電動自行車“新國標(biāo)”落地：MCU成合規(guī)與升級的關(guān)鍵樞紐（經(jīng)整理）
自新版強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)《電動自行車安全技術(shù)規(guī)范》（GB17761-2024）正式實施起，行業(yè)進(jìn)入為期 9 月 1 日至 11 月 30 日的過渡期。此次修訂在核心技術(shù)指標(biāo)上變化顯著，直接抬高了對整車控制中樞——MCU（微控制單元）的性能與安全門檻。整車廠與方案商需要在算法、硬件與安全機(jī)制上同步進(jìn)化，才能順利通過合規(guī)驗證，并抓住智能化升級帶來的增量需求。
以下為對要點的梳理與重述。
一、核心變化：速度治理、硬件限改、阻燃升級與“北斗”接入
車速與動力控制
最高設(shè)計時速不得超過 25 km/h。
車速一旦超過限值，牽引電機(jī)須自動停止輸出，防止超速行駛。
通過空載反電動勢、電感值差異系數(shù)等指標(biāo)，從器件與參數(shù)層面限制非法改裝提速。
整車質(zhì)量與電池適配
鉛酸車型整車質(zhì)量上限由 55 kg 放寬至 63 kg，典型續(xù)航可提升至約 60–70 km，補能壓力下降。
鋰電車型仍維持 55 kg 上限，但對非金屬件（如軟墊、紡織、皮革、導(dǎo)線等）提出更嚴(yán)格的阻燃要求。
智能化與網(wǎng)聯(lián)能力
明確提出“北斗定位、通信與動態(tài)安全監(jiān)測”能力。
經(jīng)營性車輛（城市配送、租賃等）須安裝北斗模塊；家用車由消費者在銷售端選擇是否保留。
通信模塊需上報電池電壓、溫度異常等安全數(shù)據(jù)，并遵循國家密碼規(guī)范與《個人信息保護(hù)法》。
二、對MCU的核心要求：算力、控制、安規(guī)與接口全面上探
電機(jī)控制精度與限速執(zhí)行
為滿足超速斷電與低速大扭矩等場景，MCU需支持高精度矢量控制（如 FOC），提升弱磁擴(kuò)速、動態(tài)響應(yīng)與效率管理。
新增低速轉(zhuǎn)矩、空載反電動勢等考核點，要求更高分辨率采樣、更快控制回路與更優(yōu)SVPWM/PWM輸出質(zhì)量。
防篡改與可信執(zhí)行
控制器作為限速與動力管理的執(zhí)行主體，需具備硬件級防護(hù)：安全啟動（Secure Boot）、加密存儲、調(diào)試口鎖定、故障注入檢測、密鑰隔離與真隨機(jī)數(shù)等。
軟件上建議采用固件完整性校驗、參數(shù)簽名驗證、訪問控制及日志留存機(jī)制，阻斷非法調(diào)速與參數(shù)篡改。
智能監(jiān)測與主動安全
多通道高精度ADC、霍爾/編碼器接口、PWM定時器等為電池與電機(jī)實時監(jiān)測提供底層能力。
需支持電壓/電流/溫度等閾值策略與過壓、過流、過溫的分級保護(hù)與退化運行邏輯。
北斗與通信擴(kuò)展
通過 UART/SPI/I2C/CAN 等外設(shè)對接北斗定位與蜂窩/物聯(lián)網(wǎng)通信模塊，支持?jǐn)?shù)據(jù)加密傳輸與遠(yuǎn)程參數(shù)管理。
對于運營車輛，需考慮設(shè)備遠(yuǎn)程升級（FOTA）與安全審計鏈路。
三、用量結(jié)構(gòu)與架構(gòu)趨勢：從“2–4 顆”到“多MCU協(xié)同”
基礎(chǔ)配置（2–4 顆常見）
電機(jī)控制MCU：負(fù)責(zé)啟動/停止/調(diào)速與扭矩控制。
電池監(jiān)測MCU：采集電壓、電流、溫度并執(zhí)行保護(hù)策略。
顯示/網(wǎng)聯(lián)MCU（可選）：車速、電量、里程顯示；藍(lán)牙/Wi?Fi/北斗等。
交互/車身控制MCU（可選）：燈光、喇叭與外設(shè)管理。
高端配置（可達(dá) 6 顆以上）
前后輪獨立FOC、集中式域控/融合控制、傳感器融合（例如轉(zhuǎn)把/剎把、姿態(tài)、胎壓等）、輔助駕駛功能擴(kuò)展。
系統(tǒng)化趨勢
從分立控制向小型域控制器演進(jìn)：集中計算、統(tǒng)一通訊總線、統(tǒng)一安全域與OTA管理，便于整車一致性與后期維護(hù)。
四、主要廠商代表性方向與能力要點（概覽性歸納）
國際廠商
德州儀器 C2000 實時MCU：適配電機(jī)實時控制場景，生態(tài)成熟；安全側(cè)含鎖步與加密模塊，便于功能安全落地。
英飛凌 TRAVEO T2G / PSoC：定時/PWM資源豐富，適配BLDC FOC；在 ISO 26262、eSHE/HSM 與ISO 21434等安全與網(wǎng)絡(luò)安全方面具備優(yōu)勢。
其他如恩XP、意法、瑞薩、微芯等，均提供功能安全與硬件安全特性，兼具電機(jī)控制與車規(guī)經(jīng)驗。
國內(nèi)廠商
芯?？萍?CS32F031/CS32F103：M0/M3 內(nèi)核，定時器、ADC 與DMA資源完善，覆蓋騎行類產(chǎn)品常見控制需求。
國民技術(shù) N32 系列：結(jié)合先進(jìn)電機(jī)算法（含有感估算、FOC、零速大扭矩及 MTPA），并提供硬件密碼加速引擎，利于安規(guī)與物聯(lián)安全。
兆易創(chuàng)新、極海半導(dǎo)體、中微半導(dǎo)體等亦提供對應(yīng)方案，性價比較高、供貨靈活。
提示：具體芯片選型需結(jié)合功率平臺（36/48/60/72V 等）、傳感方案（霍爾/編碼器/無感）、EMC與安規(guī)等級、工作溫度與環(huán)境、布板與BOM成本、供應(yīng)鏈穩(wěn)定性等關(guān)鍵前提評估。
五、合規(guī)落地的MCU功能建議清單
控制與外設(shè)
≥ 1 Msps ADC（多通道）與并行采樣能力
高分辨率PWM/高級定時器，支持死區(qū)與互補輸出
霍爾捕獲/編碼器接口，支持位置與速度閉環(huán)
DMA 加速數(shù)據(jù)搬運，降低中斷負(fù)擔(dān)
CAN/CAN FD 或多 UART/SPI/I2C 以對接BMS、北斗與通信模塊
安全與可信
Secure Boot、OTP/PUF/安全存儲
AES/SM 系列硬件加速、TRNG
調(diào)試口加密/熔斷、固件簽名與參數(shù)校驗
錯誤檢測與故障診斷（Lockstep/ECC/CRC）
智能監(jiān)測與能效
FOC/六步/空間矢量等算法庫與示例
低功耗模式與電源域管理
分級故障保護(hù)（過壓/欠壓/過流/過溫）、安全降額策略
數(shù)據(jù)記錄與事件追溯，支持遠(yuǎn)程診斷
網(wǎng)聯(lián)與隱私合規(guī)
接入北斗與蜂窩/物聯(lián)網(wǎng)模組，數(shù)據(jù)最小化與端側(cè)脫敏
符合國家密碼規(guī)范與《個人信息保護(hù)法》的數(shù)據(jù)處理流程
OTA/FOTA 安全鏈路與回滾機(jī)制
六、行業(yè)影響與競爭格局：門檻上移、頭部集中但未“重洗”
新國標(biāo)促使產(chǎn)品從“能用”轉(zhuǎn)向“更安全、更智能”，行業(yè)準(zhǔn)入門檻顯著提高。
缺乏核心技術(shù)與研發(fā)能力的中小廠商被動出清，份額向頭部集中，但整體尚未到“重新洗牌”的程度。
與頭部主機(jī)廠/平臺深度綁定的MCU廠商，有望憑借客戶份額擴(kuò)大而獲得更多中高端項目機(jī)會。
七、給整車與方案團(tuán)隊的執(zhí)行建議
先合規(guī)，后擴(kuò)展
優(yōu)先實現(xiàn)限速、保護(hù)與阻燃相關(guān)硬件/軟件合規(guī)，再疊加網(wǎng)聯(lián)與智能化。
架構(gòu)規(guī)劃
明確單MCU、多MCU或小型域控方案路徑，避免后期重復(fù)設(shè)計與成本失控。
安全左移
在原理圖與BOM階段落實安全元件與信任根設(shè)計；并行推進(jìn)固件簽名、密鑰管理與日志體系。
測試與驗證
建立覆蓋電機(jī)、電池、通信與網(wǎng)絡(luò)安全的全鏈路驗證方案；引入硬件在環(huán)（HIL）與故障注入測試。
供應(yīng)鏈與可持續(xù)
關(guān)注車規(guī)級器件可得性、替代料驗證與生命周期；建立多源芯片策略。
