大众电气布局（大众ID.4的电子电气架构解析）
大众电气布局（大众ID.4的电子电气架构解析）图4中各个单元的含义如下：图4 ID4总体电子电气架构图3 MQB与MEB平台对比差异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。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。
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 ID4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 ID4网络架构中所用到的总线及速率
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。
图8 ICAS 1控制器
ICAS采用虚拟机技术，使其可以挂载多个操作系统，其中对实时性要求较高的采用Classic AUTOSAR的RTOS，比如动力、高压等功能。而人机娱乐方面采用Adaptive AUTOSAR的POSIX OS，其软件架构如图9所示。
图9 ICAS软件架构
在通信方面主要采用基于以太网和IP的SOA通信方式(如图10所示)，因为通过以太网进行面向服务的通信可以实现高带宽和更大的灵活性，并且通过采用标准协议栈，标准化接口，提高通用性。
图10 面向服务的通讯
在网络安全方面，从该控制器软件内部来看，采用TLS和SeOC技术。具体表现在客户端和服务端采用身份验证，数据一致性检测，以及保密通信等具体技术。在网络架构上，采用VLAN划分不同的安全等级的区域，另外使用数据包过滤器在不同安全等级域之间进行安全路由通信。
图11 架构中的网络安全
以上就是ID.4当前的整车电子电气架构，从整体来说，还是比较先进的，但是架构只是基础。基于该架构的软件创新才是重点，我们拭目以待。
