【原】大众ID.4的电子电气架构解析

Kuai2012 2022-04-26

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在MEB的平台上，大众采用了全新一代整车电子电气架构，从分布式架构(图1 2018款奥迪A8的网络架构)直接到中央计算架构(图2 MEB的中央计算架构)，两者的区别如图3所示。

MEB的中央计算机构中，有三个主要的计算单元，分别叫ICAS1、ICAS2和ICAS3，其中ICAS是In Car applicationServer。

图1 2018款奥迪A8的网络架构

图2 MEB平台的中央计算架构

ICAS1主要是负责车内应用服务，同时为ECU提供跨网通信能力，包括车身控制、电动系统、高压驱动、灯具系统、舒适系统等，其中ICSA1中分不同的网关，用于区分不同的网络，同时也为不同的局域网提供不同的安全防护，保证内部网络的数据安全。

ICAS2主要用于支持高级自动驾驶功能。

ICAS3主要是负责娱乐系统的域控制器，把导航系统、仪表系统、HUB、智能座舱所有的算法和硬件集中于此。

相较于其他OEM，尤其是国内的OEM，做法还是相当激进的，这也导致了在ID.3初期软件问题频出。

图3 MQB与MEB平台的对比差异

ID.4作为大众MEB平台下第二款纯电车型，电子电气架构总体肯定还是如图2所示，但是具体是什么样，有多少保留，各个计算单元下挂载了哪些ECU等等？带着这些问题下面我们来一探究竟。

揭秘ID.4的电子电气架构

首先来看一下ID.4的总体电子电气架构，如图4所示，与图2相比，各个中央计算单元交互的ECU比较清楚了。

图4 ID.4总体电子电气架构

图4中各个单元的含义如下：

5F：信息电子显示控制模块； J685：抬头显示控制模块；

J428:自适应巡航控制控制模块； 794:ICAS3中央计算单元；

J519:车辆电气系统控制模块； J949：紧急通信控制模块；

J525：数字音响系统控制模块； J965：访问/启动系统接口控制模块；

J533：ICAS1中央计算单元； J1192/J1193/1194/J1195：防盗控制模块；

J666:接口访问控制模块； J1254:显示单元的驱动控制模块；

L385：动态照明条控制； R242：驾驶辅助系统的前置摄像头；

但是需要注意的是图4中也仅是标注了一部分。并未把所有的控制标注出来。我们还可以从其他角度来剖析ID.4的电子电气架构。

从高压系统角度来看，其网络架构如图5所示。其挂靠在J533中央计算单元上，也就是ICAS1。总线通信速率主要采用2Mbit/s的CAN FD，除了在一些简单的执行器上采用500kbit/s的CAN总线，比如引擎声浪模拟模块R257。另外动力和空调分开为两路不同的CAN总线，分别为CAN EV和Powertrain CAN-bus。

图5 高压系统的网络拓扑

图5中各个模块的含义如下：

A19：电压转换器 J623：引擎/电机控制模块；

J840：电池均衡控制模块； J841：电驱控制模块；

J842：空调压缩机控制模块； J848:PTC控制模块；

J979：暖风空调控制模块； J1050：高压电池充电控制模块；

J1208：电池模组控制模块； R257；引擎声浪执行器；

V711：散热器百叶调节电机； Z132：PTC

从刹车系统的角度来看，网络架构如6所示，其也是挂靠在J533，也就是ICAS1中央计算单元之下。各模块间的通信主要以2Mbit/s CAN FD总线为主。图6中提到的Running Gear CAN-bus、Drivers Assist System CAN-bus等总线的速率后面会统一整理。

图6 刹车系统的网络拓扑

图6中模块的含义如下：

G85：转向角传感器； J104：ABS控制模块；

J285：仪表盘控制模块； J428：定速巡航控制模块；

J428：转向助力控制模块；J539：刹车Booster控制模块；

J623：引擎/电机控制模块；J775：动力传动系统控制模块；

U31：诊断接口； R242：驾驶辅助系统中的前置摄像头；

ID.4的网络架构使用了哪些总线？

在上述讲述ID.4电子电气架构，也偶尔提及了各类的总线和其速率，比如Powertrain CAN-bus的速率为2Mbit/s。那ID.4上还采用了哪些总线呢？

其实ID.4上采用的总线主要为CAN、CAN-FD、以太网，CAN总线主要为500kbit/s，CAN FD为2Mbit/s，以太网主要为100Mbit/s和1Gbit/s，ID.4的网络架构中具体的总线和速率如图7所示。

图7 ID.4网络架构中所使用的总线，及其速率

以上就是从各个角度来窥视ID.4的电子电气架构，来验证是否与之前大众宣称的三域中央计算单元架构相符，从大众公布的ID.4的电子电气架构来看，还是很吻合的。但是大众之前宣称成立5000人的软件部门，承担内部软件开发。暂时还没有看到宣称哪些是自研的。当前大部分应该还是由供应商提供的。

ICAS技术介绍

ICAS1就是由大陆提供的，其另外一个称呼是Body HPC，跟特斯拉的BCM功能比较类似。其主控SoC采用的是瑞萨的R-CAR M3，网关和以太网交换机分别可能采用NXP的MPC5748G和大陆与Marvell开发的88Q5050。

另外ICAS1集成了EB的Adaptive AUTOSAR，以及 Argus 的网络安全功能，以保护互联车辆免受黑客攻击。此外，ICAS1还管理软件的FOTA和SOTA，以保持车辆在全生命周期软件保持最新状态，且允许安装新的功能。另外ICAS1拥有2000万行代码，并且实现了约70000项要求，其实体如图8所示。