在現(xiàn)代汽車電子電氣架構(gòu)中，低壓電源系統(tǒng)（通常為12V或48V）承擔(dān)著關(guān)鍵的車身控制、照明、信息娛樂(lè)和空調(diào)等功能。區(qū)域控制器（Zone Controller，簡(jiǎn)稱ZCU）作為汽車電子電氣架構(gòu)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在低壓電源管理中扮演著重要角色。通過(guò)智能電源調(diào)度、動(dòng)態(tài)電流控制和e-Fuse技術(shù)，區(qū)域控制器不僅優(yōu)化了系統(tǒng)的電源分配，還提升了低壓電路設(shè)計(jì)的可靠性和靈活性，能夠提升系統(tǒng)能效、減少線束復(fù)雜度，并提高整車的安全性和穩(wěn)定性。

電源管理的核心是通過(guò)區(qū)域控制器（ZCU）將各域的電源需求進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和分配，e-Fuse（電子保險(xiǎn)絲）在這個(gè)過(guò)程中起到了關(guān)鍵作用。e-Fuse是一種集成電路，在單芯片上集成了MOSFET、驅(qū)動(dòng)、邏輯電路、診斷等模塊，通過(guò)軟件保護(hù)策略進(jìn)行電路檢測(cè)和診斷。

e-Fuse替代了傳統(tǒng)的繼電器+保險(xiǎn)絲方案，使低壓電源管理更加智能和高效。傳統(tǒng)機(jī)械保險(xiǎn)絲一旦熔斷便需要更換，而e-Fuse具備可復(fù)位和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的能力，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控低壓電路中的電流情況，并根據(jù)需要重新分配電流。區(qū)域控制器通過(guò)e-Fuse，不僅能夠在不同域之間智能調(diào)度低壓電源，還能夠在電流異常時(shí)快速響應(yīng)，避免電源過(guò)載或短路。

整車區(qū)域化電源架構(gòu)

汽車電子電氣架構(gòu)在區(qū)域化架構(gòu)下，電源管理逐漸從傳統(tǒng)的集中式架構(gòu)向區(qū)域化分布式架構(gòu)過(guò)渡，整車供電一般采用分級(jí)配電的方式：

一級(jí)配電網(wǎng)絡(luò)，將電力從主干網(wǎng)輸送到區(qū)域控制器；

二級(jí)配電網(wǎng)絡(luò)，區(qū)域控制器負(fù)責(zé)將二級(jí)電源繼續(xù)向下輸送到下掛的相關(guān)控制器。

其中初級(jí)配電單元包括一級(jí)配電，可以是單獨(dú)的配電控制器，也可以與前區(qū)域控制器做集成的一級(jí)、二級(jí)配電方案，這樣可以省去一個(gè)初級(jí)配電單元。

例如：前區(qū)域控制器可直接集成一級(jí)、二級(jí)配電、前艙熱管理等功能，接入了兩個(gè)DCDC互做電源冗余，一級(jí)配電通過(guò)前區(qū)域給左/右/后區(qū)域控制器做配電方案；左/右/后區(qū)域控制器各自提供二級(jí)配電的通道。這樣整體組成了整車區(qū)域化配電管理。

區(qū)域控制器電源負(fù)載的智能調(diào)度

區(qū)域控制器集成多路e-Fuse供電通道，根據(jù)不同控制器的供電優(yōu)先級(jí)，動(dòng)態(tài)調(diào)整電流輸出。

場(chǎng)景1

在充電時(shí)，可以切斷與車身相關(guān)的雷達(dá)，節(jié)省功耗，提升充電速度；當(dāng)車輛高速加速時(shí)，動(dòng)力域?qū)?a target="_blank">電機(jī)的功率需求急劇增加，而此時(shí)車身域和底盤域耗電功能（如車內(nèi)飾燈、氛圍燈、座椅加熱、按摩、空懸高度調(diào)節(jié)等）可能并非緊急需求，如在急需保護(hù)動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)，區(qū)域控制器可以通過(guò)e-fuse優(yōu)先切斷整車域的次要功能電源，如娛樂(lè)系統(tǒng)、通風(fēng)功能、懸架阻尼調(diào)節(jié)功能（切斷減震器電源使減震器保持最硬），從而確保底盤制動(dòng)域（AEB前向制動(dòng)功能和ABS防抱死功能等）和安全域（碰撞模塊）獲得足夠的電能供應(yīng)。

場(chǎng)景2

在哨兵模式（即車輛處于駐車狀態(tài)時(shí)，一旦車輛被碰撞或移動(dòng)，外部攝像頭就會(huì)錄制車輛周圍的環(huán)境，并通過(guò)手機(jī)APP通知車主）下，切斷所有與智駕相關(guān)的傳感器（例如激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)）來(lái)節(jié)省用電，提升續(xù)航里程；這種分層次的電源管理策略，能夠確保關(guān)鍵系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，提高了整車的容錯(cuò)能力。

電源管理的挑戰(zhàn)與未來(lái)方向

盡管區(qū)域化電源管理在提升整車能效與穩(wěn)定性方面展現(xiàn)出巨大的潛力，但仍然面臨一定的技術(shù)挑戰(zhàn)。在未來(lái)，區(qū)域控制器的跨域電源管理將更多依賴于人工智能和預(yù)測(cè)算法。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛的電源消耗情況，系統(tǒng)可以預(yù)先預(yù)測(cè)各域的電能需求，并根據(jù)路況、駕駛模式等信息，提前優(yōu)化電源分配。

例如，在即將進(jìn)入擁堵路段時(shí)，系統(tǒng)可以預(yù)先降低動(dòng)力域的電能消耗，并在低速時(shí)優(yōu)先為車身域的舒適性功能供電。這種智能預(yù)測(cè)與動(dòng)態(tài)調(diào)度技術(shù)將進(jìn)一步提升電源管理的效率。

結(jié)語(yǔ)

區(qū)域控制器的電源管理為整車電子電氣架構(gòu)帶來(lái)了新的優(yōu)化可能。通過(guò)e-fuse技術(shù)以及智能電源調(diào)度策略，整車的電能分配更加靈活、高效。

在未來(lái)，隨著跨域電源管理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，車輛的電源冗余、故障隔離以及能量管理將變得更加智能和可靠，為智能化汽車的發(fā)展提供更多樣化的豐富應(yīng)用，讓用戶駕乘體驗(yàn)更愉悅。