Раскрыты подробности низковольтной архитектуры электромобиля «Атом»: большой технический обзор

Стоит сказать, что сама система разрабатывается с 2022 года. Поскольку электрокар строится на собственной платформе и имеет уникальную компоновку в сочетании с оснащением рядом технологичных функций наподобие продвинутых систем помощи водителю, телематики, дополненной реальности (AR HUD), дисплея на руле и автоматических распашных дверей, то команда «Атома» не использует готовые решения — а самостоятельно создает низковольтную архитектуру.

Система собственной разработки имеет ряд преимуществ, одним из которых является возможность гибкой модернизации с целью оптимизации существующих и последующих проектов — и добавления нового, расширенного функционала.

И испытания электрики и электроники проводят в лабораториях компании в разных местах — в Москве, в Санкт-Петербурге и Нанкине (Китай). После подведения итогов валидации системы были собраны первые предсерийные прототипы электромобиля «Атом», для того чтобы можно было проводить дальнейшие испытания — с внутренними командами разработчиков.

Остановимся на технических особенностях электрической архитектуры. У электромобиля «Атом» есть две электрические системы — низковольтная (12В) и высоковольтная (400В) — у них разные функции, и работают они с разными уровнями напряжения.

Если высоковольтная система управляет силовой частью машины (батарея, электродвигатель…), то низковольтная система объединяет все электронные модули. Именно низковольтная «составляющая» отвечает за работу всей электроники и различных вспомогательных систем — начиная с блоков управления компонентами до диагностики, телематики и систем помощи водителю (ADAS).

Питание системы при этом обеспечивается за счет 12-вольтового аккумулятора, который заряжается от высоковольтной батареи через DC/DC-преобразователь.

Заметим, что процесс разработки низковольтной системы включает в себя несколько этапов. Прежде чем начинать разработку такой системы, команды проводят различные исследования и формируют запросы на необходимый функционал электромобиля.

Сама операционная концепция включает сценарии взаимодействия пользователя с электромобилем. Эти сценарии передают команде системной архитектуры, которая анализирует их и разбивает на требования к функциональным системам.

Первая часть касается системной архитектуры. Требования к системе «декомпозируются» на требования к электронным блокам электромобиля. На последнем этапе архитекторы команд разработки формируют требования к программному и аппаратному обеспечению электронного блока.

Отметим, что весь функционал электрокара распределяется по доменам: это кузов, шасси, силовая установка, системы помощи водителю, мультимедиа и др.

Речь идет о том, что в электромобиле «Атом» применяется децентрализованная архитектура низковольтной системы. То есть функционал распределяется между несколькими электронными модулями — вместо доменного или же центрального контроллера. Говорят, что такой подход обеспечивает ряд преимуществ перед централизованными решениями, а именно: повышенную надежность, масштабируемость за счет имеющихся на рынке решений, плюс отсутствуют зависимости от одного электронного блока, и есть возможность распределения функционала и загрузки команд разработки. 

Кроме того, низковольтная архитектура «Атома» дает возможность в случае необходимости реализовать локальное «пробуждение» отдельных электронных блоков, не запуская при этом всю систему. Это, в свою очередь, позволяет оптимизировать расход энергии, а это уже напрямую влияет на увеличение запаса хода.

Вторая составляющая: мы говорим о топологии сети. Еще один важный этап — проектирование топологии сети; речь о схеме коммуникации и взаимодействия электронных блоков управления (ECU) и других компонентов машины через разного рода проводные соединения. Данная схема определяет, как передаются данные и сигналы между узлами системы электрокара.

Обращает на себя внимание тот факт, что одна из важнейших задач автопроизводителя — это подбор и интеграция компонентов — модулей, электронных блоков, жгутов. И для этого проводится ряд операций:

— подбираются оптимальные компоненты у проверенных поставщиков,
формулируются техзадания на их разработку специально под
конкретный проект

— все элементы соединяются в соответствии с проектными требованиями

— проводится тестирование для подтверждения работоспособности и
соответствия задуманному функционалу

Наконец, остается еще валидация: специалисты проводят проверку работы электронных блоков, систем и функций — на соответствие требованиям.

Валидация позволяет оценить фактический статус готовности и зрелости архитектуры. Благодаря этому можно выявить и исправить отклонения от требований или же уже подтвердить работу устройств и систем автомобиля — в соответствии с требованиями.

Тестирование включает проверки на уровне компонентов, систем, а также непосредственно испытания на прототипах электромобилей. Для проведения тестирования созданы специальные лаборатории — в Москве, Санкт-Петербурге и китайском Нанкине.

Результаты, которые эксперты получают по итогам проведения испытаний, позволяют ускорить разработку систем и подготовить электромобиль уже к серийному производству.

Так что, можно наблюдать такой комплексный подход к разработке и тестированию низковольтной системы нового отечественного электрокара. Напомним, что сам «Атом» запустить в серийное производство обещают в июле 2025 года.