中央计算+区域控制架构组成、优势及产能分析

特斯拉引领中央计算+区域控制架构发展，区域控制器常见数量包含2-4个不等。

特斯拉Model 3首次采用中央计算+区域控制架构，架构分为四部分：CCM(中央计算模块)、BCM FH（前车身控制模块）、BCM LH(左车身控制模块)、BCM RH(右车身控制模块)。CCM由三模块组 合：信息娱乐系统(IVI)，驾驶辅助系统(ADAS)和车内外通信系统。 1）前车身控制模块：负责整车电源分配，车辆前舱用电器的逻辑控制和驱动； 2）左车身控制模块：负责左侧用电器的配电，左侧用电器的逻辑控制和驱动，包括左车身便利 性控制以及转向、制动等底盘控制等； 3）右车身控制模块：负责右侧用电器的配电，右侧和背部用电器的逻辑控制和驱动，包括右车 身便利性控制、动力系统、空调等。

中央计算+区域控制架构优势（1）：节约ECU、简化线束以降低开发成本。中央计算+区域控制架构为汽车电子电气架构进化的必然路径，最大优势在于降本+减重，主要体现在节约ECU数量和线束长度上。 在车辆中，区域控制器作为节点，扮演着集线器的角色，可满足车辆空间内物理设备（各种传感器、外围设备和制动器）的配电 和数据连接需求。区域控制器看似功能简单，但其对简化汽车架构，进一步提升汽车性能却是至关重要的一步。根据特斯拉AI DAY，与Model S相比，Model 3的线束减少了17公斤。根据Munro & Associates、3IS，特斯拉MY ECU数量为26个，是大众ID4的一 半。根据安波福，安波福在一项针对某家整车制造商的研究中发现，使用区域控制器可以整合9个ECU，并少用数百根单独电线， 从而使车辆的重量减少了8.5千克。区域控制器的采用简化了线束，在未来更有希望实现自动化线束组装，减少人力成本。

中央计算+区域控制架构优势（2）：通过SOA实现功能调用，有助于跨域融合。中央计算+区域控制架构下，可以将 I/O 从计算设备中抽离出来,实现软硬件分离，主机厂也更容易开展跨域功能融合。区域控 制器作为区域内I/O控制中心，除了整合如空调控制、车门控制、座椅控制等单独的车身域控制器功能外，未来还将逐步集成更 多跨域的功能模块，比如悬架的控制、雷达接口等。其中，软件部分的逻辑计算将大部分上移到中央计算平台中，区域控制器只 负责最底层的信号采集和硬件驱动，就可以将I/O从中央计算平台中抽离出来，实现软硬件分离，主机厂也更容易开展跨域功能 融合，这成为迈向软件定义车辆的必经之路。

中央计算+区域控制架构优势（3）：提高算力利用率和传输效率，智能化配电。区域控制器作为区域数据中心，配备了丰富的网络接口，例如ETH、CAN和LIN，扮演区域网关和交换机的角色，实现网络通信和路由。区域IO中心 支持各种类型的传感器、执行器和显示器接口。作为区域配电中心，ZCU负责将电力传输到控制器和执行器等用电设备。目前，倾向于使用电子保 险丝（eFuse）替代传统的继电器和熔断丝方案，以实现智能管理。

中央计算+区域控制架构集中架构下算力集中化，有助于提高算力利用率，同时区域控制器位置的设计，极大地提升了数据的传输效率与共享程 度。在实际运行过程中，汽车的大部分时间只有部分芯片在执行计算工作，导致分散的独立功能ECU的计算能力处于闲置状态，采用计算集中架 构方式可以在综合情况下最大化利用处理器算力。

区域控制器（ZCU）的另一个重要功能是通过e-Fuse实现智能配电。相比传统配电，智能配电可以实现更精细化的控制，提升车辆的安全性和环 保节能性能。Zonal架构下，汽车的配电方式将由传统保险盒配电向区域控制器配电方式转变。区域控制器按照物理位置就近整合了周围的电子 系统，集成功能包括BCM、动力、底盘、热管理、网关等，连接的传感器、执行器的工作电压不一致。因此，区域控制器需要负责区域内用电器 的供电与电源管理，提高用电效率与安全性。Zonal架构下，区域供电一般采用分级配电的方式：1、一级配电网络（骨干供电网络），需要有 双电源（冗余备份）将电力从主干网输送到区域控制器；2、二级配电网络，区域控制器负责将电力继续向下输送到底层控制器。

2024年成为多家传统主机厂开始量产中央计算+区域架构的元年。从主机厂车型推出节奏和量产规 划来看，2022年以来，小鹏、零跑、广汽、小米、理想、问界、长安、奇瑞、智己多家主机厂采用 中央计算+区域架构，尤其2024年成为多家传统主机厂开始量产中央计算+区域架构的元年。中央计 算+区域控制架构有效帮助主机厂提升性能（提升数据带宽和OTA速度），降低成本（节约线束和 ECU）。 关于落地时间，我们认为区域控制器于22-24年集中量产的原因在于，20-22年多家主机厂（小鹏、 广汽、蔚来、上汽、华为等）研发并展示下一代电子电气架构方案，加上量产新型电子电气架构需 要2-3年的时间（结合调研）。 我们认为，伴随传统主机厂大规模切换新车型搭载平台+搭载中央计算架构的车型热销，区域控制 器出货量自2024年起将快速提升。