如何降本？电动汽车能效提升与英特尔ACU方案解析

当电动汽车制造商在为高昂的电池成本与能效优化头疼不已，苦于传统架构无法同时满足性能与利润需求时，是否思考过通过一种系统级的颠覆性方案来破解难题？ 英特尔推出的自适应控制单元（ACU），特别是ACU U310型号，通过与Swoboda等伙伴的合作，为电动汽车动力总成带来了革命性的变化。它不仅能将多个实时、安全关键型功能整合到单芯片中，更能根据驾驶员风格和路况自动调整高压与控制频率，直接减少对电池的能源需求，助力车辆回收高达40%的动力总成系统能量损失，并在全球统一轻型车辆测试程序（WLTP）中实现3%到5%的效率提升。

一、ACU是什么？核心原理与传统控制器的区别

“无芯”设计带来的精度革命。与传统采用磁芯的电流传感器不同，英特尔ACU系列采用的TLE4973等“无芯”传感器IC，消除了磁饱和非线性和磁滞效应，这是实现高精度控制的基础，从而为能效提升提供了更准确的数据保障。

“双脑”路径实现确定性处理。ACU U310集成了一个灵活的逻辑区域，能够从CPU核中卸载实时控制算法。这意味着即使将多个微控制器工作负载整合到单个区域MCU中，也能确保可靠的性能、免受干扰（FFI）和确定性的数据传输。这与传统基于时间和顺序处理、确定性处理能力有限的微控制器和区域控制器形成了鲜明对比。

高度集成化与功能整合。ACU支持将多个实时、安全关键型和网络安全功能、应用和域（多合1）整合到单个芯片之中，极大地简化了车辆电气架构，减少了ECU（电子控制单元）总数，降低了系统复杂性和成本。

二、ACU如何提升能效与续航？

智能调节高压与控制频率。ACU U310支持先进算法解决方案，能根据驾驶员的个人风格和实时路况，自动调整高压和控制频率。这种动态调整能力可以显著减少车辆从电池获取的能量需求，从而直接提升能效。

能量回收效率大幅提升。通过优化的控制算法，ACU使得车辆能够回收高达40%的动力总成系统能量损失。这意味着在制动等环节，更多的动能可以被转化为电能并存储回电池，有效延长了续航里程。

WLTP测试下的显著成效。在全球统一轻型车辆测试程序 (WLTP) 中，采用ACU的车辆能实现3%到5%的效率提升。这直接转化为更长的续航里程、更快的充电响应速度以及更灵敏的驾驶体验。

降低对电池容量的依赖。由于能效提升，在达到相同续航里程的前提下，汽车制造商可以考虑使用容量稍小的电池包，这能显著降低每辆车的物料清单（BOM）和电池成本，同时还能减小电机尺寸。

三、ACU的实际应用与客户案例

Stellantis Motorsports的竞技应用。Stellantis Motorsports选择英特尔作为关键技术合作伙伴，将ACU技术部署到其下一代逆变控制系统中，旨在提升竞技赛车环境中的性能和效率。在这类对效率**追求的电动方程式赛事中，ACU控制电机并在制动阶段**回收能量，任何效率的提升都将转化为宝贵的竞争优势。

Karma汽车的量产规划。Karma汽车已宣布将在未来车型中部署英特尔的ACU。双方联合展示的一款逆变器，采用了**脉冲模式控制算法（Optimal Pulse Pattern control algorithms） 来提**率，并支持四种独特的驾驶特性，包括扭矩波动减少（Torque Ripple Reduction）和续航里程提升（Range Boost）等创新功能。

软件定义灵活性。ACU具备可编程性，可作为软件定义区域控制器，适应不同的车辆拓扑和应用。这种灵活性优化了汽车制造商向软件定义汽车的转型过程，简化了供应链并精简了BOM。

四、系统级方案：超越ACU的整车价值

打破架构孤岛，全局优化能效。英特尔整车方案的核心思想是采用全面的系统级策略，而非优化单个组件。它将车辆系统视为一个“整体”，让工作负载可以在软件定义中央计算系统和软件定义域计算子系统之间无缝移动，确保了极大的灵活性、出色的成本和性能，以及显著的能效优势。例如，可将原本由高能耗车载计算子系统负责的车辆未启动时的摄像头监控任务，转移至能耗更低的域控制器，只在需要时唤醒中央计算系统，从而节约能源。

智能电源管理策略。整合智能电源策略与控制系统，可以降低整车的能耗。例如，在汽车充电时关闭ADAS ECU，或根据环境状况（如在冬天寒冷地区关闭空调ECU，在夏天炎热地区关闭座椅加热器）调整汽车电源使用，可以显著节约能源。这种集中式电源管理理念，借鉴了PC行业中成功的ACPI规范，并通过全新的SAE J3311车辆平台电源管理标准应用到汽车行业。

与AWS共建虚拟开发环境。英特尔与亚马逊云科技（AWS）共同开发了英特尔(R)汽车虚拟设计环境（VDE）。这一环境确保了从云到车真正的硬件和软件一致性，使工程师能在虚拟和物理硬件设置间无缝切换，无需昂贵的ECU模拟器或开发板，从而加速创新、降低研发成本并缩短上市时间。

第二代AI增强车载SoC与独立显卡。英特尔还推出了第二代AI增强软件定义车载SoC，采用创新的“多节点芯粒架构”，可根据需求灵活组合不同制程的芯粒，降低成本并避免资源浪费。配合计划于2025年底量产的第二代英特尔锐炫TMB系列车载独立显卡，为更高级的车载AI工作负载、沉浸式车内体验和下一代人机交互界面提供了强大算力支持。

五、个人观点：ACU与系统级方案的未来意义

从“单点突破”到“全局*优”的思维转变。英特尔ACU及其整车方案的价值，在于其倡导并践行了系统级的思维方式。在汽车产业智能化、电动化转型深水区，单点技术的堆砌往往带来成本激增和“内耗”，而通过架构革新和全局优化，能在提升体验的同时实现成本控制，这才是可持续的创新路径。

“软件定义”深化，硬件标准化与个性化服务并存。ACU的软件定义特性预示着未来汽车硬件将趋于标准化和平台化，而个性化功能和体验将主要通过软件和服务实现。这要求车企重新梳理研发体系，并思考如何通过软件和生态服务构建新的盈利模式。

供应链与合作模式的重塑。英特尔推出基于UCIe标准的开放式汽车芯粒平台，支持车企集成第三方芯粒，这种开放合作模式降低了定制化门槛，也可能重塑传统 Tier1-Tier2 的链式关系，转向更加网状化、生态化的合作形态。

对中国汽车产业的启示与机遇。中国拥有全球*活跃的智能电动汽车市场和应用场景。英特尔秉持“在中国，为中国”的理念，与黑芝麻智能、面壁智能等本土企业深度合作，共同开发舱驾融合平台、端侧原生智能座舱等。中国汽车品牌可以借助此类先进的系统级方案和开放生态，加速技术迭代，聚焦用户体验创新，在全球市场中进一步提升竞争力。

数据视角

研究表明，通过系统级的能效优化（如ACU带来的3%-5%效率提升），一辆续航600公里的电动车有望增加18-30公里的实际续航；同时，电池成本每降低10%，对应整车BOM成本可下降约2-3%。ACU带来的能效提升和电池成本降低潜力，对车企利润至关重要。