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4月份，問界M9單月銷量高達15139臺，作為一臺自主50萬以上的汽車，可謂是國產(chǎn)汽車的一個里程碑。這幾天看了一些問界M9的電氣架構信息，顧梳理分享給大家。 首先是問界M9的網(wǎng)絡架構，看著是不是很熟悉，之前在阿維塔11車上也見過類似的[阿維塔11的電子架構、智能座艙、智能駕駛分析]。不同的是，相較于阿維塔11，問界M9的網(wǎng)絡架構離CC架構更近一步了。CC架構中的MDC VDC CDC在該網(wǎng)絡架構中都有體現(xiàn)，同時也加入了三個區(qū)域控制器VIU，按照功能就近原則，就是功能部署，區(qū)域內(nèi)部通過CAN/LIN通信，不同區(qū)域之間，通過以太網(wǎng)通信。  ▲圖 問界M9網(wǎng)絡架構簡圖  ▲圖 華為2021提出的域控架構 01. 整車控制器VDC 在華為很多資料里，都可以看到VDC的存在，但是它具體的功能和邏輯是什么我們不得而知，下面我們就來揭曉一下。 VDC支撐星型網(wǎng)絡及環(huán)網(wǎng)架構，承擔整車控制中心的角色，響應駕駛員的各種請求(驅動、制動、轉向、充電等控制)及 ADAS/ADS 請求，它負責協(xié)調(diào)控制傳統(tǒng)車動力、底盤兩大域內(nèi)控制器，統(tǒng)籌整車橫向、縱向、垂向一體化控制，徹底解決單個控制器應用場景受限，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)困難，功能單一，處理能力不足等問題。此外VDC 還承擔部分智能化應用，如自適應標定、哨兵模式、駕駛模式自適應、OTA、VHR、設備管理等功能。 在硬件接口上，VDC由常電、IG電、主繼電器供電。連接CHSCAN與EPCAN與DIAGCAN與RNDTCAN與GLOBALCAN，連接油門踏板、制動踏板開關進行模式控制、行駛控制等；連接所有水泵與空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)熱管理功能，以及連接 BMS 控制上下電等功能。 在問界M9上，VDC的功能主要包括六部分，分別為人機交互、電源管理、外接充放電管理、扭矩控制、熱管理、故障診斷及處理。 1.人機交互包括以下幾部分： 油門識別：通過采集踏板的兩路電壓信號進行相關處理和判斷以實現(xiàn)對加速踏板的合理性監(jiān)測，以獲取加速踏板的有效狀態(tài)和開度。 制動識別：通過采集踏板的兩路信號狀態(tài)進行判斷，以獲得制動踏板的有效狀態(tài)。 檔位控制：正確解析駕駛員換擋意圖、確保整車行駛安全:通過對車速信號、加速踏板位置、剎車狀態(tài)、擋位輸入信號、故障狀態(tài)信號對駕駛員擋位請求信號進行保護并輸出相應的擋位信號，同時需考慮 APA 功能的檔位管理。 駕駛模式：駕駛模式(節(jié)能、舒適，運動，個性化)，需用戶切換開關。 維修模式：僅車輛靜止時可開啟維修模式，維修模式開啟后各高壓零部件保持喚醒狀態(tài)，但整車高壓下電。 車速計算:接收 ESC 車速信號，若 ESC 車速無效，根據(jù)電機轉速、輪胎直徑及減速比計算車速, 剩余里程計算：根據(jù) SOC 和百公里平均電耗估算車輛剩余可行駛的里程。 能耗計算：根據(jù)所行駛的距離和對應的總耗電量，估算車輛每百公里消耗的電量(本次行程、自上次充電行程、小計行程、百公里平均電耗計算)。 能量流顯示：按照車輛處于驅動或者是能量回收的狀態(tài)，并考慮驅動和回收功率的大小，設置能量流。 制動燈控制：由于滑行能量回收造成的車輛減速度大于一定值，請求點亮制動燈。 2.電源管理包括： 休眠喚醒控制：系統(tǒng)能夠按照設計，執(zhí)行車輛的喚醒與全部控制器的低壓待機與休眠。 高壓上下電控制：高低壓上電工作流程:電源模式為 ON一系統(tǒng)上低壓電一整車域控制器自檢和故障診斷一起動請求一整車域控制器檢測系統(tǒng)當前沒有故障并滿足上高壓電的條件一上高壓電一使能電機控制器一電機開始準備工作。高低壓下電工作流程與高低壓上電流程相反，需要先下高壓電，然后再下低壓電。 智能低壓充電：EBS 定時自我喚醒，基于低壓蓄電池電壓判斷有充電需求時，喚醒整車完成智能低壓充電。Ready燈是車輛可行駛狀態(tài)指示燈，此燈點亮，表示車輛已準備就緒，能掛入 D 檔或者 R 檔正常行駛。 3.外接充放電管理包括： 外接交流充電：通過外接電源使用直流充電機/站為動力蓄電池組充電。完成外接交流充電線纜連接后由 BMS 進行充電需求計算，并控制車載充電機向動力電池充電。 外接直流充電：通過車載充電機將公共電網(wǎng)的電能變換為動力蓄電池組所需的直流電，并給其充電。用戶連接直流充電樁與車輛后，由 BMS 與充電樁進行相關交互，系統(tǒng)協(xié)同完成外接直流充電功能。 V2L：完成外接放電線纜連接后，由 BMS基于外接負載需求進行放電需求計算，并控制車載充電機進行放電。 V2V：連接車對車充電線纜，車輛可以對其他車輛進行充電。
4.扭矩控制主要是根據(jù)駕駛員的行駛意圖和車輛的行駛工況，計算輸出對應的扭矩需求。 加速踏板扭矩解析：系統(tǒng)能基于用戶踩下踏板的深度，解析出駕駛需求扭矩。加速踏板開度信號和實際車速信號為輸入，不同的擋位輸出不同的加速踏板需求扭矩。 蠕行功能：在 Ready 狀態(tài)下，車輛處于可行駛擋位，未踩加速踏板和制動踏板前提下，使整車以一定目標車速進行低速行駛。 預扭矩：整車處于可行駛狀態(tài)下，車輛靜止，為防止齒輪間隙引起的整車抖動，VDC依據(jù)檔位請求小扭矩以消除齒輪間隙。 防溜坡：在坡道小于 15%，在自動駐車功能未激活的情況下，動力系統(tǒng)通過施加適當扭矩防止車輛溜坡或減緩溜坡現(xiàn)象。 滑行能量回收：車輛達到一定車速后，用戶松開加速踏板和制動踏板，車輛滑行時，驅動系統(tǒng)倒拖發(fā)電。 制動能量回收：車輛達到一定車速后，用戶踩下制動踏板后，ESC 根據(jù)整車回饋能力，請求驅動系統(tǒng)倒拖發(fā)電。 自適應巡航控制：自適應巡航控制功能激活時根據(jù)當前工況和駕駛員設定速度，系統(tǒng)判斷給整車域控制器發(fā)送扭矩請求或給車身穩(wěn)定系統(tǒng)發(fā)出制動請求，以保持按駕駛員設定的巡航速度或與前車保持相同速度跟隨前車行駛。 5.整車的熱管理控制 高溫回路熱管理主要是電機回路的熱管理控制，包括電機回路冷卻控制;電機回路余熱回收控制。 電機回路冷卻控制：VDC根據(jù) OBC、DCDC、MCU、IGBT、水溫，以及溫度變化率得到各件的冷卻請求，通過冷卻請求控制散熱風扇、水泵的工作狀態(tài)，讓 OBC、DCDC、MCU、IGBT 工作在一個合適的溫度范圍內(nèi)。 電機回路余熱回收：通過電機出水口的溫度以及電芯的溫度，判斷電池是否有加熱需求，以及電機是否允許加熱，并通過控制三通閥動作以及電池水泵與電機水泵的開度，將電機回路的熱水引入電池，實現(xiàn)用電機產(chǎn)生的廢熱對電池進行加熱的目的。 低溫回路熱管理主要是電池回路的熱管理控制，包括電池的加熱與冷卻、插槍保暖遠程預約加熱功能。 電池的加熱與冷卻通過監(jiān)測電芯的最高溫度、電芯最低溫度、PTC 出口水溫、電池入口水溫，通過控制四通閥的開度，PTC/CMP 的開啟，水泵的開度實現(xiàn)電池加熱、冷卻的功能。 插槍保暖：在充滿電后利用充電樁的電繼續(xù)對電池進行加熱、冷卻，并保持一定時間，確保第二天用車時，電池在一個可以高效工作的溫度區(qū)間。 空調(diào)控制：根據(jù)空調(diào)發(fā)送 CMP/PTC 開啟請求信號，并依據(jù)整車狀態(tài)，整車可用功率情況，控制 CMP/PTC的開啟與關閉以及空調(diào)的最大功率，并根據(jù)空調(diào)對風扇的請求控制風扇的動作。 6.故障診斷及處理則是執(zhí)行故障的檢測及故障等級的上報。以及接收或監(jiān)測各系統(tǒng)運行狀態(tài)，判斷故障等級，并根據(jù)故障級別執(zhí)行相應的故障處理措施，確保整車安全平穩(wěn)的運行。 02. 電智能駕駛控制器MDC 問界M9的智駕功能框圖如下所示，支持高速和城區(qū)領航功能。對于MDC到底是MDC810還是610，目前看網(wǎng)上從渠道確認的消息來看，還是MDC610。 MDC610主控芯片組合采用一顆Ascend 610 一顆英飛凌TC397。其各項指標如下所示： 1. AI算力為200 Tops(int8)，ARM CORE的整型算力為220K DMIPs； 2. 液冷版功耗約為120W； 3. 傳感器接口方面，14個LVDS攝像頭接口，8路以太網(wǎng)接口，12路CAN/CANFD接口，6路車載以太網(wǎng)接口，1路PPS接口，各個接口定義如下圖所示； 4. 防水等級為 IP67； 在加速能力方面，首先是支持豐富的AI算子，包括支持業(yè)界主流的AI框架，如Caffe、Tensorflow、Pytorch、ONNX，支持400個以上的主流算子的算子庫；第二具備可配置硬件加速器，如圖4所示；第三具有Vector Core，提供矢量加速和CPU的scalar運算單元緊耦合，加速控制和數(shù)據(jù)并行運算混合的程序段，有利于頻繁遞歸的CV算法。  ▲圖 硬件加速解決方案 MDC 平臺軟件架構如下圖所示，其核心為華為自主研發(fā)的AP CP OS。  ▲圖 MDC軟件架構 華為自主研發(fā)Adaptive Autosar符合符合R19-11規(guī)范（及以上），具備通信管理、執(zhí)行管理、狀態(tài)管理、升級管理、健康管理、持久化、時間同步、訪問管理、加密能力、診斷服務、網(wǎng)絡管理，如下圖所示，并且有符合Adaptive AUTOSAR 規(guī)范的配置工具。  ▲圖 MDC Adaptive Autosar特性 AOS為華為自研的實時操作系統(tǒng)，兼容Linux接口，具有確定性調(diào)度，低延遲，功能安全和Security特性，并且兼容Linux驅動框架和三方庫。 無縫兼容AUTOSAR，在安全方面，支持安全隔離，Safety-Critical與Non-Critical應用安全隔離，軟硬件Co-Design，去中心化架構，屏蔽單點軟硬件故障，在確定性延遲方面是開源Linux的十分之一，內(nèi)核延時小于10us，支持CC EAL4 。  ▲圖 AOS軟件框架 最后在CP方面，有基于Classic AUTOSAR標準的VOS，滿足AUTOSAR CP4.4規(guī)范，提供完整的CAN/ETH協(xié)議棧、診斷、NM、標定、存儲等功能和服務，提供高功能安全的運行環(huán)境，支持客戶開發(fā)/部署ASIL-D級別的業(yè)務 。并且如主流的AUTOSAR工具一樣，圖形化建模&開發(fā)工具，支持客戶進行SWC的開發(fā)、BSW的配置等。  ▲圖 VOS軟件框架 03. 區(qū)域控制器VIU 區(qū)域控制器在問界M9上共用3個，分別為VIU1/VIU2/VIU3,三個區(qū)域控制器的功能范圍如下圖所示。相較于在廣汽埃安[廣汽昊鉑GT [星靈電子電氣架構] 分析]，有個明顯的區(qū)別是，廣汽的星靈架構下，每個域控對外只有一路CANFD網(wǎng)絡，而問界M9則有很多路CAN對外的。
▲圖 問界M9 右區(qū)域單元功能框圖
▲圖 問界M9 左區(qū)域單元功能框圖
▲圖 問界M9 后區(qū)域單元功能框圖 |
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來自： 花信風zq > 《動力系統(tǒng)》
