路虎衛(wèi)士E/E架構(gòu)分析

2020年路虎衛(wèi)士正式上市，這是全球第一個(gè)域控制器架構(gòu)量產(chǎn)車，奔馳的STAR3架構(gòu)也是域控制器架構(gòu)，量產(chǎn)時(shí)間略晚于路虎。這也是當(dāng)時(shí)E/E架構(gòu)最先進(jìn)的量產(chǎn)車。

什么是域控制器架構(gòu)，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

圖片來源：互聯(lián)網(wǎng)

上圖是博世認(rèn)為的車載電子架構(gòu)路線圖，目前大部分車輛都處于最下層的功能集成階段，包括特斯拉的Model 3。路虎衛(wèi)士處于中央化域控制器階段，下一階段是交叉域控制階段，離中央計(jì)算服務(wù)器時(shí)代或者說軟件定義時(shí)代和SOA時(shí)代還有很長的路要走。

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博世認(rèn)為特斯拉的Model 3還處于初級(jí)階段。

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博世設(shè)想的汽車E/E終極架構(gòu)，VC就是車輛中央服務(wù)器，車輛就是標(biāo)準(zhǔn)化的電腦，所有應(yīng)用和功能都通過中央CPU實(shí)現(xiàn)，類似于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

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路虎衛(wèi)士代號(hào)L663，架構(gòu)為EVA 2.0架構(gòu)，有點(diǎn)像上圖，特別強(qiáng)調(diào)中央網(wǎng)關(guān)的作用。

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EVA 2.0架構(gòu)由博世與路虎聯(lián)合研發(fā)，擁有一個(gè)超級(jí)計(jì)算芯片，85個(gè)ECU，16個(gè)域。

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路虎衛(wèi)士的核心架構(gòu)，GWM是中央網(wǎng)關(guān)，擁有6路以太網(wǎng)連接，m為主節(jié)點(diǎn)，s為從節(jié)點(diǎn)，ADC為音頻域控制，F(xiàn)ICM是座艙域控制器，DADC是ADAS，IPMA是立體雙目圖像傳感器模塊，NSFM是近場感知模塊，TCU和OBD想必大家都知道。

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首先骨干網(wǎng)是車載以太網(wǎng)，EVA2.0架構(gòu)于2019年初研發(fā)，當(dāng)時(shí)還未量產(chǎn)車載以太網(wǎng)物理層芯片，因此以BroadR-Reach代替，實(shí)際兩者是一回事，車載以太網(wǎng)就是IEEE借OPEN聯(lián)盟的標(biāo)準(zhǔn)推廣而成。BCM-GWM就是車載以太網(wǎng)骨干網(wǎng)。 A為車身域，包括DDM駕駛員車門模塊、DSM駕駛員座椅模塊、PSM乘客座椅模塊、PDM乘客側(cè)車門模塊、DDRM駕駛員后車門模塊、PDRM乘客后車門模塊、WDCM無線充電模塊、TBM牽引桿、RFA遙控執(zhí)行、VIM車輛鎖止。HS-CAN網(wǎng)連接。B為以太網(wǎng)連接，C為TCU到車身網(wǎng)關(guān)的獨(dú)立私有CAN網(wǎng)絡(luò)。 TCU在EVA 2.0中又叫VDC，車輛域控制器，由LG電子設(shè)計(jì)，LG電子越南制造。

VDC內(nèi)部圖

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VDC提供以上服務(wù)。 2為底盤域，主要由FlexRay總線（即E）和CAN總線（F）連接，包括ABS（主動(dòng)制動(dòng)）、TPM胎壓監(jiān)測(cè)、TCCM分動(dòng)箱控制、CHCM底盤控制、PSCM即電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、SASM轉(zhuǎn)向角傳感器、TCM變速箱控制、PCM動(dòng)力控制。

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上圖是底盤域的FlexRay總線圖，紅綠交叉線表示FlexRay具備自動(dòng)備份功能，任何時(shí)候都留一半的帶寬給備份通道，確保萬無一失，目前只有德系廠家采用，缺點(diǎn)是物理層被NXP壟斷，獨(dú)家供應(yīng)，價(jià)格昂貴，且?guī)捴挥?0Mbps。 3為ADAS域，DADC即ADAS控制器，也就是博世的DASy 增強(qiáng)版1.0，可能是瑞薩的R-CAR H3和賽靈思的FPGA做主要芯片。NFSM近場感知模塊，也就是360環(huán)視加12個(gè)超聲波雷達(dá)，路虎還增加了兩個(gè)涉水傳感器。SODL/SODR左右面障礙物檢測(cè)。IMPA是攝像頭模塊，就是博世的立體雙目攝像頭，路虎捷豹全系列標(biāo)配博世立體雙目攝像頭。CCM是儀表顯示。 4為座艙域，包括ICCM即儀表、FICM即Infotainment、IDMA即中控顯示屏。H為OBD診斷連接，I則僅限J20-P6發(fā)動(dòng)機(jī)，J則僅限48伏特混合動(dòng)力車型。

路虎的LIN網(wǎng)絡(luò)

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上圖路虎的LIN網(wǎng)絡(luò)中，BCM為車身控制，IAU防盜系統(tǒng)天線，IMS內(nèi)部運(yùn)動(dòng)傳感器，HCMA/HCMB左右前照燈，SWM方向盤模塊，WIPER雨刷，RASM雨量與光線傳感器模塊，IAL氛圍燈，RVMM后視鏡，BBS主動(dòng)降噪發(fā)聲器，SBM天窗百葉窗，SCM天窗控制。BMS蓄電池監(jiān)測(cè)，PSDB配電盒，ALCM交流發(fā)電機(jī)。

MHEV系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖片來源：互聯(lián)網(wǎng)

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48V輕混系統(tǒng)的最大好處，就在于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)啟停、起步、剎車等工況下的優(yōu)化，能直接省下不少油。首先，更高電壓下驅(qū)動(dòng)的更大功率的啟停電機(jī)，能夠更輕松地帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，使得系統(tǒng)工作的延時(shí)更短、頓挫感更小，而且，48V系統(tǒng)有了更大容量的蓄電池、更大功率的電機(jī)，所以比起一般的啟停系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更多功能。譬如車輛起步、短暫停車的時(shí)候，帶48V系統(tǒng)的動(dòng)力總成可以采用純電驅(qū)動(dòng)，從而避開燃油車起步時(shí)最耗油的怠速階段；在剎車、滑行的時(shí)候，還可以通過發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)回收一部分動(dòng)能，減少過程中的能量耗散。有一些48V系統(tǒng)，甚至可以在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)的狀態(tài)下短暫接管空調(diào)，給空調(diào)壓縮機(jī)供能，避免空調(diào)一并停機(jī)。 路虎的MHEV還有就是機(jī)械增壓，利用低壓系統(tǒng)（48V）在消耗很少電能的前提下為發(fā)動(dòng)機(jī)提供更多進(jìn)氣量。而發(fā)動(dòng)機(jī)可以用多噴油的方式，在總輸出功率上產(chǎn)生一個(gè)放大比例。電增壓消耗3-5千瓦能量的同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以多輸出15千瓦甚至更多。其實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)將額外的油氣轉(zhuǎn)化成能量的過程本身并沒有太多的效率改善。而且，現(xiàn)在的電增壓基本都是瞬態(tài)工作，一般用于柴油機(jī)車輛。因?yàn)殡S著排放標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)，多級(jí)增壓系統(tǒng)的熱慣性特點(diǎn)導(dǎo)致的冷啟動(dòng)排放問題，使得滿足歐洲RDE和美國SULEV成了難題。用電增壓替代二級(jí)增壓里的高壓級(jí)，或者對(duì)已有增壓系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充，可以使得柴油機(jī)冷啟動(dòng)排放問題大大緩解。同時(shí)還可以提供加速瞬間的EGR（廢氣再循環(huán)）降低氮氧化物NOx的瞬間排放。

審核編輯 ：李倩