTAIS_HCU-6，二代產(chǎn)品受制于補貼滑坡及車輛安全事件影響，因此出現(xiàn)了符合功能安全和不符合功能安全要求的兩種產(chǎn)品。但從長遠發(fā)展來看VCU的功能安全及AUTOSAR軟硬件平臺是勢在必行。HCU-6硬件滿足ASIL-C要求，軟件符合AUTOSAR4.2.X及功能全AISL-D，實現(xiàn)國內(nèi)OEM多車型小批量及批量裝車。

未來趨勢

圖/汽車發(fā)展

如果說汽車未來發(fā)展趨勢是電動化、智能化（甚至是軟件定義汽車），那么整車控制器未來發(fā)展必將是高度集成及安全可靠。無論汽車發(fā)展到什么階段，安全、舒適與經(jīng)濟性永遠是發(fā)展的硬性指標。開放合作、分工合作是未來OEM、Tier1及Tier2主流合作模式。

隨著行業(yè)安全標準ISO 26262《道路車輛功能安全》不斷完善，功能安全設(shè)計議題在汽車領(lǐng)域已被高度重視。從產(chǎn)品的整個生命周期（發(fā)、生產(chǎn)、管理、運營、服務(wù)及報廢，并在這些生命周期階段中提供必要的支持。該標準涵蓋功能性安全方面的整改開發(fā)過程，包含需求規(guī)劃，系統(tǒng)設(shè)計、軟件設(shè)計、硬件設(shè)計、實施、集成、驗證、確認和配置。整個設(shè)計開發(fā)過程提出了嚴格的要求，來保證安全相關(guān)的電子產(chǎn)品的功能性失效不會造成危險的發(fā)生。無論是FMEA（Failure Mode and Effects Analysis失效模式與影響分析），還是FMEDA（Failure Modes Effects and Diagnostic Analysis失效模式、影響及其診斷分析），從安全分析落地到軟硬件安全策略的建立，都需要不斷提出應(yīng)對方案，然后投入大量的驗證策略，*終實現(xiàn)安全機制的覆蓋。硬件主要解決單點失效、潛藏失效及診斷覆蓋率等。

技術(shù)指標

結(jié)合國內(nèi)外眾多產(chǎn)品的分析及行業(yè)多年產(chǎn)品設(shè)計，未來整車控制器滿足行業(yè)需求，一般需滿足如下技術(shù)指標及服務(wù)能力。

圖/HCU-6應(yīng)用領(lǐng)域

· 滿足車規(guī)12V/24V系統(tǒng);

· 基于車規(guī)級32位MCU（三核）符合ASIL C以上；

· 軟硬件功能安全ASIL C 以上；

· 滿足整車網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求，比如車載ETH、FlexRay，CAN/ CANFD,LIN ；

· 符合AUTOSAR 4.2.X基礎(chǔ)軟件平臺；

· 系統(tǒng)平臺符合國6法規(guī)要求；

· 快速響應(yīng)的軟硬件現(xiàn)場服務(wù)及離岸支持；

· 專業(yè)的行業(yè)分析及立足未來的平臺產(chǎn)品；

· 滿足EV、HEV及傳統(tǒng)車平臺化應(yīng)用；

· 開放的平臺化軟硬件合作模式。