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ECU--智能车核心元件

来源：世展网分类：可再生能源行业资讯 2023-08-15 09:58 阅读：*****

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国内车厂越来越卷，自动驾驶、自动停泊各种全自动功能装配，实现这些高级辅助驾驶功能，离不开小小ECU~今天笔者就带大家全面了解一下——汽车ECU01.一分钟速懂ECUECU英文全称ElectronicControlUnit，直译过来就是电子控制器单元，它们的用途就是控制汽车的行驶状态以及实现其各种功能。利用遍布车身的各种传感器，收集数据后根据算法来判断和下达命令。

传统油车有控制发动机的ECM，变速箱的TCU，控制车身的BCM等等；新能源汽车有整车控制VCU，电机控制MCU，电池管理BMS等等；智能汽车会有专用的ECU，尤其支持自动驾驶的车辆必须有。有了ECU，汽车才实现了很多种高级辅助驾驶功能，比如自适应巡航，自动跟车，碰撞预警等功能。ECU由CAN/LIN总线收发控制器、微处理器(CPU)、扩展内存（ROM）、扩展IO口、PWM脉宽调制、PID控制系统通信电路及电源电路组成。特定功能的ECU根据场景的不同，还可以配有红外线收发器、传感器、DSP数字信号处理器等等。整块电路板设计安装与一个铝质盒内，通过卡扣或者螺钉方便安装于车身饭金上。ECU软件一般用C语言来编写，并且提供了丰富的驱动程序库和函数库，同时配备编程器，仿真器，仿真软件，还有用于calibration的软件。

ECU的工作过程：ECU的电压工作范围一般在6.5V-16V、工作电流在0.015A-0.1A、工作温度在零下40℃到80℃（所以在东北开电车打不着火多半是ECU启动不了~），能承受1000赫兹以下的振动。ECU进入工作状态后，给定的程序（车辆启动、速度控制等）从ROM中传输到CPU。通过CPU的控制，一个个指令逐个循环。输入数字信号，经I/O接口，直接进入CPU；输入模拟信号，经过A/D转换器，转换成数字信号后，再经I/O接口进入CPU。大多数信息，暂存在RAM内，根据指令再从RAM送至CPU。CPU对这些数据比较运算后，作出决定并发出输出指令信号，经I/O接口进行放大，必要的信号还经D/A转换器变成模拟信号，最后经输出回路去控制执行器动作。总结下来，ECU的工作原理也不难，主要作用就是对数据进行采集、比对、循环，然后输出。02.传统汽车与智能汽车ECU差异化上文提到，传统汽车分布式ECU架构，汽车功能增加主要靠ECU数量的堆叠。分布式架构下汽车各个功能由不同的单一ECU控制单元来完成，通过ECU的累加来实现更多的功能，汽车的主体架构不发生改变。目前普通汽车上的ECU数量为50-70个，高端汽车上的ECU数量超过100个。智能汽车ECU最主要的区别是，去除了传统汽车的发动机控制，新增了电机控制、电池控制等。智能车可以做到整车数据化，ECU和车辆信息网络通过CAN数据总线实现了全车数据共享，配上先进的算法可以更好的提升用户使用体验和车辆运行安全。

随着汽车电子的高度电子化、自动化、集成化、会有越来越多的ECU系统构建成一个汽车电子的局域网络CAN总线。其中总线技术指的是各个ECU通过局域网技术实现车内互联，各ECU间信息共享。ECU可以组成强大的电脑系统，整合电机及控制系统、自动变速箱、ABS系统、车载娱乐影音系统、四轮驱动扭矩分配系统、主动悬挂系统、安全系统等等所有需要管理的部件，甚至连一个杯架都会处于ECU的管理之中。不难看出，ECU是汽车电子控制系统的核心技术。

03.高集成度是未来发展趋势汽车智能化要求对汽车的功能进行快速的升级迭代，OTA升级逐渐成为大趋势。ECU出现冗余重叠，不利于升级和维护。不同功能的ECU由不同的供应商提供，底层软件和驱动各异，后期需要不同的供应商来更新和维修。而传统的电气架构里面许多功能是由两个甚至多个ECU控制器共同配合完成的，功能升级涉及到多个控制器的同步更改，因此大大增加了功能拓展升级的成本。此外，不同的ECU还可能存在功能重叠，造成算力和成本浪费。高级别辅助驾驶等功能需要不同ECU之间高度协同，传统架构处理效率较低。实现自动驾驶需要视觉、雷达、高精度地图以及车辆车身控制的共同参与。传统架构下多ECU协同能力有限，沟通效率较低，难以胜任高级自动驾驶任务。未来进一步向中央集中式架构变化。博世将整车划分为五个域，全车主要分为动力域、底盘域、车身控制域、信息娱乐域、ADAS（智能辅助驾驶）域。单个域主要有域控制器（DCU）进行计算和控制。各个域之间通过千兆以太网连接，以此解决实时性问题与传导问题，而每个域与自己分管的子系统之间通过CAN，CAN-FD以及百兆以太网连接通信。各个域控制器还会逐渐出现功能融合。

ECU功能趋于简化，域控制器中需要采用更强算力和功能的SoC等定制芯片集中处理。在如此的架构变革下，ECU往往承担最简单的执行层面的控制功能。而软件算法、数据处理将集中在域控制或者中央控制器的处理芯片中进行，也便于进行后期的OTA升级。04.ECU仍是技术难题，国产化较低如今生产ECU的资源以及核心技术几乎被外资企业垄断，受限制于技术以及排放法规的影响，国内的大多数整车生产商不得不花钱向国外ECU生产商采购其零配件。如今自主品牌正在积极加大ECU的研发力度，以摆脱核心技术受限于外人的情况。引进外资这么多年，花钱能买到的基本都已经到手了，而没到手的花钱也很难买到，最终自主品牌的发展还是要靠自己的核心技术研发及研发队伍的培养。可喜的是，包括比亚迪、奇瑞、潍柴动力在内的少数本土车企，经过不断技术攻关，已经研发出来了自己的ECU，并配套在部分车型上，这让我们看到了中国汽车行业核心技术领域的希望。

笔者小Tips：汽车ECU到底升不升级呢？

首先发动机出厂时都有属于自己的一套ECU程序，根据该车型的具体设定的。

如果升级处理不当会严重影响车辆使用体验和产生安全问题！

ECU升级是在原程序的基础上进行的，所以会保留原厂的一切电子设备功能，不影响原厂计算机的诊断，当然更不会影响原厂的保修和保险的执行，新车就能升级。

一定要选正规的供应商，要确定爱车的ECU程序他们是否有，最好是去对编号，查看车型确认电脑型号和版本。