汽車電氣電子性能開發(fā)體系研究

張新宇 吳成東 李朋飛

摘 要：汽車電氣電子系統(tǒng)朝著復(fù)雜度逐漸加深的趨勢發(fā)展 因此對汽車電子的可靠性、安全性有了更高的要求。文章通過對整車電氣電子開發(fā)過程中的關(guān)鍵性能指標管控 建立更為完善的電氣性能評價體系來保障汽車電氣電子系統(tǒng)的可靠性。

關(guān)鍵詞：電氣電子;電氣性能開發(fā);流程體系

中圖分類號：U463.6? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）18-243-02

Abstract： Vehicle electrical and electronics system becoming more and more complicated. So a reliably and safety electric systems is need for vehicle product. In order to ensure the reliability of vehicle electrical and electronics system. This article provide a key performance indicators and set up a more improving evaluation system for vehicle electrical and electronics system development.

Keywords： Electrical and electronic; Electrical performance development; Evaluation system

CLC NO.： U463.6? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）18-243-02

引言

汽車行業(yè)已經(jīng)進入軟件定義汽車性能與駕乘體驗的新時代 豐富的電氣電子配置和軟件功能創(chuàng)新越來越多地體現(xiàn)了汽車產(chǎn)品的客戶價值 成為各整車廠競相發(fā)展的核心能力之一。汽車電子化功能日益復(fù)雜給電氣電子系統(tǒng)開發(fā)帶來嚴峻挑戰(zhàn) 各主機廠均在探索與之匹配的測試驗證體系。因此 將電氣電子性能納入整車類性能管控十分必要 相應(yīng)的體系建設(shè)也非常重要。

1 車輛電氣性能在整車中的重要性

傳統(tǒng)的整車電氣性能評價項目較少 如冷啟動、靜態(tài)電流、EMC、遙控距離等 主要評價內(nèi)容也更傾向于零部件性能。實際上電氣性能已經(jīng)與整車性能密不可分了 例如空調(diào)性能與整車動力性相關(guān) 通訊系統(tǒng)魯棒性甚至比結(jié)構(gòu)耐久性要求更高 熱管理系統(tǒng)主要是通過風扇、水泵、主動格柵的控制標定實現(xiàn) 電動車熱管理性能與續(xù)航里程直接相關(guān) 功能安全與信息安全則擴展了汽車安全性能的定義。電氣性能在汽車性能開發(fā)中的作用從支持和輔助作用逐漸開始加強。從每年各大主機廠的召回事件來看 軟件功能缺陷和電氣硬件故障所占比例逐漸增加 從另一個角度說明 整車電氣電子性能開發(fā)體系建立和完善十分重要。

2 整車電氣性能包含的內(nèi)容

2.1 狹義的電氣性能

汽車電子電氣系統(tǒng)包括電器件（傳感器、控制器、執(zhí)行器）、連接器（線束）、供電設(shè)備（蓄電池、發(fā)電機）。所以狹義電氣性能包括以下內(nèi)容：電器件的功能、線束的連接性能、電平衡等 可以看出狹義的電氣性能偏向于零部件 而沒有上升到整車層面。

2.2 廣義的電氣性能

以功能（性能）為導(dǎo)向的整車電氣系統(tǒng)開發(fā)包括以功能實現(xiàn)為開發(fā)主線 包含網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、電源管理、線束設(shè)計、電器件開發(fā) 更加關(guān)注系統(tǒng)和子系統(tǒng)在整車上的表現(xiàn)。廣義電氣性能將包括：

（1）功能領(lǐng)域：功能設(shè)計符合性、法規(guī)符合性、功能安全、信息安全;

（2）通訊領(lǐng)域：網(wǎng)絡(luò)通訊、診斷響應(yīng)、魯棒性等

（3）電氣性能領(lǐng)域：EMC、電平衡、拋負載、冷啟動、零部件負載性能、電壓降、接地性能、負載溫升等。

3 整車電氣性能的評價體系

性能開發(fā)體系以性能達成與否來衡量具體產(chǎn)品是否滿足設(shè)計要求 具備產(chǎn)品交付市場的條件。根據(jù)多款車型的開發(fā)經(jīng)驗 可以從8個大的維度對在研產(chǎn)品的電氣性能進行評價。

3.1 功能評價維度

重點是功能達成的考量 功能符合性是首要需要評價的內(nèi)容 通常會通過多輪次的整車功能測試及路試、客戶體驗測試等環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)功能實現(xiàn)的問題點。

3.2 法規(guī)符合性

在功能評價維度 還必須考慮功能實現(xiàn)的法律法規(guī)問題。

3.3 安全評價維度

功能安全是評價電氣性能在安全性領(lǐng)域的重要依據(jù) 隨著互聯(lián)互通 信息安全也將成為安全性評價的重要方面。另外 針對新能源和混合動力汽車 高壓系統(tǒng)的安全檢查確認也是設(shè)計確認中的重要環(huán)節(jié)。

3.4 線束連接性能評價

傳統(tǒng)的線束接插件試驗是線束連接性能的評價的主要內(nèi)容 但這部分內(nèi)容相對成熟。整車層面需要重點考量的性能評價項目包含電壓降 接地偏移和大負載溫升。大負載溫升是電氣連接安全性的核心內(nèi)容 多個品牌在此問題上出現(xiàn)過嚴重的召回事故。

3.5 EMC性能

性能本身也是法規(guī)符合的一部分 目前EMC測試在各主機廠開展的情況比較成熟 主要的技術(shù)標準以ECER10為基準 不詳細展開。

3.6 通訊性能測試

通訊性能是功能穩(wěn)定可靠實現(xiàn)的保障 通訊性能測試涵蓋整車從概念方案設(shè)計到批產(chǎn)的各大環(huán)節(jié)。通訊性能包括零部件臺架測試和整車網(wǎng)絡(luò)通訊測試。

3.7 診斷性能

診斷性能是汽車交付市場后 支撐售后體系的重要性能 診斷的完整性和準確性決定了售后服務(wù)系統(tǒng)的水平。由于客戶無法直接感知 診斷性能可能會被研發(fā)體系忽視或放低要求。但是 診斷性能的提升又必須從研發(fā)源頭才能得以解決 所以產(chǎn)品研發(fā)階段的診斷性能評價十分重要 這也是將診斷性能單獨列出的重要原因。

診斷性能評價包括診斷響應(yīng)測試 刷新時間 故障碼誤報測試 零部件故障注入測試 整車故障注入測試等。

3.8 電性能評價

電性能評價是傳統(tǒng)的性能開發(fā)指標 其中電平衡 靜態(tài)功耗 冷啟動等均是常規(guī)開展的測試項目。這里重點介紹電源穩(wěn)定性測試 電源穩(wěn)定性測試包含感性負載波動 拋負載測試等 特別的 針對發(fā)電機的多工況測試對整車電氣環(huán)境評價很有意義。典型的測試工況包含：發(fā)電機單獨供電模式、發(fā)電機高溫模式、電源穩(wěn)定性。

根據(jù)實際的整車電氣環(huán)境 對各控制器提出相應(yīng)的工作標準 對于實際車輛各工況穩(wěn)定工作非常有必要 避免出現(xiàn)極端工況下用電器工作模式未定義的情況。

4 總結(jié)

隨著汽車電子電氣的復(fù)雜化及新四化的推廣 汽車電氣性能在整車中發(fā)揮著越來越重要的作用。整車廠亟需完善汽車電氣性能的開發(fā)流程和體系 本文為整車電子電氣性能開發(fā)提供一些實踐經(jīng)驗做法。

參考文獻

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