限速25km/h！电动两轮车新国标落地，MCU 如何应对？

电子发烧友网报道（文 / 吴子鹏）日前，工信部等五部门组织修订的新版强制性国家标准《电动自行车安全技术规范》（GB17761-2024）（以下简称 “新国标”）正式实施，过渡期为 9 月 1 日至 11 月 30 日。

新国标在核心技术指标上做出了较大调整，其实施对 MCU（微控制单元）提出了更高要求。厂商需选择支持高性能计算、具备丰富外设接口及安全功能的 MCU，并通过算法优化与硬件升级，满足新国标相关需求。与此同时，国产 MCU 的快速发展为行业提供了更具性价比的解决方案，有助于推动电动自行车产业向安全化、智能化方向升级。

新国标的核心变化

在车速与动力控制方面，新国标明确要求电动自行车最高设计车速不得超过 25km/h，且当车速超过该限值时，电机必须自动停止动力输出，以防止超速行驶。此外，新国标还通过设定空载反电动势、电感值差异系数等指标，从硬件层面杜绝非法篡改车速的可能性。

在整车质量与电池适配方面，新国标对不同电池类型的电动自行车作出差异化规定：铅酸蓄电池车型的整车质量上限从 55kg 放宽至 63kg，续航里程可提升至 60-70 公里，能有效减少充电频次；锂离子电池车型仍维持 55kg 的整车质量限值，但需符合新的防火阻燃要求 —— 针对弹性软垫、纺织品、皮革、电气回路导线等不同类别非金属部件，分别规定了更严格的阻燃性能指标。

在智能化升级方面，新国标要求电动自行车具备北斗定位、通信与动态安全监测功能。其中，城市物流、商业租赁等经营性用途的电动自行车，必须安装北斗模块；其他普通家用电动自行车，销售时可由消费者自主选择是否保留北斗模块。通信模块需支持向管理平台发送电池电压、温度异常等动态安全数据，并符合国家加密规定及《个人信息保护法》要求。

新国标对 MCU 的核心要求

新国标的实施，对电动自行车核心元器件 MCU 产生了多维度影响。首先，在电机控制精度与防篡改设计上，新国标要求电动机在车速超过 25km/h 时自动断电，且新增低速转矩、空载反电动势等指标，这就需要 MCU 集成更高精度的电机控制算法（如 FOC 矢量控制）。

其次，新国标进一步完善了对电池组、控制器、限速器的防篡改要求。作为控制器的核心部件，MCU 需具备更强的防篡改能力，通过加密存储、安全启动等硬件级防篡改机制，防止非法调速。从上述两个环节可见，新国标实施后，MCU 在电动自行车系统中的责任将进一步加重。

除核心控制功能外，新国标还对 MCU 的功能拓展提出新要求。例如，基于新国标对北斗定位、通信与动态安全监测的要求，MCU 需集成或连接相应的北斗模块与通信模块，实现对车辆位置、速度等信息的实时监测与传输，为用户提供更安全、便捷的使用体验。

另外，为提升车辆主动安全性能，MCU 需具备更强的智能监测与预警功能。例如，实时监测电池温度、电压、电流等参数，当出现异常情况时，能及时发出警报并采取相应保护措施。

MCU 厂商逐鹿电动两轮车市场

统计数据显示，2024 年度中国电动两轮车总销量约为 4950 万台；截至 2024 年 12 月底，中国国内电动两轮车社会保有量约 4.25 亿台。当前，电动两轮车行业累计活跃品牌数量为 365 家，其中前十名品牌销量占比达 85.6%。

从 MCU 用量来看，普通电动两轮车一般需用到 2-4 颗 MCU：1 颗用于控制电机的启动、停止、速度调节等；1 颗用于监控电池的电压、电流、温度等，保障电池安全，这两颗是最基础的配置。在智能化功能层面，会有 1 颗 MCU 用于显示车速、电量、行驶里程等信息，该 MCU 可能支持蓝牙、WIFI、GPS / 北斗定位等功能，以实现车辆定位、远程监控等；若功能较为复杂，还需 1 颗 MCU 单独用于交互功能控制，如车灯、喇叭等辅助设备的控制。对于高端电动自行车，MCU 用量可能增加至 6 颗甚至更多，主要用于支持前后轮单独的矢量 FOC 控制，以提高电机效率与性能；此外，可能还会有 1 颗 MCU 用于车辆多系统集成控制，最典型的是传感器信息处理，或用于智能辅助驾驶。

针对电动两轮车市场持续增长的需求，国内外 MCU 厂商均在积极布局。先看国际大厂：新国标实施后，实时 MCU 与高安全 MCU 的重要性愈发凸显，德州仪器的 C2000 系列是实时 MCU 的代表性产品。在该公司 5kW、48V 牵引逆变器参考设计 TIDM-02017 中，采用了 F28P65x C2000 实时微控制器，其可与 FreeRTOS 实时操作系统端口配合，独立运行电机控制算法。同时，C2000 系列内置锁步核、错误检测电路、AES 加密等硬件安全机制，能满足功能安全需求。

在电动两轮车领域，英飞凌同样拥有丰富的 MCU 产品选择，如 TRAVEO T2G MCU 及基于 ARM Cortex-M33 内核的 PSoC 系列等。其中，TRAVEO T2G 的 TCPWM 模块支持双比较 / 捕获寄存器，可生成非对称 PWM 信号，减少 CPU 负载，适用于无刷直流电机（BLDC）的矢量控制（FOC）与高效调速。同时，TRAVEO T2G 支持 ISO26262 ASIL-B、eSHE 及 HSM，并符合网络安全 ISO21434 标准，在安全性与可靠性上能满足新国标要求。

其他国际大厂（如恩智浦、意法半导体、瑞萨电子、微芯科技等）也拥有多款极具竞争力的产品。这些产品除支持功能安全、网络安全与硬件安全外，各厂商还凭借独门技术，助力电动两轮车厂商打造差异化竞争优势。

国内 MCU 厂商同样有多款产品布局电动两轮车市场。例如，芯海科技的 CS32F031 和 CS32F103 系列 MCU，适用于电动两轮车、电动三轮车、共享单车等骑行类产品。其中，CS32F031 采用 ARM-Cortex M0 内核，主频高达 48MHz，内置 1 个功能丰富的高级定时器、1 个 10 通道 1Msps 采样率的高精度 ADC、6 个 16-bit 定时器（支持霍尔捕获）；CS32F103 采用 ARM-Cortex M3 内核，主频高达 72MHz，支持单周期乘法与多周期硬件除法运算，内置 1 个功能丰富的高级定时器、2 个共计 16 通道 1Msps 采样率的高精度 ADC、3 个 16-bit 定时器（支持霍尔捕获），并支持 7 通道 DMA 传输，提供 LQFP48/64/100 等主流封装形态。

国民技术则基于 N32G45x、N32G43x、N32L40x 等系列 MCU 及自研先进电机控制技术，推出了高精度大扭矩电动车控制器方案。该方案采用有感估算电角度算法及 FOC 控制策略，具备零速大扭矩启动和 MTPA（最大转矩电流比）力矩补偿功能，电机运行效率高，适用于电动两轮车等多种低速高精度大扭矩电机控制应用场景。值得注意的是，这些 MCU 除集成用于电机位置传感的正交编码器模块等高效算法模块外，还内置用于代码与物联安全的硬件密码算法加速引擎。

此外，兆易创新、极海半导体、中微半导体等国内厂商也推出了相应解决方案。从当前市场情况来看，新国标推动电动两轮车行业从传统架构向智能化、网联化方向转型，提升了行业准入门槛，淘汰了一批缺乏核心技术、研发能力薄弱的中小企业，市场份额逐渐向头部企业集中，但尚未达到 “重新洗牌” 的程度。同时，新国标实施后，与头部电动两轮车企业合作紧密的 MCU 厂商，有望借助头部企业市场份额的扩大获取更多订单，进一步提升在中高端市场的份额。

声明：本文由电子发烧友原创