汽車電子電氣架構設計與優化措施

文/黃炳村

汽車電子電氣架構設計與優化措施

文/黃炳村

基于社會經濟的發展，人們生活水平實現了全面提升，而汽車這一交通工具被廣泛應用在日常生活當中。基于此，文章將汽車作為重要研究對象，闡述其電子電器架構設計和優化的相關問題，以期有所幫助。

汽車 電子電氣架構設計 優化措施探討

在汽車行駛中，駕駛人員的舒適性與安全性最為重要，同時還應當關注汽車燃油的經濟性，為了能夠不斷滿足以上需求，在現代汽車中，對大量導線、電子控制單元與串行通行總線進行了運用。在實踐發展的過程中，智能化網絡與導航系統的發展取得了理想的成績，因而在汽車主動安全技術以及被動安全技術中被廣泛應用。基于此，汽車電子電氣架構的復雜性也更加明顯，所以，對于電子電氣架構設計和優化已逐漸成為汽車設計中的重點內容，需要給予高度重視。

1 汽車電子電氣架構技術以及發展趨勢探討

站在不同角度看待汽車電子電氣架構，其得出的結論也同樣存在一定的差異。其中，所謂的物理架構設計具體指的就是處理汽車系統當中有形的內容，而邏輯架構設計則是對系統當中無形的內容進行處理。現階段，電子電氣架構中的物理與邏輯架構是各自獨立的，而設計隊伍與流程同樣獨立，使得設計流程更加復雜。

而電子電氣架構的設計和優化則是汽車設計流程中對于汽車電子與電氣系統的定義。專業工程師充分利用自身經驗與工具對電子電氣架構虛擬模型進行設計，隨后需經過計算機的模擬與測試，并且嚴格校核與優化設計思路，針對存在的問題進行解決，以保證更好地滿足用戶的各方面需求。

基于電子電氣技術的全面發展，電氣中心、線徑與電氣元件等都已經呈現出小型化發展趨勢，為此，體積小與輕便成為電子電氣技術的最終目標。而隨著自動化制造工藝以及裝配的全面發展，一定程度上提高了產品的可靠性能，使得生產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 汽車電子電氣架構設計和優化核心思想解構

在對汽車電子電氣架構進行設計與優化的過程中，最關鍵的就是要對如何融入電氣電器功能予以熟練地掌握，進而增強器件整合效果。如果是對于已知功能，則包含諸多類型的結構定義：

（1）電器部件的數量較多而電子部件較少；

（2）電器部件的數量少而電子部件相對較多。

在汽車系統設計和優化的過程中，應充分考慮其功能配置以及包裝和電器價格等發展趨勢。其中，電子與電器部件之間的性價比架構始終是處于變化狀態的，如圖2所示。

3 汽車電子電氣架構設計與優化所需工具闡釋

3.1 數據庫的應用

3.1.1 市場趨勢數據庫

在該數據庫當中涵蓋了世界范圍之內所有汽車生產廠商和零部件供應商所研發亦或是準備研發的先進電子電器技術與產品。

3.1.2 基準數據庫

在此數據庫當中，世界范圍內的汽車生產廠商以及不同檔次車型的電子電氣架構相關信息內容。

3.1.3 解決方案數據庫

將前兩種數據庫作為基礎，針對車型電子電氣架構數據展開進一步地對比，同時構件電子電氣架構平臺，在展開客觀評估以及分析以后，能夠提出最為理想的電子電氣架構目標。

3.2 電子電氣系統設計優化工具的應用

在應用電子電氣系統設計優化工具中，可以對PREEvision等較為成熟的電子電氣系統設計和優化工具予以靈活地運用。主要的原因就是，該工具具有圖形化用戶接口，而且可以支持數據庫，其設計的結果也能夠被重復地使用，所以優勢較為明顯。

電子電氣架構設計與優化工具本身所具備的功能十分豐富，能夠對電子電器件最理想的走線路徑予以搜索。在此基礎上，能夠對電子電器件和線束成本進行計算。

圖1：汽車成本電子電器所占比重

圖2：汽車最佳性價比架構的基本原則

圖3：“V”模式開發流程圖

3.3 通信網絡的設計優化工具的應用

在對汽車通信網絡進行設計和優化的過程中，可以采用VECTOR亦或是MENTOR等工具，進而實現汽車負載率、拓撲結構以及延遲時間設計優化的合理性，最終達到電子電氣架構邏輯標準要求。

3.4 線束設計優化工具的應用

在設計優化汽車線束的過程中，所采用的工具可以是UG，也可以是CATIA，進而實現汽車整車線束配線結合點的位置與安裝走向等相關內容的優化設計，以達到電子電氣架構物理標準要求。

4 設計優化汽車電子電氣架構的具體流程

現階段，汽車電子電氣架構的設計與優化都需要遵循國際通用標準，即“V”模式的開發流程，如圖3所示。

4.1 整車需求定義階段

應對全新車型市場定位與客戶所提出的特殊性需求進行有機結合，對于不同車型數據進行比較。在分析與評估以后，則需要確定出全新車型需求。在此基礎上，對子系統需求進行定義。

4.2 系統設計或架構設計階段

應充分考慮電子電氣系統實際需求，對系統級別的電子電氣架構解決方案予以合理地制定，同時對物理與邏輯架構需求進行準確地定義。

4.3 電子電器件的設計階段

將物理與邏輯架構的實際需求作為重要基礎，對電子電器件解決方案進行合理地制定，對相關硬件與軟件需求予以定義。

4.4 電子電器件開發階段

充分考慮電子電器件的硬件與軟件實際具體需求，對相關期間進行開發。另外，零部件開發商需采用自身所具備的測試規范以及方法開展驗證工作。

4.5 電子電器件設計驗證階段

將測試規范和方法作為參考標準，對電子電器件設計目標的實現狀況進行驗證。

4.6 系統設計或者是架構設計驗證階段

將測試規范和方法作為依據，對其設計效果進行驗證。

4.7 汽車整車需求目標的驗證階段

同樣需要遵循相關規范和方法，對整車需求的目標實現狀況進行驗證。

5 結束語

綜上所述，通過對汽車電子電氣架構設計和優化問題的研究與分析，闡述了具體的設計優化階段，希望進一步強化汽車行駛性能，提高駕駛的安全度與舒適度。

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作者單位 廣州廣電計量檢測股份有限公司 廣東省廣州市 510656