車載ゾーン アーキテクチャ

電源分配、ゲートウェイ、負荷アクチュエーションを一元化する拡張性の高いゾーン アーキテクチャ ソリューションで、SDV設計を加速します。

概要

車載ゾーン アーキテクチャがハードウェアの複雑さをどのように低減するか

自動車業界は、ハードウェアとソフトウェアの複雑さを低減する必要性により、従来のドメインベースのE/Eアーキテクチャから革新的な車載ゾーン アーキテクチャへと根本的な転換が進んでいます。

この変革の中核を成すのは、ゾーン制御ユニット (ZCU) です。ZCUは、車両の特定の物理ゾーン内で、通信、電源分配と変換、負荷作動、およびセンシングを集約する各ゾーンのハブです。従来はボディコントロールモジュール (BCM) やゲートウェイなどの個別モジュールに分散していた機能が、戦略的に配置された少数のZCUに統合されます。

この変化は2つの層であらわれます。ハードウェア面では分散型で電化された電源分配システム (PDS) として、ソフトウェア面では集中型のサービス指向アーキテクチャ (SOA) を可能にする車載ネットワークとして現れます。 

ソフトウェア デファインド ビークル (SDV) ソリューション
ゾーン制御ユニット用半導体

分散型ECUからSDV対応の車載ネットワークへ

現代の自動車は、E/E アーキテクチャにおいて根本的な変革期を迎えています。多数の分散型ECUを基盤とした従来の分散型設計は、ますます集中化され、ソフトウェア中心の構成へと移行しつつあります。

この移行は、ソフトウェア定義車両 (SDV) の実現に不可欠な要素であり、SDVではハードウェアの変更ではなくソフトウェアを通じて機能が提供、更新されます。重要な側面は、サービス指向アーキテクチャ (SOA) の採用です。SOAでは、車両の機能が独立した再利用可能なソフトウェア サービスとして公開され、ゾーン間での柔軟な通信とシームレスな統合が可能になります。

この進化の中核を成すのは車載ゾーン アーキテクチャです。これは、車両の機能をドメイン別ではなく物理的な位置別に整理するものです。ゾーン コントロール ユニットはリージョナルハブとして機能し、ローカルの作動情報およびセンサーデータを集約し、コンピューティング タスクを実行し、情報を中央コンピュート ユニット (CCU) までルーティングします。 

ソフトウェア デファインド ビークル (SDV) 技術
ゾーン コントロール ユニット (ZCU) ソリューション

ゾーン アーキテクチャにおける電源分配

車載電源分配システムは、電源から負荷への低電圧の電気エネルギーの伝送します。従来の中央集中型アーキテクチャは、配線の複雑さ、重量、コストを劇的に削減する革新的なゾーン型E/E設計に取って代わられつつあります。ゾーン アーキテクチャでは、電源分配は分散化され、車両全体の戦略的な位置に配置されたゾーン コントローラーに直接統合されます。これにより、電源管理が電気負荷に近づき、配線長とシステムの複雑さが大幅に低減できます。この変革を支えているのは、先進的な半導体技術です。ソフトウェアでリセット可能な半導体スイッチが従来の機械式ヒューズに取って代わることで、アクセス可能なヒューズ ボックスが不要になり、遠隔での故障管理が可能になります。その結果、よりインテリジェントでコンパクトかつコスト効率に優れた電源分配システムが実現され、現代の車両における電力ニーズに対応します。

車載電源分配ユニット ソリューション
PROFET™スマート パワー スイッチ

車載ゾーン設計における柔軟性、拡張性、効率性

車載ゾーンアーキテクチャは、自動車メーカーとドライバー双方に大きなメリットをもたらします。機能をローカルのゾーン制御ユニットに統合することで、OEMはワイヤーハーネスの複雑さを大幅に軽減できるだけでなく、ソフトウェア定義車両（SDV）のユースケースに向けた技術的基盤を構築できます。

大きなメリットの一つは、ソフトウェア開発とハードウェア開発を分離できることです。ソフトウェアは独立して進化できるため、反復サイクルが短縮され、SOTA（Software-Over-The-Air）アップデートを通じて提供される新機能の市場投入までの時間が短縮されます。

ゾーン設計は、ポイントツーポイントのECU依存関係を明確に定義されたインターフェースと通信規格に置き換えることで、システム統合をさらに簡素化します。これにより、共通のソフトウェアスタックと再利用可能なハードウェアプラットフォームを備え、車種やモデル世代を超えたプラットフォーム標準化のための強固な基盤が構築されます。

最後に、ゾーンアーキテクチャは拡張性をサポートします。同じ基本設計を車両セグメントや機能レベル全体に適用できるため、開発労力を削減し、変化する市場ニーズに迅速に対応できます。 

ソフトウェア デファインド ビークル (SDV) 技術
E/Eアーキテクチャ ソリューション

ゾーン アーキテクチャへのゾーン別48 V/12 V DC-DCの統合

車両の新機能の統合が進み、ユーザーエクスペリエンスに対する要求が高まるにつれ、従来の12 V低電圧ネットワークは限界に近づいています。特にバッテリー電気自動車 (BEV) では顕著です。

車載用ゾーン アーキテクチャに48 Vを導入することで、より高い電力レベルを効率的に分配でき、ワイヤーハーネスの重量と複雑さを低減できます。高出力負荷の一部はすでに48 Vへ移行していますが、すべての車両負荷が同時に12 Vへ移行するわけではありません。

ゾーン アーキテクチャは、48 Vシステムと12 Vシステムの両方を単一の車両プラットフォーム内に適切に統合します。高出力の48 V負荷は48 Vバッテリーから直接電源供給を受け、最適な効率を確保します。一方、12 V負荷はゾーン コントローラーを介した分散型電源供給により動作を継続します。これにより、既存の車載システムとの互換性を維持できます。

このソリューションの中核となるのは、各ゾーン コントローラーに直接組み込まれた統合型48 V/12 V DC-DCコンバーターであり、これにより両電圧ドメインのシームレスな共存を可能にします。 

48 V/12 VゾーンDC-DCコンバーター ソリューション
48 V電源分配ソリューション

車載ゾーン アーキテクチャがハードウェアの複雑さをどのように低減するか

自動車業界は、ハードウェアとソフトウェアの複雑さを低減する必要性により、従来のドメインベースのE/Eアーキテクチャから革新的な車載ゾーン アーキテクチャへと根本的な転換が進んでいます。

この変革の中核を成すのは、ゾーン制御ユニット (ZCU) です。ZCUは、車両の特定の物理ゾーン内で、通信、電源分配と変換、負荷作動、およびセンシングを集約する各ゾーンのハブです。従来はボディコントロールモジュール (BCM) やゲートウェイなどの個別モジュールに分散していた機能が、戦略的に配置された少数のZCUに統合されます。

この変化は2つの層であらわれます。ハードウェア面では分散型で電化された電源分配システム (PDS) として、ソフトウェア面では集中型のサービス指向アーキテクチャ (SOA) を可能にする車載ネットワークとして現れます。 

ソフトウェア デファインド ビークル (SDV) ソリューション
ゾーン制御ユニット用半導体

分散型ECUからSDV対応の車載ネットワークへ

現代の自動車は、E/E アーキテクチャにおいて根本的な変革期を迎えています。多数の分散型ECUを基盤とした従来の分散型設計は、ますます集中化され、ソフトウェア中心の構成へと移行しつつあります。

この移行は、ソフトウェア定義車両 (SDV) の実現に不可欠な要素であり、SDVではハードウェアの変更ではなくソフトウェアを通じて機能が提供、更新されます。重要な側面は、サービス指向アーキテクチャ (SOA) の採用です。SOAでは、車両の機能が独立した再利用可能なソフトウェア サービスとして公開され、ゾーン間での柔軟な通信とシームレスな統合が可能になります。

この進化の中核を成すのは車載ゾーン アーキテクチャです。これは、車両の機能をドメイン別ではなく物理的な位置別に整理するものです。ゾーン コントロール ユニットはリージョナルハブとして機能し、ローカルの作動情報およびセンサーデータを集約し、コンピューティング タスクを実行し、情報を中央コンピュート ユニット (CCU) までルーティングします。 

ソフトウェア デファインド ビークル (SDV) 技術
ゾーン コントロール ユニット (ZCU) ソリューション

ゾーン アーキテクチャにおける電源分配

車載電源分配システムは、電源から負荷への低電圧の電気エネルギーの伝送します。従来の中央集中型アーキテクチャは、配線の複雑さ、重量、コストを劇的に削減する革新的なゾーン型E/E設計に取って代わられつつあります。ゾーン アーキテクチャでは、電源分配は分散化され、車両全体の戦略的な位置に配置されたゾーン コントローラーに直接統合されます。これにより、電源管理が電気負荷に近づき、配線長とシステムの複雑さが大幅に低減できます。この変革を支えているのは、先進的な半導体技術です。ソフトウェアでリセット可能な半導体スイッチが従来の機械式ヒューズに取って代わることで、アクセス可能なヒューズ ボックスが不要になり、遠隔での故障管理が可能になります。その結果、よりインテリジェントでコンパクトかつコスト効率に優れた電源分配システムが実現され、現代の車両における電力ニーズに対応します。

車載電源分配ユニット ソリューション
PROFET™スマート パワー スイッチ

車載ゾーン設計における柔軟性、拡張性、効率性

車載ゾーンアーキテクチャは、自動車メーカーとドライバー双方に大きなメリットをもたらします。機能をローカルのゾーン制御ユニットに統合することで、OEMはワイヤーハーネスの複雑さを大幅に軽減できるだけでなく、ソフトウェア定義車両（SDV）のユースケースに向けた技術的基盤を構築できます。

大きなメリットの一つは、ソフトウェア開発とハードウェア開発を分離できることです。ソフトウェアは独立して進化できるため、反復サイクルが短縮され、SOTA（Software-Over-The-Air）アップデートを通じて提供される新機能の市場投入までの時間が短縮されます。

ゾーン設計は、ポイントツーポイントのECU依存関係を明確に定義されたインターフェースと通信規格に置き換えることで、システム統合をさらに簡素化します。これにより、共通のソフトウェアスタックと再利用可能なハードウェアプラットフォームを備え、車種やモデル世代を超えたプラットフォーム標準化のための強固な基盤が構築されます。

最後に、ゾーンアーキテクチャは拡張性をサポートします。同じ基本設計を車両セグメントや機能レベル全体に適用できるため、開発労力を削減し、変化する市場ニーズに迅速に対応できます。 

ソフトウェア デファインド ビークル (SDV) 技術
E/Eアーキテクチャ ソリューション

ゾーン アーキテクチャへのゾーン別48 V/12 V DC-DCの統合

車両の新機能の統合が進み、ユーザーエクスペリエンスに対する要求が高まるにつれ、従来の12 V低電圧ネットワークは限界に近づいています。特にバッテリー電気自動車 (BEV) では顕著です。

車載用ゾーン アーキテクチャに48 Vを導入することで、より高い電力レベルを効率的に分配でき、ワイヤーハーネスの重量と複雑さを低減できます。高出力負荷の一部はすでに48 Vへ移行していますが、すべての車両負荷が同時に12 Vへ移行するわけではありません。

ゾーン アーキテクチャは、48 Vシステムと12 Vシステムの両方を単一の車両プラットフォーム内に適切に統合します。高出力の48 V負荷は48 Vバッテリーから直接電源供給を受け、最適な効率を確保します。一方、12 V負荷はゾーン コントローラーを介した分散型電源供給により動作を継続します。これにより、既存の車載システムとの互換性を維持できます。

このソリューションの中核となるのは、各ゾーン コントローラーに直接組み込まれた統合型48 V/12 V DC-DCコンバーターであり、これにより両電圧ドメインのシームレスな共存を可能にします。 

48 V/12 VゾーンDC-DCコンバーター ソリューション
48 V電源分配ソリューション
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