4月份，問(wèn)界M9單月銷(xiāo)量高達(dá)15139臺(tái)，作為一臺(tái)自主50萬(wàn)以上的汽車(chē)，可謂是國(guó)產(chǎn)汽車(chē)的一個(gè)里程碑。這幾天看了一些問(wèn)界M9的電氣架構(gòu)信息，顧梳理分享給大家。

首先是問(wèn)界M9的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，看著是不是很熟悉，之前在阿維塔11車(chē)上也見(jiàn)過(guò)類似的[阿維塔11的電子架構(gòu)、智能座艙、智能駕駛分析]。不同的是，相較于阿維塔11，問(wèn)界M9的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)離CC架構(gòu)更近一步了。CC架構(gòu)中的MDC VDC CDC在該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中都有體現(xiàn)，同時(shí)也加入了三個(gè)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(guò)CAN/LIN通信，不同區(qū)域之間，通過(guò)以太網(wǎng)通信。

▲圖 問(wèn)界M9網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡(jiǎn)圖

▲圖 華為2021提出的域控架構(gòu)

01.

整車(chē)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(lái)揭曉一下。

VDC支撐星型網(wǎng)絡(luò)及環(huán)網(wǎng)架構(gòu)，承擔(dān)整車(chē)控制中心的角色，響應(yīng)駕駛員的各種請(qǐng)求(驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、充電等控制)及 ADAS/ADS 請(qǐng)求，它負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)控制傳統(tǒng)車(chē)動(dòng)力、底盤(pán)兩大域內(nèi)控制器，統(tǒng)籌整車(chē)橫向、縱向、垂向一體化控制，徹底解決單個(gè)控制器應(yīng)用場(chǎng)景受限，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)困難，功能單一，處理能力不足等問(wèn)題。此外VDC 還承擔(dān)部分智能化應(yīng)用，如自適應(yīng)標(biāo)定、哨兵模式、駕駛模式自適應(yīng)、OTA、VHR、設(shè)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(mén)踏板、制動(dòng)踏板開(kāi)關(guān)進(jìn)行模式控制、行駛控制等；連接所有水泵與空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)熱管理功能，以及連接 BMS 控制上下電等功能。

在問(wèn)界M9上，VDC的功能主要包括六部分，分別為人機(jī)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(jī)交互包括以下幾部分：

油門(mén)識(shí)別：通過(guò)采集踏板的兩路電壓信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理和判斷以實(shí)現(xiàn)對(duì)加速踏板的合理性監(jiān)測(cè)，以獲取加速踏板的有效狀態(tài)和開(kāi)度。

制動(dòng)識(shí)別：通過(guò)采集踏板的兩路信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行判斷，以獲得制動(dòng)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(chē)行駛安全:通過(guò)對(duì)車(chē)速信號(hào)、加速踏板位置、剎車(chē)狀態(tài)、擋位輸入信號(hào)、故障狀態(tài)信號(hào)對(duì)駕駛員擋位請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行保護(hù)并輸出相應(yīng)的擋位信號(hào)，同時(shí)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(yùn)動(dòng)，個(gè)性化)，需用戶切換開(kāi)關(guān)。

維修模式：僅車(chē)輛靜止時(shí)可開(kāi)啟維修模式，維修模式開(kāi)啟后各高壓零部件保持喚醒狀態(tài)，但整車(chē)高壓下電。

車(chē)速計(jì)算:接收 ESC 車(chē)速信號(hào)，若 ESC 車(chē)速無(wú)效，根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速、輪胎直徑及減速比計(jì)算車(chē)速,

剩余里程計(jì)算：根據(jù) SOC 和百公里平均電耗估算車(chē)輛剩余可行駛的里程。

能耗計(jì)算：根據(jù)所行駛的距離和對(duì)應(yīng)的總耗電量，估算車(chē)輛每百公里消耗的電量(本次行程、自上次充電行程、小計(jì)行程、百公里平均電耗計(jì)算)。

能量流顯示：按照車(chē)輛處于驅(qū)動(dòng)或者是能量回收的狀態(tài)，并考慮驅(qū)動(dòng)和回收功率的大小，設(shè)置能量流。

制動(dòng)燈控制：由于滑行能量回收造成的車(chē)輛減速度大于一定值，請(qǐng)求點(diǎn)亮制動(dòng)燈。

2.電源管理包括：

休眠喚醒控制：系統(tǒng)能夠按照設(shè)計(jì)，執(zhí)行車(chē)輛的喚醒與全部控制器的低壓待機(jī)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(chē)域控制器自檢和故障診斷一起動(dòng)請(qǐng)求一整車(chē)域控制器檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)前沒(méi)有故障并滿足上高壓電的條件一上高壓電一使能電機(jī)控制器一電機(jī)開(kāi)始準(zhǔn)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(shí)自我喚醒，基于低壓蓄電池電壓判斷有充電需求時(shí)，喚醒整車(chē)完成智能低壓充電。Ready燈是車(chē)輛可行駛狀態(tài)指示燈，此燈點(diǎn)亮，表示車(chē)輛已準(zhǔn)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(guò)外接電源使用直流充電機(jī)/站為動(dòng)力蓄電池組充電。完成外接交流充電線纜連接后由 BMS 進(jìn)行充電需求計(jì)算，并控制車(chē)載充電機(jī)向動(dòng)力電池充電。

外接直流充電：通過(guò)車(chē)載充電機(jī)將公共電網(wǎng)的電能變換為動(dòng)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(chē)輛后，由 BMS 與充電樁進(jìn)行相關(guān)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(fù)載需求進(jìn)行放電需求計(jì)算，并控制車(chē)載充電機(jī)進(jìn)行放電。

V2V：連接車(chē)對(duì)車(chē)充電線纜，車(chē)輛可以對(duì)其他車(chē)輛進(jìn)行充電。

• ·快、慢放電槍同時(shí)連接，響應(yīng)最先連接的放電槍需求。
• 放電啟動(dòng)時(shí)，按壓?jiǎn)⑼０存I可啟動(dòng)放電，車(chē)輛不可掛擋行駛。
• ·放電期間，可以正常使用空調(diào)，為保證電池電量和效率不建議使用。

• 放電期間，按壓?jiǎn)⑼０存I可停止放電，拔槍后可掛擋行駛。

4.扭矩控制主要是根據(jù)駕駛員的行駛意圖和車(chē)輛的行駛工況，計(jì)算輸出對(duì)應(yīng)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(kāi)度信號(hào)和實(shí)際車(chē)速信號(hào)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(chē)輛處于可行駛擋位，未踩加速踏板和制動(dòng)踏板前提下，使整車(chē)以一定目標(biāo)車(chē)速進(jìn)行低速行駛。

預(yù)扭矩：整車(chē)處于可行駛狀態(tài)下，車(chē)輛靜止，為防止齒輪間隙引起的整車(chē)抖動(dòng)，VDC依據(jù)檔位請(qǐng)求小扭矩以消除齒輪間隙。

防溜坡：在坡道小于 15%，在自動(dòng)駐車(chē)功能未激活的情況下，動(dòng)力系統(tǒng)通過(guò)施加適當(dāng)扭矩防止車(chē)輛溜坡或減緩溜坡現(xiàn)象。

滑行能量回收：車(chē)輛達(dá)到一定車(chē)速后，用戶松開(kāi)加速踏板和制動(dòng)踏板，車(chē)輛滑行時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)倒拖發(fā)電。

制動(dòng)能量回收：車(chē)輛達(dá)到一定車(chē)速后，用戶踩下制動(dòng)踏板后，ESC 根據(jù)整車(chē)回饋能力，請(qǐng)求驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)倒拖發(fā)電。

自適應(yīng)巡航控制：自適應(yīng)巡航控制功能激活時(shí)根據(jù)當(dāng)前工況和駕駛員設(shè)定速度，系統(tǒng)判斷給整車(chē)域控制器發(fā)送扭矩請(qǐng)求或給車(chē)身穩(wěn)定系統(tǒng)發(fā)出制動(dòng)請(qǐng)求，以保持按駕駛員設(shè)定的巡航速度或與前車(chē)保持相同速度跟隨前車(chē)行駛。

5.整車(chē)的熱管理控制

高溫回路熱管理主要是電機(jī)回路的熱管理控制，包括電機(jī)回路冷卻控制;電機(jī)回路余熱回收控制。

電機(jī)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(qǐng)求，通過(guò)冷卻請(qǐng)求控制散熱風(fēng)扇、水泵的工作狀態(tài)，讓 OBC、DCDC、MCU、IGBT 工作在一個(gè)合適的溫度范圍內(nèi)。

電機(jī)回路余熱回收：通過(guò)電機(jī)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(jī)是否允許加熱，并通過(guò)控制三通閥動(dòng)作以及電池水泵與電機(jī)水泵的開(kāi)度，將電機(jī)回路的熱水引入電池，實(shí)現(xiàn)用電機(jī)產(chǎn)生的廢熱對(duì)電池進(jìn)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(yuǎn)程預(yù)約加熱功能。

電池的加熱與冷卻通過(guò)監(jiān)測(cè)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(guò)控制四通閥的開(kāi)度，PTC/CMP 的開(kāi)啟，水泵的開(kāi)度實(shí)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(duì)電池進(jìn)行加熱、冷卻，并保持一定時(shí)間，確保第二天用車(chē)時(shí)，電池在一個(gè)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(kāi)啟請(qǐng)求信號(hào)，并依據(jù)整車(chē)狀態(tài)，整車(chē)可用功率情況，控制 CMP/PTC的開(kāi)啟與關(guān)閉以及空調(diào)的最大功率，并根據(jù)空調(diào)對(duì)風(fēng)扇的請(qǐng)求控制風(fēng)扇的動(dòng)作。

6.故障診斷及處理則是執(zhí)行故障的檢測(cè)及故障等級(jí)的上報(bào)。以及接收或監(jiān)測(cè)各系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，判斷故障等級(jí)，并根據(jù)故障級(jí)別執(zhí)行相應(yīng)的故障處理措施，確保整車(chē)安全平穩(wěn)的運(yùn)行。

02.

電智能駕駛控制器MDC

問(wèn)界M9的智駕功能框圖如下所示，支持高速和城區(qū)領(lǐng)航功能。對(duì)于MDC到底是MDC810還是610，目前看網(wǎng)上從渠道確認(rèn)的消息來(lái)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(xiàng)指標(biāo)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(gè)LVDS攝像頭接口，8路以太網(wǎng)接口，12路CAN/CANFD接口，6路車(chē)載以太網(wǎng)接口，1路PPS接口，各個(gè)接口定義如下圖所示；

4. 防水等級(jí)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(gè)以上的主流算子的算子庫(kù)；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(yùn)算單元緊耦合，加速控制和數(shù)據(jù)并行運(yùn)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(tái)軟件架構(gòu)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(gòu)

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(jí)管理、健康管理、持久化、時(shí)間同步、訪問(wèn)管理、加密能力、診斷服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)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(shí)時(shí)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(qū)動(dòng)框架和三方庫(kù)。

無(wú)縫兼容AUTOSAR，在安全方面，支持安全隔離，Safety-Critical與Non-Critical應(yīng)用安全隔離，軟硬件Co-Design，去中心化架構(gòu)，屏蔽單點(diǎn)軟硬件故障，在確定性延遲方面是開(kāi)源Linux的十分之一，內(nèi)核延時(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)定、存儲(chǔ)等功能和服務(wù)，提供高功能安全的運(yùn)行環(huán)境，支持客戶開(kāi)發(fā)/部署ASIL-D級(jí)別的業(yè)務(wù) 。并且如主流的AUTOSAR工具一樣，圖形化建模&開(kāi)發(fā)工具，支持客戶進(jìn)行SWC的開(kāi)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(wèn)界M9上共用3個(gè)，分別為VIU1/VIU2/VIU3,三個(gè)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(gòu)] 分析]，有個(gè)明顯的區(qū)別是，廣汽的星靈架構(gòu)下，每個(gè)域控對(duì)外只有一路CANFD網(wǎng)絡(luò)，而問(wèn)界M9則有很多路CAN對(duì)外的。

▲圖 問(wèn)界M9 右區(qū)域單元功能框圖

▲圖 問(wèn)界M9 左區(qū)域單元功能框圖

▲圖 問(wèn)界M9 后區(qū)域單元功能框圖