星驱科技郑富辉：基于新一代EE架构多合一跨域控制器关键技术解析

近日，无锡星驱动力科技有限公司用户体验总监郑富辉“2024第四届全球xEV驱动系统技术暨产业大会”上基于新一代EE架构多合一跨域控制器关键技术，分享以下几点内容：

1、无锡星驱科技有限公司介绍

2、多合一跨域控制器难点解析

3、星驱多合一跨域控制器关键技术解析

4、多合一域控控制器未来展望

01.

星驱科技简介

星驱科技主要聚焦纯电动汽车和混合动力汽车高性能电驱动系统及零部件的研发、制造和销售，业务覆盖涵盖软硬件的全价值链，致力于为客户提供更高端、更高效的动力产品。

星驱科技面向全球市场，秉持创新，敏捷，可靠的核心理念，为客户创造价值，为可持续和环境友好的世界做出贡献。

目前已经在全球进行了布局，总部、研发中心、制造基地在无锡，另外还有研发分中心在哥德堡、上海、宁波，主要职能包括研发、制造、销售服务等全价值链。

星驱科技主要业务分为三大块：

（1）纯电动电驱产品，主要是400V/800V电机、电控、减速器和总成。

（2）混合动力产品，主要是发电机、驱动电机、电机控制（混动双电控）、电驱总成。

（3）零部件设计/制造业务，主要是传动系统的齿轮、轴，传动系统部件的差速器、差速锁、脱开机构、限滑差速器等。

02.

多合一跨域控制器的难点解析

行业越来越卷，科技发展水平也越来越高，驱动总成从早些年3合1，发展到现在的6合1、7合1乃至10合1、11合1和12合1。星驱科技研发的11合1国内版主要是集成电机、电控、减速器、差速器、MCU、HBMS、LBMS、VCU、GWRC、PDU、TMS以及OBC、DC/DC，再加上集成海外版的EVCC充电控制器，形成11合1和12合1（国外版）的平台产品。

如果包含行业内定义的多合一的维度，我们还集成有主动加热、智能动力系统，称为14合1。其中MCU、高低压BMS、VCU、GWRC是芯片集成，为行业内所创的多合一跨域融合、控制深度集成的产品。

软件定义汽车随着多核MCU算力的提升和整车控制功能的增加，多合一集成度的天花板目前来看没有最高，只有更高，后面还有空间。

多合一集成如果没有一个成熟的团队，不和整车密切联动，多专业跨领域的控制集成，非垂直一体化的自研，企业是很难实现的。针对行业内推出的多合一产品，星驱打破部门墙、专业墙，融合控制器的硬件、软件测试和6个软件的专业团队，一百多位专家以及联合行业内顶尖的第三方，六个软件团队统一软件开发流程、统一的AutoSAR的接口规范；打破专业墙，跨域融合，多核协同，将新能源的三电、热管理、底盘控制等功能集成在同一个MCU芯片内，基础软件和应用层软件全栈自研。

基于GEEA3.0的架构，按信号流、功能重新梳理，实现功能的深度融合，推出星驱科技新一代EE架构多合一跨域控制集成的重点产品，应对行业竞争、引领行业的趋势。

一芯多用肯定会带来很多的问题。

（1）硬件消耗资源多。主要会涉及到PIN脚资源、内部Flash资源和RAM资源以及核资源的分配。

（2）代码量巨大。数百个SWC、数千个RTE接口以及百万行代码量。

（3）负载率高。巨大的代码量、核间通讯、标定数据庞大、控制实时性必然会影响到软件负载率。

（4）多系统融合。会引起一些诊断服务架构，不同系统安全等级整合、开发工具链统一、软件接口一致性，以及软件版本的问题。

虽然多合一驱动系统可以摊薄研发和制造成本，但实际操作当中，如何实现有效的通用化和平台化仍然是一个产业性的问题，有人说多合一是通用化、平台化的坟墓，过度集成可能会导致生产售后维护成本增加，同时也会影响通用化、平台化，如何保证在高性能的同时，保证它的可靠性、低成本，是企业需要考虑的问题。

星驱科技自研自制的多合一电驱总成，在集成度突破的同时，不仅从整体上对系统进行优化，保证性能提升的同时也确保系统的可靠性，进而达到更小的体积、更低的成本，重量比分布式降低15%，成本比分布式的低20%，综合工况效率大于90%。

星驱400V平台，以更小的体积、更轻的重量、更低的成本、更高的安全等级满足整车前/后驱的布置要求，在多个平台车型上已经搭载，让A级车享有B级车更大的空间，提高驾驶体验。

多合一集成会带来一些电磁兼容性问题，多合一集成噪声源多，同时受到总成外包络的影响，内部布局紧凑，耦合路径会非常复杂，容易产生辐射发射和传导发射等EMC问题。

（1）高低压耦合问题，可以通过高低压分区隔离及屏蔽、低压线束远离高压噪声区、滤波器优化设计等一些措施去解决。

（2）多干扰源问题。必须从噪声源头去遏制，比如低压源头和高压源头，还有一些软件协作处理，比如说转频的一些软件处理以及采用多阶滤波器增加滤波的带宽。

此外，随着控制器的体积、重量的增加，改变了整个系统模态，系统传递路径会发生比较大的变化，NVH会受到很多的挑战：

（1）平板模态辐射大。

问题：多合一控制器外壳体的大平面，增加了辐射噪声的风险。

解决措施：阻尼铝板，声学包裹，或者通过结构壳体的加强筋去进行一些处理。

（2）多功能集成带来NVH优化效果差。

控制器集成的功能越多，控制越复杂，电机电磁噪声风险越大，主要是要合理控制集成功能，通过一些软件的算法，比如说谐波注入、偏磁电流的补偿进行一些NVH的优化。

在售后和质量上，多合一维护成本高，众多核心部件的集成对整个工艺的水平和质量的控制水平提出了更高的要求，一个部件出现了问题，整套系统都需要替换。

（1）正向设计保障。

星驱从正向的设计去进行保障，软硬件满足全流程开发，软件开发基于软件工厂进行全流程工具链的保障，保证软件尽量没有bug，另外是进行前期的虚拟验证，可维护性的设计和可靠性设计，以及后期的可靠性测试。

（2）品质保障。

星驱采用全域车规级的器件，通过了"电驱动总成5A级认证"的001号证书，在动力性能、能效性、动力安全、电磁安全、噪音品质5个维度远超标准，取得5A成绩。

（3）智能制造。

为保证产品生产制造的一致性，无锡星驱工厂产线自动化率达到95%，全程品控智能追溯

（4）可维护性。

星驱充分考虑元器件的早期失效率及产品的可维护设计，可进行便捷的售后维护和更低的维护成本。

03.

星驱多合一跨域控制器关键技术解析

无锡星驱的产品是基于新一代电子电气架构GEEA3.0进行域控开发。

（1）模块化电气架构。

GEEA3.0结合GEEA1.0开发简单和GEEA2.0高带宽的优势，升级迭代，持续提升架构集成化、智能化以及成本的核心竞争力。

（2）架构方案策略。

采用区域化控制器，基于全球新一代CPU强大的算力与资源，集成下游的控制器，将动力域、底盘域及热管理进行一体化的设计。

（3）软件架构。

满足AUTOSAR软件架构，基于EGAS三层架构实现功能安全，满足ASIL C的等级要求，实现功能控制、安全监控、控制器物理层的监控等。

（4）智能车云平台。

多合一进行了智能车云平台，通过大带宽和以太网的车云，持续提升OTA、用户体验、大数据、云诊断等智能化水平。

从性能、重量、成本、动力性、经济性、高效、静谧、电磁兼容性、快速、安全等维度，产品满足十项全能。多功能软件共芯集成：

（1）多功能共芯设计。

MCU、VCU、BMS、TMS、GWRC多个控制器进行归一控制，可以通过一芯集成节约空间及降本，提升产品竞争力。

（2）全新的域控软件架构。

静态架构，来自不同功能的近200个SWC分布在不同内核当中。

动态架构设计，基于功能实现时序和信号流进行动态软件架构设计，实现事先预估、事后实测，精准掌握MCU的算力和内存消耗。

（3）软件功能深度融合。

在动力域和底盘域进行纵向控制，通过微秒级扭矩响应，抑制非预期扭矩（波动），降低安全隐患。

智能域控·电机控制：

满足高性能、高安全、高用户体验的性能指标。

（1）高性能。

通过智能PWM波控制策略、先进死区补偿算法、过调制技术、旋变软解码技术，极大提高电机的性能和效率。

（2）高安全。

通过完善的故障诊断及保护机制，比如快速软硬件保护和降额与功率限制、温度估算等，以及三级的软件监控，实现功能控制、安全监控（扭矩安全、高压安全，温度安全等）的监控和控制器物理层的交校验监控。信息安全，这一块主要是防盗安全和安全访问。

（3）高客户体验。

通过采用成熟的NVH优化技术，比如主动阻尼、主动靠齿、谐波注入，以及集成的主动加热和扭矩快速响应，提高了客户的加速体验。

智能域控·集成式整车热管理：

行业高集成的集成度、整车一体化的高效控制。星驱通过多通道阀门和管路将电磁驾驶舱以及电机电控主动加热的回路打通，通过座舱余热回收、电机余热回收，以及电机主动加热，实现预测性、主动性服务，预约加热、预约热管理以预约制冷、基于行程规划热管理等。

物理上通过集成式的一体板，采用LIN通讯和PWM通讯去控制水泵、电子膨胀阀、水阀独立PCB，实现整车一体的热管理，满足高效、低成本的能量管理。

BMS这一块主要是通过将充电控制、热管理、SOC、SOH等算法进行上移到域控，将电磁云端一体化，实现电磁云端深度耦合，新增了接近200个电磁云端的耦合信号，通过高运算量SOX计算以及全工况热管理控制、全场景电芯温度估计、高性能电芯均衡控制，满足用户体验。还有一些顶级安全措施，比如毫秒级碰撞下的高压安全控制以及冗余高压安全控制和电芯安全监控，满足高等级电芯的功能。

这里采用了高性能多核的CPU，基于更强大的算力、更智慧的算法、打造全场景的智慧驾驶体验，采用一些主动阻尼、谐波注入、抖频控制以及全场景的主动降噪，实现百万级的静谧体验。VCU融合导航地图，自适应学习个人的驾驶风格，通过整车云端和云端的算力，实现扭矩的干预，让个人驾驶更省力、更省电，实现全链路的能量管理；通过微秒级扭矩响应，抑制非预期的扭矩波动，降低安全隐患；同时通过大数据和云端实时监控、大数据分析和诊断，让软件成熟度可持续增长。

极致性能，相比分布式的控制器或者多芯片的集成，星驱采用一芯集成，延时从传统的毫秒级缩短到微妙级，以及通过PWM智能的控制算法助力功率模块电驱动系统的综合效率400V平台>90%。热管理这一块通过主动加热、压缩机短循环、系统过热度控制、热管理集成模块设计，实现热泵系统工作环境温度下探到-30℃，通过GWRC控制，缩短控制延时，起步加速度提升近40%。

应用和社会经济效益。

（1）首先是我们的产品竞争力。

完成产品的高安全等级认证，为车型出口欧洲市场保驾护航。另外就是11合1、12合1实现深度的控制集成，打造了行业的标杆和技术引领作用。

（2）平台化和通用化。

目前搭载了多个车型，出口国内和海外版。

（3）极致成本。

多个软件团队协同开发，基于同一套工具链和同一个软件接口，减少开发费用，以及通过一些热管理，比如集成式间接热泵相对于直接式热泵单车降本； "一芯集成"通过电路复用、结构复用相比分布式的集成方案降本近20%。

04.

路过

雷人

握手

鲜花

鸡蛋