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Nikkei X-TECH_2021.7.19

폭스바겐 EV 'ID.3'의 철저 분해
VW ‘ID.3’와 테슬라 ‘모델 3’의 차이
차량용 이더넷 채택으로 정반대의 선택

독일 폭스바겐(VW)의 ‘ID.3’의 E/E(전기/전자) 아키텍쳐(Architecture)를 차량용 네트워크의 관점에서 조사한 결과, 미국 테슬라와의 설계에 대한 발상의 차이가 확연하게 드러났다.

이미 보고한 바와 같이, ID.3에서는 차종을 초월한 소프트웨어 개발 및 실행 환경인 ‘vw.OS’를 채택하고 있다. 온라인 소프트웨어 업데이트를 통해 버그를 수정하거나 새로운 기능을 추가할 수 있도록 하는 것이 목적이다. 이를 실현하기 위해 폭스바겐이 선택한 것이 ‘E³’이라고 하는 E/E 아키텍쳐(Architecture)이다.

구체적으로는 ‘ICAS(In-Car Application Server) 1~3’으로 불리는 3개의 고성능 컴퓨터에 판단/제어를 집약한다. ICAS 1~3 이외의 전자제어 유닛(ECU)은 센서로부터 얻은 정보를 ICAS에 보내는 것과, ICAS로부터 받은 제어신호에 따라 액추에이터를 가동시키는 것을 주요 태스크로 한다. 이렇게 함으로써 업데이트 시, 이 3개의 컴퓨터를 중심으로 펌웨어를 갱신하면 성능이 좋아진다. 지금까지는 판단과 제어를 각각의 ECU가 맡는 경우가 많았다.

이것을 실현하기 위한 차량용 네트워크로서 VW가 적극적으로 채택하려고 하는 것이 이더넷(Ethernet)이다. 특히, 선진운전지원시스템(ADAS)용 카메라나 센서로부터의 데이터 전송, LTE나 제5세대 이동통신시스템(5G)으로의 접속, 다채널 및 광대역의 음악 재생 등을 실현하기 위해서는 현재의 CAN(Controller Ares Network)으로는 대역폭이 부족하다.

-- 차량 기반 네트워크를 최대한 배제한 테슬라 --
실제로, 분해를 통해 ID.3의 차량용 네트워크를 조사해 보면, 이더넷이 채택되고 있던 것은 차량 제어를 시행하는 ICAS1과 영상 제시 및 음악 재생, 사람과의 인터랙션을 담당하는 ICAS3, 차재 디스플레이 유닛, 리얼뷰 후방 카메라, 인터넷·액세스·컨트롤·유닛, 단안 카메라 유닛 등과 같이 대용량 데이터가 흐르는 부분이었다. 그 외의 ECU는 CAN(일부 LIN)으로 연결되어 있었다. 향후에는 제어의 집중화가 진행됨에 따라 CAN은 줄어 들고, 이더넷으로 대체될 것으로 보인다.

한편, 테슬라의 ‘모델 3’에서는 이더넷은 거의 사용되고 있지 않았다. 구체적으로는 자율주행용 ECU와 멀티미디어용 ECU(MCU: Multimedia Control Unit) 간에 사용되고 있는 정도였다. 고속 데이터 전송이 필요한 카메라에는 시리얼 영상 전송 인터페이스를 사용해 1대 1로 자율주행용 ECU에 접속되어 있었다. 또한, 액추에이터나 센서는 바디 콘트롤러라고 하는 ECU에 직접 접속되어 있어, 이곳에서 12V 전원을 공급함으로써 제어되고 있었다.

VW처럼 센서나 액추에이터 주변에는 ECU는 없다. 즉, 센싱 정보나 제어 정보의 교환이 바디 콘트롤러에 의해 닫혀 있으므로 이더넷과 같은 차량용 네트워크가 거의 필요 없는 구조로 되어 있었다. 또한 자율주행 ECU와 MCU, 보디 컨트롤러의 사이는 CAN으로 접속되고 있었다. 테슬라는 ECU의 집중화를 추진하고 있어 이 아키텍쳐가 향후, 크게 바뀔 가능성은 낮다.

ID.3와 모델3의 네트워크를 분석을 통해 인상에 남았던 점은 오래된 설계를 활용하면서 새로운 아키텍쳐에 도전하는 VW와, 도전자다운 테슬라의 대담함이다. VW는 지금까지의 차량용 네트워크의 자체기술을 남겨두면서, 새로운 구조로 이를 포용함으로써 서서히 새로운 아키텍쳐로 이행할 수 있도록 하고 있다.

한편, 테슬라는 과거의 차량용 네트워크의 자체기술을 갖고 있지 않기 때문에, 굴레에 얽매이지 않는 대담한 설계를 실시하고 있다. 단, 모델3의 네트워크 구성은 몇 안 되는 기판 상에서 전력 공급도 포함하여 거의 모든 기능을 제공하고 있어 항장성은 없다. 기판이 파손될 경우, 모든 기능이 갑자기 정지될 위험성을 떠안고 있는 것으로 보인다.

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