随着智能汽车时代的到来,自动驾驶和智能座舱成为感知升级的核心,但底盘作为汽车的基础,决定了乘坐舒适性和行驶安全性,始终是不可忽视的关键部分。伴随整车电子电气架构的演进,传统机械底盘逐渐融入更多电子部件,“智能底盘”逐步成为行业发展的新方向。
近年来,蔚来天行底盘、上汽智己灵犀底盘、华为途灵底盘、比亚迪云辇系列底盘等智能底盘概念层出不穷。这些“智能底盘”背后,是传感器、算力芯片、减震器等技术的升级与融合,同时也带来了底盘域中对MCU需求的快速增长。
线控化:智能底盘发展的核心趋势
智能底盘与传统底盘相比,最显著的发展趋势是线控化。线控技术通过电子信号代替传统的机械或液压连接,实现更高效、更精准的控制。以下是线控化在底盘中的核心应用:
1. 线控转向
传统转向系统通过机械连接将方向盘与转向器连接,而线控转向则完全取消机械连接,转向与方向盘实现机械解耦。通过传感器、电机等电子部件,线控转向实现了以下功能:
转向角度感知:方向盘转角传感器、扭矩传感器负责采集驾驶员的操作信号。
路感反馈:车轮转角传感器与回正力矩电机协同,模拟真实路感。
执行控制:转向执行电机根据传感器信号调整车轮转角。
2. 线控制动
传统的真空助力液压制动系统依赖发动机提供真空环境,而在混动或纯电动车中,真空环境无法持续,线控制动成为主流选择。线控制动通过电机直接提供制动力或通过液压管路传输制动力,具备更高的响应速度和精准性。
3. 线控油门
线控油门通过传感器监测油门踏板的开合度,控制节气门开度,实现精准加速控制。这种技术已广泛应用于燃油车和新能源车中,支持定速巡航、ACC自适应巡航等辅助驾驶功能。
4. 线控悬架
线控悬架通过电子控制的减震器(如CDC减震器)或空气悬架调节车身高度和减震力度,提升车辆的舒适性和操控性。
底盘域对MCU的需求
随着底盘线控化的发展,电子部件占比显著提高,MCU在底盘域的价值量不断增加。以线控转向为例,业内分析指出,ECU成本占比超过40%。此外,底盘域对MCU的性能和可靠性提出了更高要求:
1. 高性能需求
底盘域需要处理复杂的传感器数据、算法运算和电机控制,因此要求MCU具备更高的算力。当前主流底盘域MCU通常采用32位架构,支持多核并行处理。
2. 功能安全需求
底盘系统直接关系到行车安全,MCU需满足ISO 26262功能安全标准的最高等级ASIL-D,具备锁步核设计和冗余机制,确保系统在故障情况下仍能安全运行。
3. 信息安全需求
随着智能化的发展,底盘域MCU需支持信息加密、数据保护等功能,防止黑客攻击或数据泄露。
底盘域MCU的主流选择
在底盘域应用中,国际厂商的车规级MCU产品占据主导地位,代表性产品包括:
英飞凌:TC2xx/TC3xx系列,广泛应用于EPS(电动助力转向)、ESC(电子稳定控制)等领域。
意法半导体(ST):SR5 E1系列,采用双Cortex-M7内核,支持锁步配置,集成硬件安全模块(HSM)和存储器错误管理单元(MEMU)。
瑞萨电子:RH850系列,具备高性能计算能力和多重安全模块,适用于底盘域和动力域。
国产MCU厂商的突破
受供应链安全影响,国内MCU厂商加速布局底盘域应用,部分产品已实现量产落地:
1. 芯驰科技
芯驰E3系列车规MCU已成功应用于CDC悬架控制器,搭载于奇瑞瑞虎9、星途瑶光等车型。E3系列支持4对锁步主核,集成信息安全模块,满足安全启动和通信需求。
2. 紫光同芯
推出动力底盘域控MCU THA6412,集成4个Cortex-R52+内核,支持锁步功能和高性能HSM模块,满足ASIL-D功能安全要求。
3. 旗芯微
FC7300系列MCU支持ASIL-D功能安全,最高集成3个Cortex-M7内核,应用于智能底盘、动力域和域控制器。
4. 其他厂商
国芯科技:CCFC300系列,覆盖动力和底盘域应用。
杰开科技:AC7840x/AC7870x系列,支持功能安全和信息安全。
云途:YTM32B1H系列,面向底盘控制。
芯旺微:KF32A1x6系列,定位于动力和底盘类应用。
未来展望
部分车企和供应商已提出,到2026年在部分控制器中实现100%国产芯片的应用目标。当前,国产MCU在车身控制领域已实现量产,动力和底盘域的MCU产品也逐步成熟。随着可靠性验证的推进,国产MCU将在底盘域、甚至动力域实现更大规模的应用。
智能底盘的快速发展将进一步推动MCU性能、功能安全和信息安全的提升。在国际厂商占据主导的同时,国产MCU厂商正迎头赶上,为智能汽车产业注入更多活力。