电子发烧友App
在电机控制器行业摸爬滚打了十多年了，其实一点都不想碰两轮车控制器这个行业了，真的卷不动。但最近总是遇到一些朋友和商业伙伴在讨论这个行业，问一些行业信息，期望能够把自己的产品推进去，所幸在这里来跟大家聊一聊这个行业的卷，希望大家不吝花10分钟听我啰嗦啰嗦。
01
两轮车控制器市场有多大量？
近一两年，受疫情、油价、新国标等外部因素及消费升级的影响，全国各地两轮电动车销量大涨，两轮车电动车作为国内中短途主要交通工具，市场成熟已久，市场保有量达3.5亿辆，大约每4个中国人就拥有一辆。国人每天的近28亿次出行中，就有10亿次使用的是电动两轮车。按照目前电动两轮车的设计寿命平均5-8年来评估，在叠加新国标实施之后，不符合国标的旧车淘汰带来的替换潮，预测未来两年两轮电动车平均销量将达到6000+万辆。
下图是国内两轮车行业的发展过程，可以了解一下
另外，随着美团，饿了么等外卖业务的不断扩大，以及人们对于生产生活效率的不断提高，在送餐送货行业对电动两轮车和电动摩托车的需求也在不断扩大。
同时，刨除去一二线城市的共享单车业务，黄绿蓝三色共享出行业务的公司也开始带领整个行业在三四五六线城市布局电动两轮车的共享业务，可以看得出来，目前对于电动两轮车的需求那真是的举国上下的。于是乎，不仅仅小牛，九号这样的主打创新的产品公司加入到两轮车行业，哈罗，滴滴，松果出行等以运营起家的公司赶入了这造车的大潮。
远不止这些，把两轮车扩展一下，你会发现，下面这些大佬也正背着钱往这跑呢！
所以，这个市场必然的会卷起来。
02
有多少控制器厂家，他们都做哪些控制器？
做两轮车控制器的厂家少说也得几百家，他们做的控制器的样子可能算不上五花八门，但也是有些差异的，当然这只是从外观上来看。
目前主要的两轮车控制器供应企业有高标、晶汇、东大蓝鸟、安乃达（他们家主要做电机，控制器只是配套）、元朗、台翔、协昌、松正、远洋（这家似乎做二级市场比较多，居然在石家庄）、科亚正弦+等。
在电动车的控制器行业，高标控制器市占率稳居第一，在6000万的整个市场容量中占据了将近1500+万的市场份额。除此之外，还有欣联达，英慱尔、奥玛、海力、超威超速、柯依、润迪、南京海勇、赛盈、康洋、易尔通电子、新大洋、吉翔、军创等；另外改装车控制器多用凌博、凯利、APT、K9、智科、萨博，宇扬星、蓝德、远驱 猛虎 魔力士等品牌。
当然还有淘宝上那些没有名字的，还有给什么徐州啊，成都啊等地方市场的电动三轮车的，那些看起来就更是傻大黑粗了。
先看看淘宝上这种最LOW的，基本上就是一个挤压出来的铝型材壳子，拖着一堆线尾巴，跟一只死章鱼似得。因为最早这个行业没有什么国家标准和规范，大家基本上是以DIY为主，记得当时比较火的叫什么酷车联盟，我买过一两，自己买的车架，配的电池，电机和控制器，从西城区骑回了大昌平。
后来由于各种创新产品公司的加入，就开始倒逼这个行业的产品逼格提升了，于是对于控制器来说，外观和防水可靠性等就有了新的需求，于是出现了下面这一类样子的控制器。
03
控制器在两轮车中的位置和作用
上面这个两轮车的电器图看起来NB的很，一下子提高了这个产品的逼格，这是从猛犸电动项目PPT中截的图，我还真不清楚现在这个猛犸怎么样了。
虽然从图中看起来各种模块和线束有条不紊的链接起来，实际这就相当于买家秀和卖家秀的区别，来个实物图看一下：
其实两轮车内部的电气系统整体并不复杂，只是被各种高大上的英文缩写给描述复杂了，什么VCU，MCU（这里是指的电机控制器哦），ECU等等，说了这些一下就显得高大上起来了，职场中不也都是这样的同志吗，你要说不上来还得觉得自己层次不够。最可怕的不是你的公司中出现了部分这样的人，而是老板也变成了这样的人，那务实的人就会越来越少了。
扯远了，其实从简单的方式理解电动车的电气架构就是，一个仪表盘显示电量速度，一个控制器通过油门刹车控制加减速，一个电池包负责存储和提供电量，再加上一个轮子负责来回转。
现在的智能车无非就是加了一些传感器，类似于智能家居那一套，加个感应开关，加个电子控制，没有wifi，那就来个4G模块联上网，CAT1也便宜，现在都拼到20以内了。
上面说了这么多，对于控制器而言其实就是一个电机的调速器，用来响应油门的指令，那些所谓VCU啊，ECU啊这些在电动两轮车这个平台通通的可以放到这个控制器中来实现，只不过由于线束和整车架构的布局考量，慢慢被剥离出来了，有的确实真实存在了，有的就是一个虚拟定义。
不过随着两轮车智能化的演进，这种模块化架构的设计会愈演愈烈，因为毕竟复杂度随智能化的进程在加剧，不过这是芯片厂商喜闻乐见的事情，这样就可以多卖一些MCU（我这里指的是单片机）了。
04
扒开看看，控制器里面有什么？
好了，不管我们从外表看到的是高富帅白富美，还是那些傻大黑粗，对于控制器内部的构造其实都是一样的，打开你就知道了。
上面两张图，哪个是高富帅？哪个是傻大黑粗？我想你应该可以看得出来吧！
区别是啥呢？就是把章鱼须子都砍掉了，这样看着清爽一点就逼格高一点，所以说男人出门在外还是得修一点边幅。
不过呢，不管穿成什么样子，里面的两只胳膊三条腿肯定是都是有的，我贴出来给你看看，都是下面这个样子。
首先，电源电路是必须的，它是任何一个电子产品都存在的心脏，一般电动车控制器需要12V驱动MOS管，5V给电机里面的霍尔传感器供电，3.3V给内部的单片机和运放等供电。
其次，功率部分的MOS管是必不可少的，否则光有上层管理者指挥，没有中下层劳动力传递力量了，就被架空了，老铁。
再次，上层管理的意义也是非凡的，所有电机控制的算法都在MCU里面，他也同时需要一些ADC来监控系统的电压电流状态，试试调整策略，以确保所有的力量都用在刀把上，额，刀背上。嗯，机器一般不会。
接下来我们得看一看这个行业里的卷王们了
05
控制器使用的MCU有多卷？
最早在电动车控制器这个行业应该是瑞萨的天线，那个时候对于电机控制的算法国内似乎还没有开始研究，就是直接使用的瑞萨的单芯片方案来做，那个时候当然是方波控制。
后来，不同企业对市场场景的细分，以及对用户体验的重视加强，开始逐步地使用单片机来更灵活的做电机控制，这个时期应该是台系的单片机比较多，大部分也都是做的方波控制。
直到ARM出现后，STM32强势来袭，于是有了STM32F103C6T6这颗料，这在当时斩获了非常大的市场，以至于后来为了打价格战，ST专门换了个标叫做STM32FEBKC6T6，专门来针对电动车市场竞争。
但***还是很强大的，你看看叫得上名来的，那个不是打着兼容ST的旗号上位的，无所屌谓，生死存亡面前，面子不重要。于是乎整个两轮车市场的的MCU大致分成了两个分支：
沿用了8bit单片机的架构，在片上集成了一些单指令硬件算法器，比如开平方，单指令乘除法等，这一类里面应该数中颖和峰岹的占比比较大了。
兼容ST的ARM核心的单片机，主要为M3 M4内核为主，现在也有很多M0的出现了。他们则依靠ARM强大的内部资源进行运算处理，直接抢夺CBT6的市场，我主频高，我内存大，我能5V供电，打的ST是节节败退。
目前像这样的MCU基本都能做到2块钱人民币以内了，雅特力的M4都能往上顶，更别提那些8bit的单片机直奔1.5RMB了，现在国内的单片机设计厂商更加灵活，他们加入了运放，加入了比较器，这给控制器的整体成本带来巨大的诱惑，除了不用再外挂运放比较器以外，整个控制器的布局结构也简洁了很多。 部分厂家的MCU已经把MOS Driver也集成进去了，想想一个单片机挂6个mos管的那种简洁就让人激动不已。 再进一步，高压的mos Driver都处理好了，下一个干掉的就是前面的DCDC，做电源IC的企业趁早布局，把晶圆卖给单片机厂商去吧。 所以我觉得，搞电动车控制器这个市场，不如去做MOS管和电容（这里包括电解电容和MLCC），这俩玩意我觉得MCU厂商卷不进去。
06 决定控制器功率的MOS管 有多卷？
MOS管的卷在电动车行业我认为是卷出了控制器厂商的新高度，他们已经开始布局直接购买晶圆自己封测了。 MOS管最早的电压工艺还是20V，30V，40V，60V，80V，100V这样的工艺分类，后来由于电动车绝大部分使用的是铅酸电池，因此电压是在48V的样子，为此生生的比这MOS做出了68V的电压平台。随后随着锂电池发展的突飞猛进，再加上新国标的逐步推进执行，MOS的Vds耐压已经是五花八门了，有70V，75V，85V，98V的。我仿佛看到了当年卖洗发水的那个时代，产品多样化，吃到一点是一点。 后来MOS工艺为了性价比，从Trench工艺改进到SGT工艺，但是似乎两轮车行业并不买账，他们认为Trench的更扛造一些。 另外，为了提高元器件采购批量效应，控制器厂商不约而同地选用了TO220的封装，这种封装在空间上是真的省，早期的设计都是在MOS管上打螺丝钉固定在散热片上，一个一个的MOS管叉腰站在PCB上真是绝佳，就是在加工的时候问题比较多，比如大螺丝比较费劲，绝缘不好做容易导致MOS见的短路，绝缘导热也是从导热硅脂到聚酰亚胺摸来回验证。 后来，不知道是哪个聪明绝顶的人发明了一种卡簧式固定结构，一下把螺丝钉的问题解决了，当初第一次看到这种结构的时候，我真是佩服地五体投地。
在省钱省工这一块，没有能干倒我们劳动人民的。 关于多MOS管并联还想说两句，最初我们使用进口的MOS管，比如IR，英飞凌的，甚至ST的，出现炸管的几率都相对较小，但是自从切换成国产MOS后，控制器厂商发现炸管的比率明显增加，其实本质上还是我们国内的MOS在参数一致性的控制上不够严苛，换句话说，筛的严了良品率上不去，筛的松了一致性上去。 但这也难不倒我们的国产半导体精英们，记得早些年做音频功放，我的任务就是筛选NPN和PNP对管，为得就是让放大电路中的一个对管的放大倍数接近，同样的，在并管的逻辑中也需要并联在一起的管子的Vth尽量保持一致，这样才可以踏频同步的一起开一起关。 好了，虽然我国产的一致性差，但是我可以给你分选，我把Vth参数分档细一点给你供货，保证你一个单板上的MOS一致性比进口的都要好，我说过，在节省这块没有那个民族比得过我们。 07 MOS Driver 怎么卷？ 最后我们来聊聊MOS Driver这个东西吧 在电动车行业，这个器件其实看起来可有可无的，早期还是进口品牌的天下的时候，两轮车控制器根本就用不起这么昂贵的东西，我记得最早IR的，仙童的都要好几块钱人民币的。
两轮车的控制器只能选择使用二三极管自己搭建推挽电路，一个对管半桥使用6个三极管来实现MOS管开通关断驱动。
一个三极管也就7分钱左右吧，6个价钱来采4毛钱，谁会去用一个几块钱的IR呢？但是你看上面的那个电路多么的简洁，焊点数又少，不良率低啊，简单即可靠。 我记得我在开始做平衡车时候使用了仙童的半桥驱动，那是在2015年的时候，价格已经砍到了1.5左右了，平衡车当时作为新兴的硬件玩具，没有两轮车这么卷，还勉强用得起。
来和TI一起验证了他们低压工艺的半桥驱动，100V耐压的，中间出了一些问题，这也许是芯片行业经验，对于半桥驱动有一个很重要的参数是Vs和Com口的耐负压能力，很可惜当时TI 的物料只做到-3V，而仙童的那一个做到了牛逼的-9.8V，反映到产品上自然是容易炸管。 www.ti.com.cn
不过后来TI从美国派了个老外帮我解决了问题，这里还是非常认可TI的技术，再后来我还尝试了一个MPS的三合一的，他们的耐负压只有-0.3V，呵呵，最后没用成。 可是万万没想到，连两年都没有过，市面上就涌出一大批的国产MOS Driver，安趋，南邻，峰岹，新洁能，还有很多我都交不上名字，他们从8毛钱一步一步做到3多钱，一举干掉了6个三极管的价格，甚至还把泵压部分的二极管给集成了进去。 不过下一步在这个行业里，你们都要被放到MCU里面去了。
08 今后我们该怎么卷？
这里我也想谈一下我对这个行业卷向的看法，从这个庞大的市场需求来看，行业卷的速度一定会越来越快的。我认为将来我们在控制器上能看到的器件只有电容，MCU，MOS管和金属了。 首先MCU会逐步地把DCDC和LDO以及MOS Driver，运放，比较器等器件集成进来，实际变成一个超级控制器SOC，对应的通信接口，串口，CAN甚至于CAN的收发器也不在话下。 MOS管依然是并联的方式来增大功率，将来预计会被封装成PM的形式，类似IGPT模组一样，这样的好处是一致性好，热性能的一致性也会很好，更容易获得MOS的均流效果。 我们在把需要大电流传输的线路用架空的铜条代替，再创新一下，把铜条设计成一个金属机构件，除了传递电流，还能够包裹住电解电容进行散热。再把采样电阻使用特殊材料雕刻在这个金属件上，这个基本就成一坨了。
编辑：黄飞
工商网监
评论