汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化措施

文/黃炳村

汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化措施

文/黃炳村

基于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平實(shí)現(xiàn)了全面提升，而汽車這一交通工具被廣泛應(yīng)用在日常生活當(dāng)中?；诖耍恼聦⑵囎鳛橹匾芯繉?duì)象，闡述其電子電器架構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化的相關(guān)問題，以期有所幫助。

汽車 電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì) 優(yōu)化措施探討

在汽車行駛中，駕駛?cè)藛T的舒適性與安全性最為重要，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)關(guān)注汽車燃油的經(jīng)濟(jì)性，為了能夠不斷滿足以上需求，在現(xiàn)代汽車中，對(duì)大量導(dǎo)線、電子控制單元與串行通行總線進(jìn)行了運(yùn)用。在實(shí)踐發(fā)展的過程中，智能化網(wǎng)絡(luò)與導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展取得了理想的成績(jī)，因而在汽車主動(dòng)安全技術(shù)以及被動(dòng)安全技術(shù)中被廣泛應(yīng)用?；诖?，汽車電子電氣架構(gòu)的復(fù)雜性也更加明顯，所以，對(duì)于電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化已逐漸成為汽車設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容，需要給予高度重視。

1 汽車電子電氣架構(gòu)技術(shù)以及發(fā)展趨勢(shì)探討

站在不同角度看待汽車電子電氣架構(gòu)，其得出的結(jié)論也同樣存在一定的差異。其中，所謂的物理架構(gòu)設(shè)計(jì)具體指的就是處理汽車系統(tǒng)當(dāng)中有形的內(nèi)容，而邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)則是對(duì)系統(tǒng)當(dāng)中無形的內(nèi)容進(jìn)行處理?，F(xiàn)階段，電子電氣架構(gòu)中的物理與邏輯架構(gòu)是各自獨(dú)立的，而設(shè)計(jì)隊(duì)伍與流程同樣獨(dú)立，使得設(shè)計(jì)流程更加復(fù)雜。

而電子電氣架構(gòu)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化則是汽車設(shè)計(jì)流程中對(duì)于汽車電子與電氣系統(tǒng)的定義。專業(yè)工程師充分利用自身經(jīng)驗(yàn)與工具對(duì)電子電氣架構(gòu)虛擬模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，隨后需經(jīng)過計(jì)算機(jī)的模擬與測(cè)試，并且嚴(yán)格校核與優(yōu)化設(shè)計(jì)思路，針對(duì)存在的問題進(jìn)行解決，以保證更好地滿足用戶的各方面需求。

基于電子電氣技術(shù)的全面發(fā)展，電氣中心、線徑與電氣元件等都已經(jīng)呈現(xiàn)出小型化發(fā)展趨勢(shì)，為此，體積小與輕便成為電子電氣技術(shù)的最終目標(biāo)。而隨著自動(dòng)化制造工藝以及裝配的全面發(fā)展，一定程度上提高了產(chǎn)品的可靠性能，使得生產(chǎn)的靈活性也逐漸突顯出來。汽車中也增加了更多功能以及特性，因而汽車電子化的內(nèi)容更加豐富，而電氣化容量卻保持不變，如圖1。

2 汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化核心思想解構(gòu)

在對(duì)汽車電子電氣架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化的過程中，最關(guān)鍵的就是要對(duì)如何融入電氣電器功能予以熟練地掌握，進(jìn)而增強(qiáng)器件整合效果。如果是對(duì)于已知功能，則包含諸多類型的結(jié)構(gòu)定義：

（1）電器部件的數(shù)量較多而電子部件較少；

（2）電器部件的數(shù)量少而電子部件相對(duì)較多。

在汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化的過程中，應(yīng)充分考慮其功能配置以及包裝和電器價(jià)格等發(fā)展趨勢(shì)。其中，電子與電器部件之間的性價(jià)比架構(gòu)始終是處于變化狀態(tài)的，如圖2所示。

3 汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化所需工具闡釋

3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用

3.1.1 市場(chǎng)趨勢(shì)數(shù)據(jù)庫(kù)

在該數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中涵蓋了世界范圍之內(nèi)所有汽車生產(chǎn)廠商和零部件供應(yīng)商所研發(fā)亦或是準(zhǔn)備研發(fā)的先進(jìn)電子電器技術(shù)與產(chǎn)品。

3.1.2 基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)

在此數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，世界范圍內(nèi)的汽車生產(chǎn)廠商以及不同檔次車型的電子電氣架構(gòu)相關(guān)信息內(nèi)容。

3.1.3 解決方案數(shù)據(jù)庫(kù)

將前兩種數(shù)據(jù)庫(kù)作為基礎(chǔ)，針對(duì)車型電子電氣架構(gòu)數(shù)據(jù)展開進(jìn)一步地對(duì)比，同時(shí)構(gòu)件電子電氣架構(gòu)平臺(tái)，在展開客觀評(píng)估以及分析以后，能夠提出最為理想的電子電氣架構(gòu)目標(biāo)。

3.2 電子電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化工具的應(yīng)用

在應(yīng)用電子電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化工具中，可以對(duì)PREEvision等較為成熟的電子電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化工具予以靈活地運(yùn)用。主要的原因就是，該工具具有圖形化用戶接口，而且可以支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，其設(shè)計(jì)的結(jié)果也能夠被重復(fù)地使用，所以優(yōu)勢(shì)較為明顯。

電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化工具本身所具備的功能十分豐富，能夠?qū)﹄娮与娖骷罾硐氲淖呔€路徑予以搜索。在此基礎(chǔ)上，能夠?qū)﹄娮与娖骷途€束成本進(jìn)行計(jì)算。

圖1：汽車成本電子電器所占比重

圖2：汽車最佳性價(jià)比架構(gòu)的基本原則

圖3：“V”模式開發(fā)流程圖

3.3 通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)優(yōu)化工具的應(yīng)用

在對(duì)汽車通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化的過程中，可以采用VECTOR亦或是MENTOR等工具，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)汽車負(fù)載率、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及延遲時(shí)間設(shè)計(jì)優(yōu)化的合理性，最終達(dá)到電子電氣架構(gòu)邏輯標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.4 線束設(shè)計(jì)優(yōu)化工具的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)優(yōu)化汽車線束的過程中，所采用的工具可以是UG，也可以是CATIA，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)汽車整車線束配線結(jié)合點(diǎn)的位置與安裝走向等相關(guān)內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以達(dá)到電子電氣架構(gòu)物理標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 設(shè)計(jì)優(yōu)化汽車電子電氣架構(gòu)的具體流程

現(xiàn)階段，汽車電子電氣架構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化都需要遵循國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，即“V”模式的開發(fā)流程，如圖3所示。

4.1 整車需求定義階段

應(yīng)對(duì)全新車型市場(chǎng)定位與客戶所提出的特殊性需求進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，對(duì)于不同車型數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。在分析與評(píng)估以后，則需要確定出全新車型需求。在此基礎(chǔ)上，對(duì)子系統(tǒng)需求進(jìn)行定義。

4.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)或架構(gòu)設(shè)計(jì)階段

應(yīng)充分考慮電子電氣系統(tǒng)實(shí)際需求，對(duì)系統(tǒng)級(jí)別的電子電氣架構(gòu)解決方案予以合理地制定，同時(shí)對(duì)物理與邏輯架構(gòu)需求進(jìn)行準(zhǔn)確地定義。

4.3 電子電器件的設(shè)計(jì)階段

將物理與邏輯架構(gòu)的實(shí)際需求作為重要基礎(chǔ)，對(duì)電子電器件解決方案進(jìn)行合理地制定，對(duì)相關(guān)硬件與軟件需求予以定義。

4.4 電子電器件開發(fā)階段

充分考慮電子電器件的硬件與軟件實(shí)際具體需求，對(duì)相關(guān)期間進(jìn)行開發(fā)。另外，零部件開發(fā)商需采用自身所具備的測(cè)試規(guī)范以及方法開展驗(yàn)證工作。

4.5 電子電器件設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段

將測(cè)試規(guī)范和方法作為參考標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電子電器件設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)狀況進(jìn)行驗(yàn)證。

4.6 系統(tǒng)設(shè)計(jì)或者是架構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段

將測(cè)試規(guī)范和方法作為依據(jù)，對(duì)其設(shè)計(jì)效果進(jìn)行驗(yàn)證。

4.7 汽車整車需求目標(biāo)的驗(yàn)證階段

同樣需要遵循相關(guān)規(guī)范和方法，對(duì)整車需求的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)狀況進(jìn)行驗(yàn)證。

5 結(jié)束語

綜上所述，通過對(duì)汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化問題的研究與分析，闡述了具體的設(shè)計(jì)優(yōu)化階段，希望進(jìn)一步強(qiáng)化汽車行駛性能，提高駕駛的安全度與舒適度。

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作者單位 廣州廣電計(jì)量檢測(cè)股份有限公司 廣東省廣州市 510656