1 什么是汽车域控制器
域控制器(DomainControlUnit,DCU)的产生源于汽车发展过程中面临的ECU数量增加带来的总线变长的问题,为了控制总线长度、减少ECU数量(或者保持数量不变),减轻电子部件重量、降低整车制造成本,集成各个分散的小传感器为功能更强的单个传感器,将分散的控制器按照功能域划分、集成为运算能力更强的域控制器应运生。
“域”,指的是把汽车电子系统按照功能分解为若干个功能块,域控制器主导搭建不同功能块内部的系统架构,利用处理能力更强的多核CPU/GPU芯片相对集中地控制每个域,代替当前汽车中的分布式电子电气架构。每个域内部的系统互联能够使用CAN和FlexRay通信总线。而不同域之间的通讯,则需要由更高传输性能的以太网作为主干网络承担信息交换任务。
域控制器在域集中式汽车架构设计中是绝对中心,需要非常强的计算能力、超高的实时性能以及大量的通信外设。由于域控制器的硬件计算能力强大,具有丰富的软件接口支持,让众多的核心功能模块集中在域控制器内,很大程度上提高了系统功能集成度,降低了功能的感知与执行的硬件要求。随着数据交互的接口标准化,零部件变成标准零件,从而降低这部分零部件开发/制造成本。
对于功能域的具体划分,不同整车厂会有自己的设计理念,如博世分为5个域:动力域、底盘域、座舱域、自动驾驶域、车身域,大众MEB平台车型为3个域:自动驾驶域、智能座舱域、车身控制域。
2 汽车五类域控制器
目前域控制器有两大发展方向:一是功能域,即以博世、大陆为首的Tier1,最早提出按照功能将E/E架构分为座舱域、自动驾驶域、车身域、动力域和底盘域;二是空间域,以特斯拉为代表,以车辆特定的物理边界来按区域划分的域控制器,包括前车身控制模块、左车身控制模块和右车身控制模块
(1)自动驾驶域:负责对来自摄像头、激光雷达、毫米波雷达、GPS等感知信号的图像识别、数据处理等分析计算,向L3以及更高等级发展的关键,芯片和算法是其发展的核心。
(2)座舱域:负责人机交互的平台,实现集成液晶仪表、中控多媒体及副驾驶信息娱乐一体化的智能座舱,包括液晶仪表、中控多媒体、信息娱乐系统等。智能座舱域的高端芯片目前主要由高通、三星、华为主导。座舱域控制器通过以太网/MOST/CAN,实现抬头显示、仪表盘、导航等部件的融合,不仅具有传统座舱电子部件,还进一步整合智能驾驶ADAS系统和车联网V2X系统,从而进一步优化智能驾驶、车载互联、信息娱乐等功能。
(3)动力域:负责动力总成的优化和控制,借助CAN/FLEXRAY实现变速器管理、引擎管理、电池监控、交流发电机调节。包括电驱(电机、逆变器、减速器)、电控(变压器、加热器、充电器等)系统,在新能源车中表现为电控系统、电驱系统下各零部件和功能的多合一发展。
(4)底盘域:主要负责汽车行驶控制,底盘是指汽车上由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成的组合,涉及减震悬挂系统、助力转向系统(EPS)、车身稳定系统(ESC)、电动刹车助力器等。
(5)车身域:负责车身的整体控制,主要依赖大量执行机构,域控制器的发展促进底层ECU控制逻辑的简化,底层ECU模块可能会实现通用化、标准以及,平台化,主要包括大部分车内的ECU,如雨刷、车窗、尾门等。车身域控制系统综合灯光、雨刮洗涤、中控门锁、车窗控制; PEPS智能钥匙、低频天线、低频天线驱动、电子转向柱锁、IMMO天线;网关的CAN、可扩展CANFD和FLEXRAY、LIN网络、以太网接口;TPMS和无线接收模块等进行总体开发设计。车身域控制器能够集成传统BCM、PEPS、纹波防夹等功能。
来源:《【研报】汽车汽配行业前瞻研究系列(七):域控制器承启汽车L3时代.pdf》
《电子行业:车载网络变革高速连接器迎来春天-210901(32页).pdf》
《科博达-深度报告:新能源&智能汽车掘金系列(2)全方位布局打造车载控制器龙头-20220112(21页).pdf》
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