極氪009之 E/E架構(gòu)分析

極氪汽車主要使用吉利研發(fā)的SEA浩瀚平臺(tái)，SEA即Sustainable Experience Architecture，由位于瑞典哥德堡極氪歐洲技術(shù)中心完成設(shè)計(jì)，第一代SEA用于極氪001和極氪009上，此外極星04和沃爾沃的EM90以及百度吉利合資的極越01都是第一代SEA平臺(tái)。

第二代SEA也叫PMA2+或SEA3，吉利銀河E8和極氪007使用此平臺(tái)，再有就是針對小型車的SEA平臺(tái)，包括奔馳的smart精靈#1和smart精靈#3，沃爾沃的EX30以及極氪X。還有針對高性能車的SEA-P平臺(tái)用于路特斯LOTUS之上。還有SEA-M用于即將上市的極氪Mix上。

此外還有沃爾沃和吉利聯(lián)合開發(fā)的針對大型車的SPA2平臺(tái)，即將上市的沃爾沃純電EX90就是SPA2平臺(tái)。

極氪009的FlexRay總線

來源：佐思汽研根據(jù)網(wǎng)絡(luò)整理繪制

極氪完全繼承沃爾沃的技術(shù)，是國內(nèi)唯一使用Flexray總線的廠家。

Flexray是奔馳克萊斯勒的注冊商標(biāo)，在2000年寶馬、大眾、飛思卡爾等企業(yè)籌建Flexray聯(lián)盟，2009年Flexray聯(lián)盟解散，但Flexray標(biāo)準(zhǔn)成為ISO17458，得到全球范圍內(nèi)認(rèn)同。在歐洲豪華車領(lǐng)域，奔馳、寶馬、奧迪和沃爾沃底盤部分均使用Flexray總線，因?yàn)槲譅栁值木壒?，吉利也大量使用Flexray總線。與以太網(wǎng)比，F(xiàn)lexray的優(yōu)點(diǎn)是可靠性高、安全性高，缺點(diǎn)是速率遠(yuǎn)低于以太網(wǎng)，供應(yīng)商單一，成本高。

傳統(tǒng)以太網(wǎng)經(jīng)過TSN標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)，安全性，可靠性不次于Flexray，但速率遠(yuǎn)在Flexray之上，延遲更低，更適合高算力高帶寬的新型汽車計(jì)算架構(gòu)。豪華車最大化利用研發(fā)成果，仍然保留部分Flexray總線，但車載以太網(wǎng)正在蠶食Flexray的市場，豪華車的車載以太網(wǎng)比例在逐步增加。

Flexray對于一些面向高速的實(shí)時(shí)閉環(huán)控制的控制器能夠很明顯的凸顯其高速容錯(cuò)的優(yōu)點(diǎn)。下面針對Flexray的一些特性和CAN進(jìn)行對比，以展示其優(yōu)勢：

Flexray高達(dá)10Mb/s的帶寬為高精度控制的車輛控制器提供了更大的便捷，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)ECU之間參數(shù)的迅速交互和實(shí)時(shí)性控制。

Flexray兩條獨(dú)立的通道CHA/CHB在物理層上能實(shí)現(xiàn)完全的解耦，可實(shí)現(xiàn)更大傳輸速率的要求或是實(shí)現(xiàn)冗余傳輸以保證數(shù)據(jù)傳輸的安全性。

Flexray的時(shí)間片長度可以在一定范圍內(nèi)自由設(shè)置，區(qū)別于CAN消息每幀8byte的限制，F(xiàn)lexray幀數(shù)據(jù)段長度可在0~254byte之間自由變動(dòng)。

Flexray是時(shí)間觸發(fā)的網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)均有其本地的時(shí)鐘，并與全局時(shí)鐘相對應(yīng)，對于實(shí)時(shí)性功能的實(shí)現(xiàn)有很大幫助。

Flexray的通訊段內(nèi)包含靜態(tài)段和動(dòng)態(tài)段兩個(gè)部分，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)間觸發(fā)的實(shí)時(shí)性和精確性以及事件觸發(fā)的靈活性和可配置性。

Flexray支持多種形式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對于較為簡單的網(wǎng)絡(luò)，一般可采取和CAN網(wǎng)絡(luò)類似的被動(dòng)總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；而對于安全性要求較高，或是多個(gè)模塊之間進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸，可采用主動(dòng)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇性的主動(dòng)截?cái)嗷蛘甙l(fā)送，可防止一個(gè)模塊出現(xiàn)故障時(shí)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。

極氪009的以太網(wǎng)架構(gòu)

來源：佐思汽研根據(jù)網(wǎng)絡(luò)整理繪制

極氪009的以太網(wǎng)架構(gòu)非常簡單，只有四個(gè)以太網(wǎng)單元，是最初級(jí)的域控制器架構(gòu)，目前比較先進(jìn)的都是交叉域控制器架構(gòu)。

極氪009的底盤CAN系統(tǒng)

來源：佐思汽研根據(jù)網(wǎng)絡(luò)整理繪制

極氪009的底盤CAN系統(tǒng)顯然是沿用了燃油車的架構(gòu)，ECM本來是引擎控制單元，但改稱為整車控制單元，實(shí)際上CEM中央電子控制模塊更像整車控制單元，車身CAN和車身擴(kuò)展CAN的核心都是CEM。

極氪009的DHU系統(tǒng)架構(gòu)圖

來源：佐思汽研根據(jù)網(wǎng)絡(luò)整理繪制

上圖是極氪009的DHU系統(tǒng)架構(gòu)圖，有些名稱可能是延續(xù)了以前沃爾沃燃油車的習(xí)慣，如電視聲音轉(zhuǎn)換模塊，實(shí)際上這個(gè)電視聲音轉(zhuǎn)換模塊應(yīng)該是一個(gè)后排視頻系統(tǒng)控制器。廣視角模塊和沃爾沃系列車型一樣，負(fù)責(zé)360全景和自動(dòng)泊車。而大部分廠家都是將360全景交給座艙主機(jī)負(fù)責(zé)。

極氪的自動(dòng)駕駛CAN網(wǎng)絡(luò)

來源：佐思汽研根據(jù)網(wǎng)絡(luò)整理繪制

極氪的自動(dòng)駕駛CAN網(wǎng)絡(luò)異常簡單，自動(dòng)駕駛還有一條冗余CAN系統(tǒng)。高端4D毫米波雷達(dá)一般都采用百兆以太網(wǎng)，高端激光雷達(dá)有些會(huì)使用千兆以太網(wǎng)，極氪顯然是沒考慮接入激光雷達(dá)。

極氪似乎是延續(xù)了沃爾沃燃油車的架構(gòu)，有引擎控制單元即ECM，但極氪將其稱為整車控制單元，還有一個(gè)中央電子模塊即CEM，根據(jù)維修電路圖的資料，ECM和CEM的位置相同，外觀也相同，電路圖上所處網(wǎng)絡(luò)也基本相同，應(yīng)該就是同一個(gè)元件，但它們有不同的ID，似乎是兩個(gè)不同的元件，非常令人費(fèi)解。

極氪009有著數(shù)量眾多的模塊，集成度低，控制器盒子非常多，包括駕駛員座椅模塊SMD，乘客座椅模塊SMP，駕駛員座椅按摩模塊MMD，這三個(gè)模塊似乎連在安全CAN網(wǎng)絡(luò)上，其余眾多模塊主要與CEM或者說ECM連接，包括駕駛員車門模塊DDM，乘客車門模塊PDM，電動(dòng)發(fā)電機(jī)模塊MGM，內(nèi)部燈控制模塊ILCM，左后門模塊RLDM，右后門模塊RRDM，二排左側(cè)滑軌模塊，二排右側(cè)滑軌模塊，藍(lán)牙與NFC模塊BNCM，NFC鑰匙模塊NKR，后排左側(cè)座椅模塊SMBL，后排右側(cè)座椅模塊SMBR，左推拉門模塊，右推拉門模塊，左后門觸摸面板模塊，右后門觸摸面板模塊，電動(dòng)尾門模塊，溫度控制模塊等等二十多個(gè)模塊。

根據(jù)維修電路圖，極氪009擁有多個(gè)保險(xiǎn)絲和繼電器盒，包括中央通道保險(xiǎn)盒（擁有54個(gè)保險(xiǎn)絲，7個(gè)CR型繼電器）、機(jī)艙保險(xiǎn)盒（54個(gè)保險(xiǎn)絲，14個(gè)ER型繼電器）、機(jī)艙大保險(xiǎn)盒（9個(gè)保險(xiǎn)絲）、發(fā)動(dòng)機(jī)配線盒（沒錯(cuò)，就是寫發(fā)動(dòng)機(jī)配線盒，雖然它沒有發(fā)動(dòng)機(jī)）、中央電力分配繼電器控制器。

汽車?yán)^電器是一種電控制器件，是當(dāng)輸入量（激勵(lì)量）的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。當(dāng)電路發(fā)生故障或異常時(shí)，伴隨著電流不斷升高，并且升高的電流有可能損壞電路中的某些重要器件或貴重器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災(zāi)。若電路中安裝了保險(xiǎn)絲，那么保險(xiǎn)絲就會(huì)在電流異常升高到一定的高度和熱度的時(shí)候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護(hù)電路安全運(yùn)行的作用。

繼電器和保險(xiǎn)絲已經(jīng)明顯落伍了，它無法滿足ISO26262的安全機(jī)制，從繼電器保險(xiǎn)絲的電路中可以看出，這一沿用多年的設(shè)計(jì)十分簡單，其中沒有任何感知電路，也就是說，工作中負(fù)載的電流工況是無法感知和反饋的，更談不上診斷了。想增加感知功能也不是不行，加幾個(gè)感知器件和電路就行；但這樣就會(huì)增加繼電器體積和線路長度，整車的其他部分設(shè)計(jì)也要隨之更改，牽一發(fā)而動(dòng)全身，同時(shí)成本上也會(huì)增加。

再來看看功能，繼電器的本質(zhì)就是一個(gè)磁吸開關(guān)，通過觸點(diǎn)的接通和斷開，來控制電路上的元器件。因此繼電器所謂的控制就只有兩個(gè)狀態(tài)——接通和斷開。想要調(diào)節(jié)大小，不好意思，沒這功能，即使硬加也不劃算，這就不符合智能化“可控制”的標(biāo)準(zhǔn)。即使上面這些問題都不考慮，還有一個(gè)能耗問題。單個(gè)繼電器的控制功率大概是2W，那40個(gè)就是80W，100個(gè)就是200W，這對于本就不富裕的汽車蓄電池以及動(dòng)力電池來說，無疑是雪上加霜。

目前潮流是用半導(dǎo)體配電，這才符合強(qiáng)調(diào)智能駕駛的今天，當(dāng)然了，這需要全新設(shè)計(jì)，成本也稍高，大多數(shù)沿用老設(shè)計(jì)的廠家都不會(huì)采用。

基于半導(dǎo)體的配電方案根據(jù)應(yīng)用場景有兩種：

驅(qū)動(dòng)芯片+ MOSFET分立方案。這種方案的復(fù)雜度高很高，突出表現(xiàn)在：電流檢測難度大，電路保護(hù)復(fù)雜，診斷功能復(fù)雜，保護(hù)功能少、保護(hù)速度慢、保護(hù)策略復(fù)雜。該方案的綜合成本較高，適用于大電流場合。目前車載應(yīng)用較少，車載大電流應(yīng)用還是以保險(xiǎn)絲+繼電器為主。

HSD智能高邊開關(guān)集成方案，單芯片集成了驅(qū)動(dòng)+MOSFET+電流檢測+熱保護(hù)+電壓保護(hù)+EMC+各種診斷。此方案10年前已開始普及，至今仍限于小電流負(fù)載應(yīng)用（<25A），成本低，可靠性高。

極氪009的E/E架構(gòu)能打幾分，想必各位讀者已經(jīng)非常清楚了。

免責(zé)說明：本文觀點(diǎn)和數(shù)據(jù)僅供參考，和實(shí)際情況可能存在偏差。本文不構(gòu)成投資建議，文中所有觀點(diǎn)、數(shù)據(jù)僅代表筆者立場，不具有任何指導(dǎo)、投資和決策意見。