汽车行业正经历百年未有之大变革，汽车电子电气架构正经历从“分布式”到“域集中式”，最终向“中央计算+区域控制”架构的演进。在这一进程中，物理区域控制器（Zonal Control Unit, 以下简称ZCU）作为承上启下的关键节点，不仅是技术演进的必然选择，更是产业迈向智能化的重要标志。
图1：汽车电子电气架构演变
一、传统架构的桎梏：智能化转型的 “不可能三角”
传统分布式电子电气架构在发展过程中，逐渐面临了 “算力与成本”、“功能与安全”、“创新与惯性” 交织的 “不可能三角” 困境，难以从容应对汽车行业日新月异的变革需求。
1.1 算力与成本的悖论
传统分布式 ECU 架构最显著的问题是形成了大量 “信息孤岛”。在传统分布式电子电气架构下，一辆高端汽车往往搭载超过 100 个 ECU，这些 ECU 各自为政，如同分散的 “算力散兵”，导致算力资源被无效分割。单个 ECU 可能存在算力冗余，但整车算力却难以形成有效合力，整体效率极为低下。
这种低效的算力分配模式带来了巨大的成本压力:
线束复杂昂贵：线束作为汽车内部的 “神经脉络”，其重量占整车重量的 5%，成本占比高达 10%。这些繁杂的线束不仅增加了车辆重量，降低了燃油经济性和续航里程，还大幅提升了制造成本和组装复杂度。 开发周期漫长：传统架构下，新功能的开发往往需要新增 ECU 和线束，开发周期长达 3-5 年，使得汽车产品难以快速响应市场变化和技术迭代。
1.2 创新与惯性的对抗
创新受限：在传统汽车产业生态和架构中，Tier1 供应商掌控着 ECU 功能开发的主导权。主机厂难以掌握底层技术，产品差异化创新受到制约，难以根据市场需求快速推出具有差异化竞争力的产品，软件定义汽车更是无从谈起。软件与硬件强耦合，扩展性差。 车型代际兼容性难题：燃油车与电动车平台共存的需求进一步加剧了架构的复杂性。不同平台、不同车型之间的硬件和软件差异巨大，为了实现兼容，需要投入大量资源进行适配和优化，增加了开发成本和周期。 OTA 升级困难重重：传统的分布式架构下，OTA 升级需要对大量分散的、来自不同供应商的 ECU 进行操作，升级成功率低、风险高、效率低下，导致车辆功能无法及时优化升级，用户体验难以持续改善。
1.3 功能与安全的博弈
随着智能驾驶、智能座舱等前沿技术的兴起，汽车对数据吞吐量的需求呈爆发式增长。功能安全新需求对整车的电子电气架构，以及配电的安全性提出了更高的要求，然而:
通信带宽瓶颈：传统 CAN 总线仅 1Mbps 的带宽，如同一根狭窄的 “数据管道”，根本无法满足多传感器融合 (摄像头、激光雷达、雷达等) 对高数据吞吐量的需求，成为高级别智能功能发展的硬约束。 安全验证复杂度激增：数百个 ECU 独立运行的模式，让功能安全 (ISO 26262) 与网络安全 (ISO/SAE 21434) 的验证复杂度呈指数级上升。ISO 21434 网络安全标准与 ASIL 等级要求对 ZCU 的实时性、故障诊断能力提出严苛标准，传统方案难以满足 L3 + 自动驾驶需求。
二、架构革新：ZCU 的必然性与核心价值
面对传统分布式架构的深刻困境，汽车产业迫切需要一场从底层架构到开发模式的全面革新。“中央计算 + 区域控制” 架构被视为面向未来的解决方案，其中 ZCU 扮演着承上启下的关键角色，ZCU 的核心价值主要体现在以下几个方面：
简化线束，降低成本和重量：ZCU 作为区域内的集成枢纽，将大量本地线束收束，通过一根高速以太网主干线连接中央计算机，能显著减少线束长度、重量和复杂度。
实现硬件标准化与软件解耦：ZCU 为 “软件定义汽车” 提供了物理基础。它实现了硬件接口的标准化，使得功能逻辑可由中央计算机的软件统一定义和下发，实现了功能的极致灵活性和 OTA 升级的便利性。
支撑集中式电源管理：ZCU 可以集成智能配电功能，替代传统的保险丝盒和继电器盒，实现软件定义的电路保护、能耗监控和睡眠唤醒管理，提升能源效率。
促进供应链关系重构：ZCU 减少了 ECU 数量，改变了主机厂与 Tier1 的传统合作模式，使主机厂能够更深入地掌握底层架构和软件定义权，强化自主创新能力。
三、经纬恒润 ZCU 系统化解决方案：架构重构的实施路径
面对前述 “不可能三角” 的桎梏，架构革新势在必行。经纬恒润 ZCU 系统化解决方案，正是以平台化集成破解算力与成本悖论，以软硬解耦应对创新与惯性对抗，以高安全通信与配电架构满足功能与安全博弈的需求，为车企提供了一条清晰的架构重构实施路径。与传统按功能划分的控制单元不同，ZCU 采用物理区域划分理念，将车辆划分为多个物理区域 (前舱、左舱、右舱、后舱)，每个区域部署一个 ZCU，作为该区域内所有电子设备的集成控制枢纽。
3.1 设计哲学：平台化、集成化与软硬解耦
按产品形态与集成度划分 ZCU 的发展体现了集成度不断提高的过程，其形态大致可以分为三类：基础性 ZCU、增强型 ZCU 和融合性 ZCU，如下表所示：
经纬恒润已实现规模化量产的 ZCU 产品属于增强型类别，其定位是 “区域融合网关” 和 “智能配电中心”，其主要设计理念包括：区域整合：替代传统分布式 ECU 架构，将特定物理区域内的多种控制功能集成到单一控制器中，显著减少 ECU 数量和线束复杂度。接口统一：提供丰富的接口选项，支持多种网络协议和 IO 接口，实现区域内异构设备的统一接入和管理。资源集中：通过集中化配电和通信架构，优化资源利用，降低系统总成本。软硬解耦：采用硬件平台化、软件服务化设计理念，支持功能 OTA 升级和灵活部署。配电管理：包含隔离器和整车所有的配电，合理的整个电网结构为自动驾驶功能安全提供保障。通信革命: ZCU 支持以太网通信，致力于推动从传统的 “基于信号” 的 CAN/LIN 通信向 “基于服务” 的以太网 (SOME/IP) 通信的范式转换。这是实现软硬件解耦、软件定义汽车的通信基石。
3.2 关键技术指标与平台化配置
经纬恒润 ZCU 系列产品已针对不同区域位置进行了优化设计，其主要技术参数如下表所示：
3.3 核心能力体系：智能配电、区域控制与数据枢纽
经纬恒润 ZCU 集成了三大核心功能体系，实现了区域内电子电气系统的统一管理与控制，大幅提升了整车架构的集成度和效率。
3.3.1 智能能源管理：软件定义的精细配电
ZCU 集成了传统车辆中的保险丝盒和继电器盒的配电功能，同时集成隔离器，满足 L2 以上级别自动驾驶的功能安全要求，实现了整车智能配电功能。当然，不同整车厂可根据自己的电器架构来灵活配置是否增加 F-ZCU (隔离器 + 一级配电)。
包括：两级配电管理：同时支持一级配电 (从电池直接取电) 和二级配电 (通过其他控制器取电)，优化整车的电力分配架构。电子保险丝功能：替代全车所有传统机械保险丝，支持软件可配置的过流、过压、过温保护策略，保护参数可通过 OTA 动态调整。智能功耗管理：实时监测各通道的负载电流，支持休眠唤醒管理，显著降低静态功耗，提升电动汽车续航里程。故障诊断与记录：提供精确到每个输出通道的故障诊断能力，记录故障历史数据，便于售后维修和故障分析 ZCU 的智能配电，由半导体取代了传统熔断熔丝，以实现智能熔断。
这种方案具有诸多优点：
・智能配电能够对整车所有用电设备进行集中式精细化管理，从而显著提升能源利用效率。这对于电动汽车而言尤为重要；如果电池电量不足，系统可以通过智能保险丝智能地暂时关闭某些非关键车辆功能；
・智能配电可以实时检测到线路的电流，实现更为便捷的保护；故障去除后会自动恢复，不需要人为的更换保险丝；并且可以将故障信息实实时传递回中央系统。相比较传统的配电形式，售后的维护更便捷和高效；
・智能配电可以通过更为精准的线束保护曲线、降低线径，从而达到节约线束成本、减轻重量目的。
3.3.2 区域 IO 整合：统一接入与高效执行
ZCU 作为区域 IO 中心，实现了对输入输出信号的统一管理和控制，能够与各种传感器、执行器等设备无缝连接，确保信号的准确传输和高效处理。这种集中化的管理方式简化了系统复杂度，提高了整车的可靠性和安全性。
ZCU 直接负责区域内各类传感器信号的采集和执行器的驱动控制：多样化 IO 接口：提供 GPIO、PWM、ADC 等多种 IO 接口，支持直接连接传感器和执行器，减少中间转换环节。
区域功能整合：根据不同区域位置，集成了差异化的控制功能，具体功能分配如下图 所示：
机电算法集成：内置多种车身舒适控制机电算法，如门窗防夹算法、座椅控制算法、灯光渐变调节算法等。
3.3.3 服务化通信：基于 SOME/IP 的数据中枢
ZCU 作为区域数据枢纽，提供强大的网络协议转换和数据路由能力：多协议支持：内置百兆 / 千兆以太网接口、CAN-FD 控制器、LIN 总线控制器，支持多种车载网络协议的无缝转换。服务化通信：基于 SOME/IP 协议提供车控域的原子服务能力，支持服务发现和订阅发布机制。实时数据交换：在区域设备与中央计算平台之间提供低延迟、高带宽的数据传输通道，满足实时控制需求。网络管理：支持车辆网络状态管理，协调各节点的睡眠和唤醒时序，优化整车能耗。
3.4 架构优势与关键技术突破
经纬恒润 ZCU 采用先进的硬件和软件架构设计，在多个维度展现出显著的技术优势，为整车制造商带来实实在在的价值提升。
3.4.1 高集成度硬件与系统化工程设计
ZCU 的硬件采用高度集成化设计，在单一块电路板上实现了多种功能组件的有机整合：多核处理器架构：采用高性能多核 MCU，预留充足算力资源 (CPU 和内存)，支持客户部署自定义应用软件和第三方软件组件。智能功率驱动：集成高边 / 低边开关芯片，支持高精度电流检测和诊断，最大驱动能力可达 30A / 通道。硬件接口标准化：标准化的硬件接口和资源，与软件逻辑解耦。可以根据客户的架构，在不同区域间灵活配置功能，同时，也可以根据车型的配置情况灵活的裁剪 ZCU 的个数，做到成本的最优化。紧凑型结构设计：针对不同安装位置优化机械结构设计，前区控制器采用 IP6K9 高防护等级，左右区控制器采用 IP5K2 防护等级，适应苛刻的车载环境。
ZCU 系统的高集成度体现在：功能集成：其 ZCU 产品高度集成信号采集、负载驱动、电子保险及区域网关等功能。配电集成：集成整车一级、二级配电功能，这意味着它取代了传统的保险丝盒和继电器盒。跨域集成：ZCU 集成车身舒适、动力、空调热管理等功能的输入输出，表明了其向融合型 ZCU 发展的方向。
这种高度集成的硬件设计使整车线束长度减少 30% 以上，连接器数量减少 40% 以上，显著降低系统成本和重量。可以根据客户架构需求，适配不同车型及功能。
3.4.2 基于 AUTOSAR 的开放软件平台
ZCU 软件平台采用 AUTOSAR 自适应平台架构，支持面向服务 (SOA) 的软件开发模式：Classic AUTOSAR 基础软件：提供标准化的基础软件模块，包括通信栈、内存管理、系统服务和诊断功能。自适应应用框架：支持基于 POSIX 标准的应用程序开发，提供更丰富的计算资源和软件生态。原子服务封装：将传统 ECU 的信号接口封装为可重用的原子服务，支持服务组合和灵活部署。无感 OTA 升级：支持 AB 分区双备份机制，实现无感刷写和故障回滚，确保升级过程的安全性和可靠性。
软件架构的开放性和可扩展性使 OEM 能够快速部署自定义功能，具备快速适配不同的架构和软件部署方案的能力，缩短开发周期，支持 "软件定义汽车" 的持续演进。
经纬恒润的 ZCU 支持如下两种软件架构：第一种架构：车身相关的软件逻辑功能上移集成到 Central HPC 中，ZCU 主要负责底层的机电算法，及驱动和执行。此架构各部分都是独立模块，功能划分比较清晰，整体实现也更为简单。第二种架构：上层座舱和 Central HPC 做了进一步融合，所有车身软件逻辑功能下沉到 ZCU 上来完成。整个架构进一步的简化，HPC 的复杂度更高，算力要求更高。
3.4.3 全方位安全体系：功能安全与网络安全的融合
ZCU 从功能安全和网络安全两个维度构建了完善的安全保障体系：功能安全：系统架构遵循 ISO 26262 标准，支持 ASIL B/D 安全等级，提供故障检测、隔离和处理机制。信息安全：集成硬件安全模块 (HSM)，支持安全启动 (Security Boot)、安全通信 (SecOC)、安全诊断和密钥管理。故障容错：采用冗余设计和故障隔离策略，确保单一故障不会影响整体系统功能。预期功能安全 (SOTIF)：通过传感器融合和算法优化，减少功能不足和误操作风险。
3.4.4 关键挑战与突破：跨域集成、热管理及 EMC 设计
经纬恒润已实现规模化量产的 ZCU 产品属于增强型类别，其高集成度和技术难点主要体现在：
01 跨域功能安全隔离
在同一硬件平台上处理车身、动力等不同 ASIL 等级的功能，需精密的硬件隔离机制和软件监控机制，确保单一故障不会蔓延。经纬恒润 ZCU 的系统功能安全等级可满足 ASIL B/D 要求。
02 复杂软件架构与 SOA 化
需要基于 AUTOSAR Adaptive 等平台，采用面向服务 (SOA) 的架构，将传统信号接口抽象并封装为可重用的原子服务。这对软件设计和开发能力要求极高。经纬恒润 ZCU 支持 SOME/IP 服务部署。
03 热管理与功耗控制
高度集成导致功率密度显著提升，对散热设计提出了严峻挑战。需精确计算热耗，并采用先进的散热材料和工艺，确保在高温环境下稳定运行。
04 EMC/EMI 设计
ZCU 集成了高速数字电路、模拟电路和功率驱动电路，极易产生内部干扰。电磁兼容性设计至关重要，需从芯片选型、PCB 布局布线、屏蔽等方面进行全方位优化。
05 供应链与国产化替代
ZCU 高度依赖高性能 MCU、智能功率器件、以太网 PHY 等芯片。在全球供应链存在不确定性的背景下，推动关键元器件的国产化替代是保障量产和成本控制的重要环节，但也面临性能、可靠性和长期验证的挑战。
四、实践验证：规模化量产应用与市场引领
经纬恒润 ZCU 自推出以来，已在国内主流车企的多款热门车型上实现量产应用，取得了显著的市场成绩和用户认可。
4.1 深度协同：与多元客户的合作范式创新
经纬恒润与客户构建了超越传统 “供应 - 采购” 关系的深度协同、合作共赢的伙伴模式。对于 ZCU 产品，经纬恒润为客户提供多样化的合作模式：
与造车新势力：前瞻共研，快速迭代的深度协同研发。经纬恒润会早期介入客户的电子电气架构定义，提供 ZCU 硬件平台、基础软件及开发工具链（如 INTEWORK，ModelBase，OrienLink 等自研工具），支持客户进行上层应用软件的开发与快速迭代。这种模式紧密配合了新势力车型高速上市和持续 OTA 升级的需求。 与本土传统车企：经纬恒润更多提供平台化的 ZCU 解决方案，支持客户从传统的分布式控制器 (BCM) 向区域架构平滑过渡。这不仅帮助车企减少线束、降低成本，还通过软硬件解耦为未来功能扩展和 OTA 升级预留空间，助力传统车企稳步迈向智能化。 与国际品牌 OEM 及 Tier1：技术赋能与联合开拓。经纬恒润的角色更侧重于技术赋能者和联合开发者。可以为客户提供符合国际标准的车规级 ZCU 产品和技术方案，满足海外市场严格的法规和性能要求，帮助客户将产品推向全球市场。 特殊场景定制化：定制化解决方案。在商用车和特定场景（如港口集装箱运输、无人配送），合作模式更具定制化。经纬恒润会与客户深度合作，开发适应特定运营场景和功能需求的 ZCU 及相关域控产品，并整合其高级别智能驾驶整体解决方案，共同推动智慧物流等特定场景的商业化落地。
4.2 典型案例：赋能主流车企的架构转型
某国内头部新势力 OEM 客户：经纬恒润 ZCU 产品为某头部新势力 OEM 的两个爆款车型提供配套量产，实现了区域控制架构在新兴造车企业的首次大规模应用。ZCU 实现了前舱、左舱、右舱的全区域覆盖，集成了灯光控制、门控、座椅控制、配电管理等多种功能。通过采用 ZCU 架构，客户车型成功减少线束长度约 35%，降低生产成本约 20%，并支持了丰富的个性化场景功能。 某国内自主品牌头部 OEM 客户：经纬恒润 ZCU 产品为国内自主品牌头部 OEM 的超过 10 款车型提供配套量产。经纬恒润 ZCU 与多合一控制器 (XCU) 协同工作，实现了车身区域控制与动力控制的深度集成。ZCU 在该项目中主要负责车身舒适功能和配电管理，支持了无感 OTA 升级和个性化驾驶场景配置功能，提升了用户体验。 某 Global OEM 客户：经纬恒润还获得了某 Global OEM 客户的多个车型项目定点，进一步扩大了 ZCU 产品的市场应用范围。该项目中，ZCU 与中央计算平台协同工作，实现了真正意义上的 "中央计算 + 区域控制" 架构。
4.3 市场引领：百万台级交付与行业标杆地位
截至 2025 年 7 月，经纬恒润 ZCU 累计产量突破 100 万台，本土市场占有率位居第一，创造了行业新品量产速度的新纪录。
高工智能 2025 年 1-5 月中国市场（不含进出口）乘用车前装物理区域控制器 ZCU 供应商市场份额（统计口径：车型统计仅包含 HPC+ZCU 架构，剔除位置域 BCM 部分）：
特斯拉 (Pektron)：26.34% 经纬恒润：18.07% 华为：17.22%
经纬恒润 ZCU 的量产历程如下：
2023 年：正式推出首款 ZCU 产品，完成研发、试验和小批量生产； 2024 年 8 月：开始大规模量产交付； 2025 年 7 月：实现第 100 万台产品下线，不到一年时间达到百万产量里程碑； 2025 年 12 月：实现第 200 万台产品下线，第二个百万件用时仅 4.5 个月。
百万量产不仅是商业上的成功，更证明了区域控制架构在汽车行业的接受度和成熟度，为整个行业向新一代电子电气架构转型提供了信心和动力。
五、迈向未来：ZCU技术的演进路径与行业协同
随着汽车电子电气架构向“中央计算+区域控制”的持续演进，ZCU的战略地位将愈发关键。其未来发展将呈现标准化与平台化的行业趋势，并沿着深度集成、软件定义与边缘智能三大技术方向持续深化，从而更高效地支撑下一代智能汽车的实现。
5.1 势在必行：标准化、平台化与产业生态共建
随着区域架构成为主流，行业将逐步形成统一的硬件接口、通信协议与服务接口标准，以降低开发复杂度与成本。经纬恒润积极参与相关标准制定，推动产业协同发展。同时，ZCU硬件自身也将向系列化、平台化方向演进，通过提供不同性能等级与接口配置的产品版本，覆盖从经济型到豪华型等各类车型的需求，最大化研发资源的复用效率，助力主机厂快速、灵活地打造差异化车型。经纬恒润不仅积极参与行业标准制定，更通过百万台级量产实践，为ZCU的接口规范、通信协议等提供了事实上的参考标准，助力产业生态高效共建。
5.2 技术前瞻：驱动架构深度演进的三大路径
ZCU 的技术创新是架构演进的核心驱动力，其未来图景将由基础革新、软件定义、边缘智能三项关键技术路径共同塑造，三者层层递进、相互支撑，推动 ZCU 从 “区域控制枢纽” 向 “智能边缘节点” 升级，为 “中央计算 + 区域控制” 架构的深度落地奠定核心基础，最终支撑 L4 及以上高级别自动驾驶、全域智能座舱等下一代智能汽车功能的实现。
5.2.1 基础革新：通信、能源与控制的深度融合
ZCU 将推动更深度的跨域功能融合，而这一目标的实现，依赖于通信、能源、控制三大底层基础能力的一体化革新与融合，打破原有单一维度的技术升级逻辑，实现区域内硬件资源的极致利用。
通信、能源、控制的深度融合，将让 ZCU 成为真正的区域一体化智能枢纽，而非单一的 “配电 + 网关” 设备，为后续软件定义和边缘智能的实现提供坚实的硬件基础。
5.2.2 软件定义：从原子服务到开放应用生态
在硬件基础深度融合的前提下，ZCU 的软件能力将迎来从 “功能实现” 到 “生态构建” 的跨越，核心是从现有的原子服务封装，走向标准化、可复用、可拓展的开放软件应用生态，真正落地 “软件定义汽车” 的核心理念。
从原子服务到开放应用生态，ZCU 的软件定义能力将成为车企打造产品差异化、实现持续价值变现的核心抓手，推动汽车产业从 “硬件竞争” 向 “软件 + 生态竞争” 转型。
5.2.3 边缘智能：从功能执行到本地智能决策的演进
随着高级别自动驾驶的发展，车辆对 “本地实时决策” 的需求日益迫切，ZCU 将从现有的单纯功能执行节点，升级为具备本地智能决策能力的边缘智能节点，与中央计算平台形成 “云 - 边 - 端” 的协同决策体系，弥补中央计算平台在实时性、容错性上的不足。
从功能执行到本地智能决策，ZCU 的边缘智能升级，将让 “中央计算 + 区域控制” 架构更具实时性、安全性与灵活性，成为支撑高级别自动驾驶大规模落地的关键技术支撑，同时也让车辆的智能化从 “全域集中” 向 “集中 + 分布式” 演进，更贴合智能汽车的实际使用需求。
