汽车域控制器硬件与热管理协同

在汽车智能化与电子电气架构集中化浪潮下，域控作为整车电子系统的“算力核心与控制中枢”，其硬件集成度与性能密度正呈指数级提升——传统分布式架构下分散于各ECU的计算、存储、控制功能，逐步整合至单域控单元中，形成“多芯片、高集成、高密度”的硬件形态。而如此高密度的功能集成与性能升级，必然会带来功耗的大幅提升，从而使得设备内部热量的集中积聚，对热管理与结构设计提出了更高要求。

一、硬件结构：

1.布局

1. 核心：域控制器需集成多类芯片（如主SoC、安全MCU、电源管理芯片等），在有限尺寸内实现高密度布线，同时避免信号干扰。
2. 设计思路：布置时应优先考虑车内通风良好、便于线束管理的区域，并为后续维护留出操作空间。

2.防护与材料

1. 防护等级：为保障内部电子元件的稳定运行，外壳需具备高等级防尘防水防护能力，有效抵御灰尘、水汽侵入。
2. 材料：外壳可选用压铸铝合金等轻量化材料，在保证散热和屏蔽效能的同时减轻重量。

3.安装优化

1. 安装：为了确保域控制器能经受长期振动与冲击，安装点应均匀分布，避免应力集中。
2. 内部加固：芯片与PCB板之间可采用导热凝胶等材料填充，既能传导热量，又能起到抗震动、缓冲机械应力的作用。

二、热管理：散热方案

域控制器中的主要发热部件包括：

• 高性能SoC：密集型计算驱动大量产热，需高效传导至冷却结构；

• 存储芯片（DRAM、eMMC 等）：长时间运行引发热量积聚，依赖稳定散热材料保障数据处理效率；

• 电源管理集成电路（PMIC）：电源转换与调节过程中伴随热量产生。

为了应对这些散热挑战，通常使用散热器、冷却风扇、液冷系统和导热界面材料。

发热部件 图源：深圳市诺丰电子官网

1.热源与散热路径

1. 热源：智能驾驶域控制器中的SoC芯片是主要热源，散热系统需根据最大持续功耗进行设计。
2. 散热路径：基本的散热路径为“芯片→导热界面材料→金属外壳→外部环境”。关键在于减少各环节的热阻，例如选用高导热系数的导热凝胶或相变材料填充芯片与外壳间的微小空隙。

导热界面材料与金属外壳 图源：深圳德邦（Darbond）公众号

2.散热方案

1. 风冷方案：在成本受限且空间允许的场景下，可采用低噪音风扇配合优化风道设计的方案，实现均衡散热。

   

   佑驾创新 辅助驾驶域控制器 iPilot 4艾邦摄于2025上海车展佑驾创新展台

2. 液冷方案：通过冷却液在液冷板内循环，直接对高功耗SoC等芯片进行高效热交换。

   

   液冷方案 图源：上海熙德热传科技官网

3. 自然散热（被动散热）：域控制器外壳外部的导热槽，可以增加与空气的接触面积，更加利于域控制器的散热。主要芯片表面涂抹导热硅脂，与金属外壳内部伸出的金属柱直接接触，将热量通过有金属柱的外壳散到外界。

知行科技 iDC510 中算力行泊一体域控制器 艾邦摄于2025上海车展知行科技展台

3.智能热管理

1. 智能温控：通过在SoC、MCU等关键芯片附近布置温度传感器，域控制器可实时监控温度。当芯片温度超过阈值时，系统可自动提升液冷泵的转速或调整风扇转速。
2. 跨域协同：座舱域或智驾域控制器可将温度数据发送给中央域控制器，由后者统一协调水泵、风扇等散热执行器，实现整车层面的能效优化。

三、小结：

域控热管理已从简单的被动散热，发展为融合液冷/风冷、智能温控算法及整车跨域协同的主动式系统工程。未来，更高效的散热材料、更精细的功耗管理以及跨域协同优化，将是持续突破的关键方向。

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