锁定亿元市场机遇，纳芯微何以领跑集中式热管理？

谈及电动汽车，不少人第一印象往往是“冬季续航缩水”，比如说开启暖气导致续航里程骤降30%，亦或是低温无法充电。而在夏天，开空调也会影响里程续航。无论寒冬酷暑，这些续航痛点的背后，都与一套日益关键的系统密切相关：热管理系统（TMS, Thermal Management System）。

传统燃油车热管理通常使用机械结构的风机、水泵等，成本在2000~3000元左右。而新能源车、增程式汽车则多采用电子控制的风机和水泵，系统的成本也随之大幅上涨，成为整车中仅次于三电系统的关键支出。可以说，热管理不仅远比想象中重要，也复杂得多，尤其是在电子控制与芯片层面。

更值得关注是，当前热管理系统芯片国产化率都比较低，市场份额约在5%~10%之间，仍有广阔成长空间。那么，当前汽车热管理领域正经历哪些重要技术变革？国内芯片厂商又该如何帮助车企应对这些挑战？围绕这些问题，纳芯微电子技术专家方舟向EEWorld深入解读了行业趋势与纳芯微的战略布局。

热管理系统走向集成化

集成化是近几年汽车行业的关键词，比如汽车电子电气架构（EEA）向区域架构（Zonal）转型，热管理系统也不例外。

回顾过往，第一阶段的热管理系统各个回路基本独立，随着电机功率和充电功率的提升，开始在风扇强制散热的基础上引入液冷和PTC制热技术；第二阶段实现电机电控和电池热管理回路的串并联，从而充分利用电机电控的余热对电池系统加热，而对驾驶舱和电池的加热仍需通过PTC实现；第三代引入余热回收一体化热泵技术，冷媒侧和水媒侧实现集成化，并采用集成歧管模块和集成阀门模块，整体结构更复杂，集成度和效率显著提升，还减少了对PTC元件的依赖。

当前，电动汽车热管理已进入“系统化竞争”阶段，全集成式热管理方案正被广泛应用于新能源汽车中。这些方案中，阀体、控制器与驱动电路被整合于紧凑空间内，控制器贴近阀体布局，所有执行器驱动集成于单块PCB。这不仅便于在软件定义汽车（SDV）架构下进行统一软件升级，也提升了整车热管理策略的执行效率。

集成化对芯片带来的挑战

从分布式到集中式，必然会带来诸多挑战，方舟指出，主要体现在以下三方面：

一是供应链结构重塑。过去分布式系统中，主机厂、总成厂、控制器厂、执行器厂分工明确，核心在于执行器的算法开发部分。而在集中式趋势下，总成厂及热管理系统厂商需直接对接执行器业务，甚至现在部分主机厂开始自主研发，收回原属于执行器厂商的设计权限。

二是开发能力要求提升。供应链重构后，就要求相关厂商重新学习执行器算法和响应的相应的软硬件开发能力，深入了解芯片功能与不同负载的驱动方式，而这些知识以往多由专业控制器厂商掌握。

三是催生大量控制芯片需求。这对上游芯片设计在可靠性、性能与成本控制等方面提出了更高要求。此外，需针对多通阀、步进式电子膨胀阀、水阀、水泵等不同负载，开发对应的驱动芯片架构。例如，在步进电机驱动芯片中增加细分功能，使电机运行更平滑；在有刷多通阀驱动芯片中集成电流采样，实现堵转检测、开路检测等诊断功能。

纳芯微在其中便扮演着关键角色。据方舟介绍，公司在销售布局上既有对接主机厂的销售团队，也有对接一级供应商的销售团队，无论从产品线哪个维度，都能快速对接客户的研发人员和项目，及时获取最新项目信息，在客户早期研发阶段就能提供产品评估支持。此外，纳芯微的相应速度非常快，会为客户提供贯穿产品生命周期的全方位支持，包括：

• 免费评估支持：提供评估板套件与配套GUI软件，帮助客户快速验证产品性能；
• 完整技术文档：包括应用笔记、规格书等，明确芯片配置方法与使用规范；
• EMC测试支持：提供电磁兼容性测试的相关文档、要求及实测结果，协助客户顺利通过认证；
• 全程项目协同：在实际开发中参与原理图评审，在板级测试、DV/PV等关键阶段提供现场支持，从前期评估、原型设计到系统调试、量产落地，全程保障项目顺利推进。

芯片方案也在走向集成化

无论是电机还是PTC，都离不开芯片的作用，其中最重要的莫过于控制和驱动。随着热管理系统持续向集中化方向发展，尺寸越做越小，对应的芯片方案也必然需要更高的集成度，“MCU+驱动一体化”的需求逐渐成为了市场的核心诉求。

方舟表示，分布式涉及较多独立控制器节点，供应链较长，各控制器难以实现软件层面的固件归一化，整车升级时，针对多个控制器节点的升级速率和兼容性都不如集中式方案。因此，整车厂在推动系统升级时，更倾向于采用统一管理的集中式方案，以提升维护效率和系统的整体一致性。

这种转变会对芯片架构提出新的要求。分布式方案是一个MCU匹配一个电机，集中式方案的架构则是一个MCU搭配多个负载或电机，在芯片层面进行功能整合，并在通道匹配上具备明显的成本优势。

“不过，分布式和集成式方案会长期共存，虽然有部分市场份额会向集成式切换，但分布式方案存量市场仍然很大。”方舟解释道，一方面，集成式控制器需靠近执行机构，而特别大的功率负载往往安装位置较远，长距离布线会使集成方案成本升高，因此这类负载更适合采用分布式控制；另一方面，部分客户倾向于在执行机构底层实现算法或能力归一化，再通过上层进行整车任务管理系统的调配，分布式架构因其结构相对简单、无需针对通道数量做定制，在控制逻辑和方案实现上更为简洁。

聚焦集中式方案

“无论是分布式还是集中式，国产芯片都有机会，所以我们都会布局，但相对更加聚焦于集中式方案。分布式方案以纳芯微NSUC系列产品为代表，集成式方案则以NSD系列为代表。”方舟介绍道。

从市场演进来看，集中式方案目前处于逐步起量阶段，市场份额不断上升。2020年以前热管理基本以分布式为主，普遍采用纳芯微NSUC系列芯片；但在2021~2022年，集中式热管理进入早期阶段，相关产品多采用国际品牌的芯片；2022~2023年，受特斯拉集中式热管理方案影响，部分客户开始转向集成式方案；自2024年起，以纳芯微为代表的国产芯片开始进入该集中式热管理市场并迅速获得客户认可。

首先，在风门控制部分，纳芯微主推NSD83xx-Q1系列产品。该系列包含6/8/10/12通道产品，能够帮助客户控制更多种类的负载，内部集成PWM生成器，支持SPI通信控制，同时集成故障检测功能，主要用于控制风道流向，比如控制风从主驾出风口或后排出风口流出。

其次，电子膨胀阀控制方面，纳芯微主推NSD8381-Q1、NSD8389-Q1两代步进电机驱动产品。其中，NSD8389-Q1实现了最高256细分模式和8种decay模式，更高的细分模式意味着客户使用该芯片能够实现更精准的电机控制，电机运行噪音更小、转动更丝滑无抖动。此外，产品针对电子膨胀阀提供无感堵转检测、负载开路检测和每通道的过流检测等功能。值得一提的是，电子膨胀阀要求对冷却剂流量实现高精度控制，因此必须采用双极性步进电机驱动，目前纳芯微是国内少数具备该类专用车规驱动量产能力的企业之一。

最后，在分布式方案中，纳芯微主推NSUC1610，主要应用于执行器与电机集成的模块中，该产品支持FOC、单电阻采样等关键技术。

目前纳芯微也在布局MCU业务，虽然起步较晚，但同样是纳芯微技术体系的重要组成部分，并与模拟产品线形成互补关系。对此，方舟强调，纳芯微保持开放合作模式，产品通过标准SPI接口即可配置控制，不限定客户MCU选型；在系统方案中，聚焦模拟驱动环节，与合作伙伴协同完成方案落地；同时公司内部设有系统团队，负责MCU与模拟芯片的整体联调与优化，确保芯片与系统稳定协同。

在广阔的市场中闯

在热管理领域，纳芯微的核心战略可归结为两个关键词：“集中式”与“一站式”。

针对“集中式”，方舟指出，全行业正共同推动电子电气架构（EEA）从分布式向集中式演进。短期来看，集中式热管理方案在客户端仍处于推广初期，许多客户正处于第一代产品落地及第二代产品开发阶段，未来纳芯微仍将持续推进这一进程。

针对”一站式“，方舟指出，在集中式热管理系统中，单个控制器需要驱动水泵、电子膨胀阀、多通阀、截止阀、香氛系统阀门、风门等五六种负载，这些负载在驱动方式、电流需求与参数特性上各不相同，纳芯微可为各类负载提供匹配的芯片方案，实现客户需求的全面覆盖，使其无需分散采购。客户只需提供负载列表，就能根据负载的电流、电机类型、调速需求、诊断要求等，匹配对应的芯片，客户的选型和决策过程相对简单高效。另外，一站式还意味着如果客户全部从纳芯微这里采购产品，后续任何问题纳芯微都会负责解决，不会因为驱动芯片出现适配问题产生责任不清晰情况。

从产品策略来看，纳芯微在电机驱动链路上始终聚焦于模拟核心能力的强化，包括电流精度、热性能一致性、保护与诊断机制及整体可靠性表现。这些能力关系到系统长期稳定运行，是纳芯微持续投入的重点方向。对于热管理产品的研发，纳芯微通常先推出功能全面的平台型芯片，再针对具体场景进行优化。

纳芯微对热管理市场有很强的信心。据方舟预估，一套典型集中式热管理系统包含2个水泵、3个电子膨胀阀、3~4路风门、1~2个多通阀，其中芯片价值约20~25元。按国内年销乘用车约2200万辆、自主品牌占比60%~70%、集中式热管理在新能源车中渗透率约20%估算，当前覆盖车辆约300万~400万辆，对应芯片市场规模约8000~9000万元。

“随着集中式热管理渗透率的不断提升，以及国产化率的逐步提高，未来市场规模将持续扩大，发展前景非常广阔。”方舟如是说。

来源：电子工程世界（EEWorld）作者：付斌