汽车VCU研究：向集成化和域控化快速演进

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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；


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《2021年新能源汽车整车控制器（VCU）行业研究报告》目录

本报告共195页


01

整车控制器（VCU）市场

1.1 汽车ECU/DCU控制器产业介绍

1.1.1 汽车ECU/DCU控制器概述（1）

1.1.2 汽车ECU/DCU控制器概述（2）

1.1.3 汽车ECU/DCU控制器市场规模（1）

1.1.4 汽车ECU/DCU控制器市场规模（2）

1.1.5 新电子电气趋势下ECU/DCU控制器市场机会

1.1.6 新E/E架构趋势下VCU的集成方向（1）

1.1.7 新E/E架构趋势下VCU的集成方向（2）


1.2 新能源汽车整车控制器VCU概述

1.2.1 VCU介绍

1.2.2 VCU的发展（1）

1.2.3 VCU的发展（2）

1.2.4 VCU结构（1）

1.2.5 VCU结构（2）

1.2.6 VCU基本功能（1）

1.2.7 VCU基本功能（2）


1.3 新能源汽车VCU市场规模

1.3.1 中国新能源汽车VCU市场规模


1.4 新能源汽车VCU市场格局

1.4.1 全球新能源汽车VCU市场格局

1.4.2 中国新能源汽车VCU市场格局

1.4.3 中国新能源乘用车VCU市场主要供应商

1.4.4 中国新能源乘用车VCU企业竞争格局


02

整车控制器（VCU）产业链

2.1 VCU产业链

2.1.1 VCU上下游产业

2.1.2 VCU主要零部件材料


2.2 上游核心部件MCU紧缺

2.2.1 MCU定义

2.2.2 MCU在汽车上的应用

2.2.3 车规级MCU紧缺

2.2.4 主要供应商缺货情况

2.2.5 国内MCU市场被外资厂商占据

2.2.6 国内厂商积极部署MCU细分领域

2.2.7 国内主要芯片供应商在车规级MCU的研发布局


2.3 产业链中游：VCU设计与开发

2.3.1 VCU基础软件架构

2.3.2 VCU软件功能

2.3.3 VCU硬件设计

2.3.4 VCU功能安全

2.3.5 VCU功能安全架构设计（1）

2.3.6 VCU功能安全架构设计（2）

2.3.7 VCU电源电路设计

2.3.8 整车控制器PCB设计

2.3.9 VCU策略开发

2.3.10 VCU开发的核心工作

2.3.11 VCU硬件开发

2.3.12 VCU软件开发


2.4 下游新能源汽车产业

2.4.1 发展新能源是全球共同目标

2.4.2 全球主要国家/地区电动汽车保有量

2.4.3 2021年全球新能源汽车产业销量排名

2.4.4 中国新能源汽车产业现状

2.4.5 中国新能源汽车整体产销量


03

整车控制器（VCU）技术趋势

3.1 E/E架构变革对VCU的影响

3.1.1 集中式E/E架构下控制器集中化

3.1.2 组织敏捷化下的VCU变革（1）

3.1.3 组织敏捷化下的VCU变革（2）

3.1.4 混合架构推动整车控制域发展


3.2 VCU集成到电驱系统

3.2.1 多合一电驱系统集成化趋势

3.2.2 主要多合一电驱产品对比

3.2.3 华为“七合一”电驱

3.2.4 弘允新能源多合一集成化控制器（1）

3.2.5 弘允新能源多合一集成化控制器（2）

3.2.6 比亚迪“八合一”电驱（1）

3.2.7 比亚迪“八合一”电驱（2）

3.2.8 零跑电驱总成Heracles

3.2.9 吉利电驱系统


3.3 VCU集成到域控制器

3.3.1 域控制器应用越来越广泛

3.3.2 电子电气架构演进推动域控制器发展

3.3.3 VCU在电子电气架构中的位置

3.3.4 VCU逐渐被集成到域控制器

3.3.5 VCU集成到整车控制域是发展趋势

3.3.6 域控架构下的VCU集成方案：华为VDC

3.3.7 域控架构下的VCU集成方案：易鼎丰VBU

3.3.8 域控架构下的VCU集成方案：优控AVCU

3.3.9 域控架构下的VCU集成方案：天际VBU

3.3.10 域控架构下的VCU集成方案：哪吒动力域控制器


3.4 整车控制域趋势下VCU主要技术方向

3.4.1 智能网联趋势对整车控制器要求

3.4.2 主干网络采用以太网通信

3.4.3 CAN FD技术提升通信速度

3.4.4 引入双核心控制架构

3.4.5 整车控制器需要支撑OTA

3.4.6 满足自驾驶需求的VCU


04

OEM的VCU产品方案

4.1 主要汽车厂商VCU结构（1）

4.2 主要汽车厂商VCU结构（2）

4.3 OEM在VCU领域的布局


4.4 长安汽车

4.4.1 长安整车控制器

4.4.2 长安整车控制器集成


4.5 比亚迪

4.5.1 比亚迪集成式车身控制器

4.5.2 比亚迪八合一控制器


4.6 天际汽车

4.6.1 天际汽车VBU产品

4.6.2 VBU架构设计

4.6.3 VBU系统架构

4.6.4 VBU软件整合

4.6.5 VBU系统功能融合


4.7 开沃新能源

4.7.1 开沃整车控制器SVCU概述

4.7.2 开沃整车控制器SVCU优势


4.8 其它

4.8.1 特斯拉VCU方案

4.8.2 广汽新能源整车控制系统


04

Tier 1的VCU产品方案

5.1 NXP

5.1.1 NXP整车控制器产品

5.1.2 NXP的VCU与BMS集成方案（1）

5.1.3 NXP的VCU与BMS集成方案（2）

5.1.4 NXP整车控制器客户案例


5.2 大陆

5.2.1 大陆集团VCU产品（1）

5.2.2 大陆集团VCU产品（2）

5.2.3 大陆集团商用车通用车辆控制单元gVCU

5.2.4 大陆集团整车控制系统


5.3 博世

5.3.1 博世VCU产品（1）

5.3.2 博世VCU产品（2）

5.3.3 博世VCU产品（3）

5.3.4 博世跨域车辆控制单元


5.4 ST

5.4.1 ST整车控制器产品（1）

5.4.2 ST整车控制器产品（2）

5.4.3 VCU用L9788的性能

5.4.4 ST IDH VCU开发方案（1）

5.4.5 ST IDH VCU开发方案（2）

5.4.6 ST VCU+BMC二合一方案


5.5 Ecotron

5.5.1 Ecotron公司简介

5.5.2 Ecotron纯电动车整车控制器产品（1）

5.5.3 Ecotron纯电动车整车控制器产品（2）

5.5.4 Ecotron混合动力汽车整车控制器产品（1）

5.5.5 Ecotron混合动力汽车整车控制器产品（2）


5.6 联合电子

5.6.1 联合电子VCU集成方案

5.6.2 联合电子VCU主要客户


5.7 金脉电子

5.7.1 金脉电子公司简介

5.7.2 金脉电子VCU


5.8 东软睿驰

5.8.1 东软睿驰自定义控制单元

5.8.2 东软睿驰EV动力域控制解决方案

5.8.3 东软睿驰热管理解决方案

5.8.4 东软睿驰大数据智能应用解决方案

5.8.5 东软睿驰基于SOA开发整车域控


5.9 经纬恒润

5.9.1 经纬恒润VCU产品

5.9.2 经纬恒润VCU产品参数

5.9.3 经纬恒润商用车整车控制器（1）

5.9.4 经纬恒润商用车整车控制器（2）


5.10 航盛电子

5.10.1 航盛电子产品布局

5.10.2 航盛电子VCU


5.11 华海科技

5.11.1 华海科技VCU开发解决方案

5.11.2 华海科技用于整车控制器VCU的控制器型号


5.12 菱电电控

5.12.1 菱电电控VCU业务

5.12.2 菱电电控VCU产品


5.13 优控

5.13.1 优控公司简介

5.13.2 混合动力汽车整车控制器HCU（1）

5.13.3 混合动力汽车整车控制器HCU（2）

5.13.4 纯电动汽车整车控制器ⅤCU（1）

5.13.5 纯电动汽车整车控制器ⅤCU（2）

5.13.6 二合一控制器VBCU（1）

5.13.7 二合一控制器VBCU（2）

5.13.8 智能汽车控制器VACU（1）

5.13.9 智能汽车控制器VACU（2）


5.14 易鼎丰

5.14.1 易鼎丰公司简介

5.14.2 易鼎丰VCU2000

5.14.3 易鼎丰VCU3000（1）

5.14.4 易鼎丰VCU3000（2）


5.15 意昂神州

5.15.1 意昂神州VCU开发平台（1）

5.15.2 意昂神州VCU开发平台（2）

5.15.3 意昂神州VCU开发平台（3）

5.15.4 意昂神州VCU硬件在环（HiL）仿真测试系统

5.15.5 意昂神州VCU生产线终端（EOL）测试系统

5.15.6 意昂神州VCU开发案例


5.16 清华大学苏州汽车研究院

5.16.1 清华大学苏州汽车研究院整车控制器（1）

5.16.2 清华大学苏州汽车研究院整车控制器（2）


5.17 领世汽车科技

5.17.1 领世汽车科技公司简介

5.17.2 领世汽车科技VCU

5.17.3 领世汽车科技第二代VCU


5.18 精骏电控

5.18.1 精骏电控VCU（1）

5.18.2 精骏电控VCU（2）


5.19 其它

5.19.1 英飞凌新能源汽车VCU & HCU解决方案

5.19.2 KUS VCU产品

5.19.3 合肥晟泰克VCU


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赵先生：18702148304（同微信）

符先生：15810027571（同微信）


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