[汽车电子/智能网联汽车] 汽车零部件：汽车车身控制器(BCM)

概述：BCM/汽车车身控制器

目录

• 什么是车身控制器（BCM）?
• BCM有哪些功能？
• BCM的硬件架构
• BCM的未来发展趋势
• BCM面临的挑战

什么是车身控制器（BCM）?

• 车身控制模块(Body Control Module，BCM)是一个电子控制单元（ECU）。

BCM 通常位于车辆内部，在仪表板后面或座椅下面。
BCM负责驱动、监控和控制车辆的车身功能相关的电子控制单元 (ECU)。
BCM 充当车辆车身的大脑，负责管理照明、车窗、门锁、座椅控制等汽车功能。
BCM 使用各种网络协议(CAN/LIN/FlexRay等)与车辆中的其他 ECU 通信。

• 车身控制模块在现代汽车中起着至关重要的作用。

如果没有 BCM，车辆中的许多电气系统将无法正常或高效地运行。

车身控制模块有哪些功能？

• 汽车中的 BCM 可以执行多种功能。通过 CAN、LIN或以太网等网络协议与其他模块和系统进行通信，根据输入信号控制以下电气设备，实现相应功能：

• 车窗控制。BCM可控制电动车窗升降。
• 照明控制。BCM 管理外部和内部照明系统，包括自动头灯、尾灯、转向灯和灯光调光等功能。
• 电动门锁控制。BCM接收门锁开关请求的信号，控制所有车门的上锁或解锁。
• 空调系统。BCM 可协调暖气、通风和空调系统，允许驾驶员调节温度、HVAC 模式和风扇速度。
• 安全功能。现在很多BCM都支持无钥匙进入系统、防盗和报警功能，以防止盗窃。
• 雨刷控制。BCM 还控制雨刷功能，包括间歇性雨刷控制。
• 舒适性功能。根据车辆的设计，BCM可控制汽车舒适性功能相关的执行器，如座椅、后视镜和电动调节。
• 诊断和故障报告。BCM可存储诊断数据，并帮助客户识别电气系统中的问题并排除故障。
• 集成网关，通过车辆总线系统（CAN、LIN 或以太网）保持集成控制单元之间的通信。
• 能耗控制。BCM 可优化电气零部件的工作模式，在不使用部件时降低功耗。这提高了传统车辆的燃油效率，并延长了电动汽车的续航里程。

BCM的硬件架构

• BCM 架构由各种组件组成，这些组件相互配合，实现了车辆电气系统的集成和控制。

BCM的核心是一个微控制器单元（MCU），它根据各种传感器和开关的输入处理和执行命令。
该 MCU 与多个输入/输出 (I/O) 模块相连，这些模块与不同的电气元件和系统相连。

• BCM 集成了许多负载驱动器

如高边/低边开关、继电器驱动器、电机驱动器，以控制不同的负载
如前/后照明、电动车窗/座椅电机、雨刮电机、门锁系统、喇叭驱动器等。

• 为了与车辆中的其他电子控制单元进行通信，BCM 采用了各种通信协议，如CAN、LIN和 FlexRay。

通过这些协议，BCM ECU 可以与其他 ECU 交换数据和命令，从而实现对不同系统的协调控制和操作。

• BCM的典型硬件架构如下：

BCM的未来发展趋势

目前主要有两种类型的 BCM 架构：集中式BCM和分布式BCM。

分布式BCM

• 由于车身系统中的负载较多，而且分布位置各异，位于车头、侧方、尾部和车内，随着负载数目的日益增加，如果每个负载均使用线束直连控制，会造成庞杂的线束系统，增加了车身的成本和重量。
• 为了改善布线架构和降低线束重量，车身系统中大量采用分布式ECU，即大量采用总线控制，终端负载以节点的方式挂载到总线上，在车身系统尤其多采用LIN Slave结构，如照明系统、座椅系统和空调系统等。

集中式BCM

• 目前集中式BCM设计的特点是平台化和高集成度化。

平台化主要体现在通用器件的兼容性上。
集成度不仅体现在BCM电子器件的集成度，例如采用SBC芯片将电源、CAN收发器、LIN收发器集成到一个芯片上。
同时，也体现在越来越多的功能集成到BCM上面，例如特斯拉将很多热管理域很多电机控制也集成到车身控制器上。

• 集中式BCM的优点也比较明显：

• 更少的电子模块和更少的电缆
• 减轻汽车重量
• 提高燃油效率
• 降低制造成本

集中式BCM: 是未来BCM发展一个明显的趋势

• 随着汽车车身控制模块（BCM）不断发展，新的技术将进一步集成到BCM。

其中一个趋势就是将高级驾驶辅助系统（ADAS）集成到 BCM 中。
通过将自适应巡航控制、车道保持辅助和防碰撞等 ADAS 功能与 BCM 的现有功能相结合，汽车可以实现更高水平的自动化和安全性。

• 另一个趋势是在 BCM中集成网络连接功能。

这可实现车辆与外部设备或服务（如智能手机、家庭自动化系统和云服务）之间的无缝通信。
有了联网的 BCM，驾驶员可以远程控制各种车辆功能，接收实时更新，并访问各种个性化服务。

BCM面临的挑战

BCM 对于管理车辆的各种功能至关重要，他们的发展也日新月异，但同时也面临着一些挑战：

复杂性

随着车辆技术越来越先进，车身控制模块需要管理的功能和特性也越来越多。
对于MCU性能需求增加、输入/输出处理器和通道数量增加、需要开发更复杂的功能和诊断逻辑。

在不影响整体系统性能的情况下将多种功能集成到一个模块中。
这需要对硬件和软件组件进行精心设计和优化，并在 BCM中有效分配资源。

功耗管理

由于 BCM控制着各种电气系统，并且数量也越来越多，因此需要最大限度地降低功耗，以防止车辆电池亏电。
因此需要优化电源管理策略（如睡眠模式和电源门控），确保 BCM的高效运行。

兼容性

BCM 必须与各种车型兼容。在瞬息万变的汽车市场中，确保与不同组件和系统的无缝集成是一项挑战。

安全性

• 随着新的网络安全威胁日益增多，确保 BCM的稳健性和安全性也至关重要。
  随着车辆对电子系统的依赖程度越来越高，必须保护 BCM免受潜在的网络威胁，并确保控制指令的完整性。
  实施安全的通信协议和加密技术有助于降低这些风险并保护车辆的电气系统。

小结

• 总之，随着技术的发展和新的功能的集成，BCM的作用将继续扩大，会为车辆提供更先进的控制和便利的功能，进一步推动汽车向智能化和电气化方向发展!

关键词

• BCM/车身控制系统
• ECU:电子控制单元/车载电脑
• MCU: 微控制单元
• 车载通信协议: CAN / Lin / FlexRay / 以太网
• ...

X 参考文献

• 浅谈汽车车身控制器(BCM) - Zhihu