在现代汽车电子电气架构中，低压电源系统（通常为12V或48V）承担着关键的车身控制、照明、信息娱乐和空调等功能。区域控制器（Zone Controller，简称ZCU）作为汽车电子电气架构中的关键节点，在低压电源管理中扮演着重要角色。通过智能电源调度、动态电流控制和e-Fuse技术，区域控制器不仅优化了系统的电源分配，还提升了低压电路设计的可靠性和灵活性，能够提升系统能效、减少线束复杂度，并提高整车的安全性和稳定性。
电源管理的核心是通过区域控制器（ZCU）将各域的电源需求进行统一调度和分配，e-Fuse（电子保险丝）在这个过程中起到了关键作用。e-Fuse是一种集成电路，在单芯片上集成了MOSFET、驱动、逻辑电路、诊断等模块，通过软件保护策略进行电路检测和诊断。
e-Fuse替代了传统的继电器+保险丝方案，使低压电源管理更加智能和高效。传统机械保险丝一旦熔断便需要更换，而e-Fuse具备可复位和动态调节的能力，能够实时监控低压电路中的电流情况，并根据需要重新分配电流。区域控制器通过e-Fuse，不仅能够在不同域之间智能调度低压电源，还能够在电流异常时快速响应，避免电源过载或短路。
整车区域化电源架构
汽车电子电气架构在区域化架构下，电源管理逐渐从传统的集中式架构向区域化分布式架构过渡，整车供电一般采用分级配电的方式：
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一级配电网络，将电力从主干网输送到区域控制器；
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二级配电网络，区域控制器负责将二级电源继续向下输送到下挂的相关控制器。
其中初级配电单元包括一级配电，可以是单独的配电控制器，也可以与前区域控制器做集成的一级、二级配电方案，这样可以省去一个初级配电单元。
例如：前区域控制器可直接集成一级、二级配电、前舱热管理等功能，接入了两个DCDC互做电源冗余，一级配电通过前区域给左/右/后区域控制器做配电方案；左/右/后区域控制器各自提供二级配电的通道。这样整体组成了整车区域化配电管理。
区域控制器电源负载的智能调度
区域控制器集成多路e-Fuse供电通道，根据不同控制器的供电优先级，动态调整电流输出。
场景1
在充电时，可以切断与车身相关的雷达，节省功耗，提升充电速度；当车辆高速加速时，动力域对电机的功率需求急剧增加，而此时车身域和底盘域耗电功能（如车内饰灯、氛围灯、座椅加热、按摩、空悬高度调节等）可能并非紧急需求，如在急需保护动力系统时，区域控制器可以通过e-fuse优先切断整车域的次要功能电源，如娱乐系统、通风功能、悬架阻尼调节功能（切断减震器电源使减震器保持最硬），从而确保底盘制动域（AEB前向制动功能和ABS防抱死功能等）和安全域（碰撞模块）获得足够的电能供应。
场景2
在哨兵模式（即车辆处于驻车状态时，一旦车辆被碰撞或移动，外部摄像头就会录制车辆周围的环境，并通过手机APP通知车主）下，切断所有与智驾相关的传感器（例如激光雷达、毫米波雷达）来节省用电，提升续航里程；这种分层次的电源管理策略，能够确保关键系统的稳定运行，提高了整车的容错能力。
电源管理的挑战与未来方向
尽管区域化电源管理在提升整车能效与稳定性方面展现出巨大的潜力，但仍然面临一定的技术挑战。在未来，区域控制器的跨域电源管理将更多依赖于人工智能和预测算法。通过实时监控车辆的电源消耗情况，系统可以预先预测各域的电能需求，并根据路况、驾驶模式等信息，提前优化电源分配。
例如，在即将进入拥堵路段时，系统可以预先降低动力域的电能消耗，并在低速时优先为车身域的舒适性功能供电。这种智能预测与动态调度技术将进一步提升电源管理的效率。
结语
区域控制器的电源管理为整车电子电气架构带来了新的优化可能。通过e-fuse技术以及智能电源调度策略，整车的电能分配更加灵活、高效。
在未来，随着跨域电源管理技术的进一步发展，车辆的电源冗余、故障隔离以及能量管理将变得更加智能和可靠，为智能化汽车的发展提供更多样化的丰富应用，让用户驾乘体验更愉悦。
来源：联合电子
