沃尔沃XC40使用沃尔沃和吉利联合开发的CMA平台,CMA平台于2017年推出,目前已进化了数代,吉利旗下最新的银河L6/L7,领克07/08也使用相同平台,此外雷诺旗下的Grand Koleos 2024版也使用相同平台。
XC40之E/E元件分布图
沃尔沃XC40车身CAN总线示意图
图片来源:佐思汽研
如上图,这个CEM可以看做前区域控制器。
沃尔沃XC40动力系统CAN总线示意图
图片来源:佐思汽研
沃尔沃XC40的FlexRay总线骨干网之一
图片来源:佐思汽研
前视摄像头通过FlexRay与ASDM连接,而不是常见的LVDS,推测视觉计算部分是在前视摄像头内部而不是ASDM内部。
FlexRay是奔驰克莱斯勒的注册商标,在2000年宝马、大众、飞思卡尔等企业筹建FlexRay联盟,2009年FlexRay联盟解散,但FlexRay标准成为ISO17458,得到全球范围内认同。在欧洲豪华车领域,奔驰、宝马、奥迪和沃尔沃底盘部分都是使用FlexRay总线,因为沃尔沃的缘故,吉利也大量使用FlexRay总线。
与以太网相比,FlexRay的优点是可靠性高、安全性高,缺点是速率远远低于以太网,供应商单一,成本高。传统以太网经过TSN标准增强,安全性,可靠性不逊于FlexRay,但速率远在FlexRay之上,延迟更低,更适合高算力高带宽的新型汽车计算架构。豪华车最大化利用研发成果,仍然保留部分FlexRay总线,但车载以太网正在蚕食FlexRay的市场,豪华车的车载以太网比例在逐步增加。
FlexRay对于一些面向高速的实时闭环控制的控制器能够很明显的凸显其高速容错的优点。下面针对FlexRay的一些特性和CAN进行对比,以展示其优势:
1、FlexRay高达10Mb/s的带宽为高精度控制的车辆控制器提供了更大的便捷,能够实现多个ECU之间参数的迅速交互和实时性控制。
2、FlexRay两条独立的通道CHA/CHB在物理层上能实现完全的解耦,可实现更大传输速率的要求或是实现冗余传输以保证数据传输的安全性。
3、 FlexRay的时间片长度可以在一定范围内自由设置,区别于CAN消息每帧8byte的限制,FlexRay帧数据段长度可在0~255byte之间自由变动。
4、 FlexRay是时间触发的网络,各个节点均有其本地的时钟,并与全局时钟相对应,对于实时性功能的实现有很大帮助。
5、FlexRay的通讯段内包含静态段和动态段两个部分,可以同时实现时间触发的实时性和精确性以及事件触发的灵活性和可配置性。
6、FlexRay支持多种形式的拓扑结构,对于较为简单的网络,一般可采取和CAN网络类似的被动总线型拓扑结构;而对于安全性要求较高,或是多个模块之间进行的数据传输,可采用主动星型拓扑结构,对数据进行选择性的主动截断或者发送,可防止一个模块出现故障时导致整个网络的瘫痪。
沃尔沃XC40的ASDM系统的CAN总线系统
图片来源:佐思汽研
ASDM可能由APTIV供应。与安全关系密切的大多采用了FlexRay,关系不太密切的就是CAN总线。ASDM也负责自动泊车,不过只有纯电车如此,混动或燃油车由CEM负责自动泊车。
WAM模块的框架图
图片来源:佐思汽研
前、左前和右前的摄像头FOV可能都是185°,后、左后和右后摄像头特别称之为PAC,即Park Assist Camera。WAM再将图像信号输出到IHU即信息娱乐系统。WAM可能由Valeo供应。
沃尔沃XC40的高压电气分布图
图片来源:佐思汽研
EFAD内含电机,IHFA内含DC/DC系统,ACCA与IHFA还通过LIN总线连接,HVHA还通过CAN和LIN总线与IHFA连接,OBC通过CAN与IHRA和IHFA连接。高压电池内含BECM电池控制模块,与气囊被动安全系统通过车身CAN总线连接。
沃尔沃XC40的IHU和TCAM系统连接图
图片来源:佐思汽研
未特别指出的一般都是硬线或CAN总线连接。VCM由瑞典ACTIA Nordic AB提供,TCAM一代由大陆汽车提供,二代由三星哈曼提供。
沃尔沃XC40底盘CAN总线示意图
图片来源:佐思汽研
沃尔沃XC40底盘CAN总线示意图如上,从名称推断,似乎用了博世的iBooster。
沃尔沃XC40的诊断网CAN总线
图片来源:佐思汽研
为保证安全,特别为OBD还加了防火墙。
沃尔沃XC40所代表的CMA平台最大限度地降低成本,保留了很多已经落伍的研发成果,典型的如IHU与外接功率放大器的MOST光纤总线,现在还用MOST总线的只有奥迪和沃尔沃了。整体架构集中度低,属于最初级阶段的域控制器架构,很少使用比较先进的以太网。需要指出本文所涉及的车型是北美版,在北美市场,这样的E/E架构算先进的了,中国版车型可能与之不同,因为中国市场内卷严重,需要最先进的技术。北美版则完全不用在意,E/E架构大幅度落后中国市场。
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