電子發燒友網報道（文 / 吳子鵬）日前，工信部等五部門組織修訂的新版強制性國家標準《電動自行車安全技術規范》（GB17761-2024）（以下簡稱 “新國標”）正式實施，過渡期為 9 月 1 日至 11 月 30 日。

新國標在核心技術指標上做出了較大調整，其實施對 MCU（微控制單元）提出了更高要求。廠商需選擇支持高性能計算、具備豐富外設接口及安全功能的 MCU，并通過算法優化與硬件升級，滿足新國標相關需求。與此同時，國產 MCU 的快速發展為行業提供了更具性價比的解決方案，有助于推動電動自行車產業向安全化、智能化方向升級。

新國標的核心變化

在車速與動力控制方面，新國標明確要求電動自行車最高設計車速不得超過 25km/h，且當車速超過該限值時，電機必須自動停止動力輸出，以防止超速行駛。此外，新國標還通過設定空載反電動勢、電感值差異系數等指標，從硬件層面杜絕非法篡改車速的可能性。

在整車質量與電池適配方面，新國標對不同電池類型的電動自行車作出差異化規定：鉛酸蓄電池車型的整車質量上限從 55kg 放寬至 63kg，續航里程可提升至 60-70 公里，能有效減少充電頻次；鋰離子電池車型仍維持 55kg 的整車質量限值，但需符合新的防火阻燃要求 —— 針對彈性軟墊、紡織品、皮革、電氣回路導線等不同類別非金屬部件，分別規定了更嚴格的阻燃性能指標。

在智能化升級方面，新國標要求電動自行車具備北斗定位、通信與動態安全監測功能。其中，城市物流、商業租賃等經營性用途的電動自行車，必須安裝北斗模塊；其他普通家用電動自行車，銷售時可由消費者自主選擇是否保留北斗模塊。通信模塊需支持向管理平臺發送電池電壓、溫度異常等動態安全數據，并符合國家加密規定及《個人信息保護法》要求。

新國標對 MCU 的核心要求

新國標的實施，對電動自行車核心元器件 MCU 產生了多維度影響。首先，在電機控制精度與防篡改設計上，新國標要求電動機在車速超過 25km/h 時自動斷電，且新增低速轉矩、空載反電動勢等指標，這就需要 MCU 集成更高精度的電機控制算法（如 FOC 矢量控制）。

其次，新國標進一步完善了對電池組、控制器、限速器的防篡改要求。作為控制器的核心部件，MCU 需具備更強的防篡改能力，通過加密存儲、安全啟動等硬件級防篡改機制，防止非法調速。從上述兩個環節可見，新國標實施后，MCU 在電動自行車系統中的責任將進一步加重。

除核心控制功能外，新國標還對 MCU 的功能拓展提出新要求。例如，基于新國標對北斗定位、通信與動態安全監測的要求，MCU 需集成或連接相應的北斗模塊與通信模塊，實現對車輛位置、速度等信息的實時監測與傳輸，為用戶提供更安全、便捷的使用體驗。

另外，為提升車輛主動安全性能，MCU 需具備更強的智能監測與預警功能。例如，實時監測電池溫度、電壓、電流等參數，當出現異常情況時，能及時發出警報并采取相應保護措施。

MCU 廠商逐鹿電動兩輪車市場

統計數據顯示，2024 年度中國電動兩輪車總銷量約為 4950 萬臺；截至 2024 年 12 月底，中國國內電動兩輪車社會保有量約 4.25 億臺。當前，電動兩輪車行業累計活躍品牌數量為 365 家，其中前十名品牌銷量占比達 85.6%。

從 MCU 用量來看，普通電動兩輪車一般需用到 2-4 顆 MCU：1 顆用于控制電機的啟動、停止、速度調節等；1 顆用于監控電池的電壓、電流、溫度等，保障電池安全，這兩顆是最基礎的配置。在智能化功能層面，會有 1 顆 MCU 用于顯示車速、電量、行駛里程等信息，該 MCU 可能支持藍牙、WIFI、GPS / 北斗定位等功能，以實現車輛定位、遠程監控等；若功能較為復雜，還需 1 顆 MCU 單獨用于交互功能控制，如車燈、喇叭等輔助設備的控制。對于高端電動自行車，MCU 用量可能增加至 6 顆甚至更多，主要用于支持前后輪單獨的矢量 FOC 控制，以提高電機效率與性能；此外，可能還會有 1 顆 MCU 用于車輛多系統集成控制，最典型的是傳感器信息處理，或用于智能輔助駕駛。

針對電動兩輪車市場持續增長的需求，國內外 MCU 廠商均在積極布局。先看國際大廠：新國標實施后，實時 MCU 與高安全 MCU 的重要性愈發凸顯，德州儀器的 C2000 系列是實時 MCU 的代表性產品。在該公司 5kW、48V 牽引逆變器參考設計 TIDM-02017 中，采用了 F28P65x C2000 實時微控制器，其可與 FreeRTOS 實時操作系統端口配合，獨立運行電機控制算法。同時，C2000 系列內置鎖步核、錯誤檢測電路、AES 加密等硬件安全機制，能滿足功能安全需求。

在電動兩輪車領域，英飛凌同樣擁有豐富的 MCU 產品選擇，如 TRAVEO T2G MCU 及基于 ARM Cortex-M33 內核的 PSoC 系列等。其中，TRAVEO T2G 的 TCPWM 模塊支持雙比較 / 捕獲寄存器，可生成非對稱 PWM 信號，減少 CPU 負載，適用于無刷直流電機（BLDC）的矢量控制（FOC）與高效調速。同時，TRAVEO T2G 支持 ISO26262 ASIL-B、eSHE 及 HSM，并符合網絡安全 ISO21434 標準，在安全性與可靠性上能滿足新國標要求。

其他國際大廠（如恩智浦、意法半導體、瑞薩電子、微芯科技等）也擁有多款極具競爭力的產品。這些產品除支持功能安全、網絡安全與硬件安全外，各廠商還憑借獨門技術，助力電動兩輪車廠商打造差異化競爭優勢。

國內 MCU 廠商同樣有多款產品布局電動兩輪車市場。例如，芯海科技的 CS32F031 和 CS32F103 系列 MCU，適用于電動兩輪車、電動三輪車、共享單車等騎行類產品。其中，CS32F031 采用 ARM-Cortex M0 內核，主頻高達 48MHz，內置 1 個功能豐富的高級定時器、1 個 10 通道 1Msps 采樣率的高精度 ADC、6 個 16-bit 定時器（支持霍爾捕獲）；CS32F103 采用 ARM-Cortex M3 內核，主頻高達 72MHz，支持單周期乘法與多周期硬件除法運算，內置 1 個功能豐富的高級定時器、2 個共計 16 通道 1Msps 采樣率的高精度 ADC、3 個 16-bit 定時器（支持霍爾捕獲），并支持 7 通道 DMA 傳輸，提供 LQFP48/64/100 等主流封裝形態。

國民技術則基于 N32G45x、N32G43x、N32L40x 等系列 MCU 及自研先進電機控制技術，推出了高精度大扭矩電動車控制器方案。該方案采用有感估算電角度算法及 FOC 控制策略，具備零速大扭矩啟動和 MTPA（最大轉矩電流比）力矩補償功能，電機運行效率高，適用于電動兩輪車等多種低速高精度大扭矩電機控制應用場景。值得注意的是，這些 MCU 除集成用于電機位置傳感的正交編碼器模塊等高效算法模塊外，還內置用于代碼與物聯安全的硬件密碼算法加速引擎。

此外，兆易創新、極海半導體、中微半導體等國內廠商也推出了相應解決方案。從當前市場情況來看，新國標推動電動兩輪車行業從傳統架構向智能化、網聯化方向轉型，提升了行業準入門檻，淘汰了一批缺乏核心技術、研發能力薄弱的中小企業，市場份額逐漸向頭部企業集中，但尚未達到 “重新洗牌” 的程度。同時，新國標實施后，與頭部電動兩輪車企業合作緊密的 MCU 廠商，有望借助頭部企業市場份額的擴大獲取更多訂單，進一步提升在中高端市場的份額。