汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化

李江濤

摘 要：隨著汽車在人們生活當(dāng)中越來越普及，人們對汽車的操控性、安全性要求越來越高。另外，汽車復(fù)雜性也大大提升。汽車電子電氣設(shè)計(jì)架構(gòu)方面的重要性以及必要性受到了人們的接受和認(rèn)可，甚至將其作為了汽車機(jī)構(gòu)開發(fā)過程中的首要方式。除此之外，其也被看成了設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵所在。本文根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)，仔細(xì)對汽車電子電氣設(shè)計(jì)架構(gòu)和優(yōu)化進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：汽車;電子電氣;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化

引言

在進(jìn)行電子電氣架構(gòu)的設(shè)計(jì)中，要根據(jù)需求將整個(gè)的設(shè)計(jì)平臺搭建起來，基于此研究電子電氣系統(tǒng)，過程中要目標(biāo)明確，采用工程管理工具進(jìn)行設(shè)計(jì)，以使得電氣設(shè)備的功能得以充分發(fā)揮。

一、汽車電子電氣架構(gòu)系統(tǒng)基本需求分析

1.1 汽車電子電氣架構(gòu)系統(tǒng)基本需求概述

就現(xiàn)代汽車而言，科學(xué)的電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)，除了可以有效提高汽車的綜合性能和舒適度之外，還可以達(dá)到控制降低汽車生產(chǎn)成本和總重量的目的，因此加強(qiáng)汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為進(jìn)一步提高汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，在正式設(shè)計(jì)工作前，相關(guān)人員必須做好汽車電子電氣系統(tǒng)的需求分析工作，搭建相應(yīng)的電子電氣架構(gòu)整體平臺，并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)對汽車電子電氣系統(tǒng)的分析和研究。通常情況下，汽車電子電氣架構(gòu)系統(tǒng)需求，體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

一方面是針對電子電氣架構(gòu)系統(tǒng)相關(guān)可操作性需求的分析。這部分分析內(nèi)容的根本目的，在于全面滿足用戶所有的系統(tǒng)外部需求，進(jìn)而保障汽車電子電氣架構(gòu)開發(fā)設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)外部需求得到全面、充分的滿足。具體來說，汽車電子電氣架構(gòu)可操作性需求，主要包含以下幾點(diǎn)內(nèi)容。首先，相關(guān)人員需在多種操作背景下，分析電子電氣架構(gòu)系統(tǒng)的實(shí)際需求;其次，要分析系統(tǒng)性能需求，并做好相關(guān)的量化工作。同時(shí)，這部分工作的根本目的在于分析和驗(yàn)證該程度可以滿足用戶功能需求的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)水平;再次，工作人員需通過假象示例分析的方法，針對一些特殊使用情境下的潛在需求和功能進(jìn)行科學(xué)分析;最后，綜合制定電子電氣系統(tǒng)功能需求方案，確定各項(xiàng)功能需求的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，并重點(diǎn)加強(qiáng)對硬件故障狀態(tài)下的運(yùn)行狀態(tài)確定。

另一方面則是針對電子電氣架構(gòu)功能性需求進(jìn)行分析。與電子電氣架構(gòu)可操作性需求分析相比，功能性需求分析更加側(cè)重于系統(tǒng)內(nèi)部的需求分析，進(jìn)而更好地滿足用戶方面的汽車使用需求。因此，加強(qiáng)電子電氣架構(gòu)功能性分析，同樣具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。鑒于電子電氣架構(gòu)功能性分析的特殊要求，在無法確定需求正確性和完整性的情況下，相關(guān)人員應(yīng)通過建立功能性需求模型的方式進(jìn)行分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對外部正確性及完整性的確定。具體來說，在構(gòu)建功能性需求模型時(shí)，設(shè)計(jì)人員首先要保障需求分析的正確性和完整性，如發(fā)現(xiàn)模型缺陷，應(yīng)及時(shí)予以調(diào)整和修正，并通過動(dòng)態(tài)建模過程，確保模型的科學(xué)建立。

1.2 汽車電子電氣架構(gòu)需求實(shí)現(xiàn)的注意要點(diǎn)分析

汽車電子電氣架構(gòu)需求實(shí)現(xiàn)過程中，需注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：一，系統(tǒng)需求實(shí)現(xiàn)過程中，需針對已經(jīng)確定的系統(tǒng)約束，進(jìn)行相應(yīng)的電子電氣架構(gòu)方案舉例，如ECU通行方式、ECU數(shù)量等等，從而保障系統(tǒng)主要約束集中在ECU可用資源及相關(guān)的架構(gòu)方案上;二，針對多種功能的不同需求，需注意做好科學(xué)的分配工作;三，對于非功能性的需求，也需要做好科學(xué)的分配工作;四，系統(tǒng)需求實(shí)現(xiàn)過程中，還要重點(diǎn)加強(qiáng)可靠性、安全性分析，以確保各項(xiàng)可靠性、安全性的有效執(zhí)行;五，在具體方案設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)圍繞電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備多個(gè)備選方案，并逐一對方案的綜合性能指標(biāo)進(jìn)行評估。

二、汽車電子電氣架構(gòu)優(yōu)化措施分析

2.1汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫優(yōu)化

（1）優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)要標(biāo)準(zhǔn)，不斷地優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，其中所涵蓋的內(nèi)容包括與汽車生產(chǎn)廠家相關(guān)的內(nèi)容，不同檔次車型的相關(guān)信息，以及設(shè)計(jì)電子架構(gòu)的有關(guān)信息內(nèi)容。

（2）優(yōu)化市場發(fā)展趨勢數(shù)據(jù)庫

在市場發(fā)展趨勢數(shù)據(jù)庫中，所包括的內(nèi)容為汽車生產(chǎn)單位的相關(guān)內(nèi)容，生產(chǎn)零部件的生產(chǎn)單位的相關(guān)內(nèi)容，在設(shè)計(jì)電子電氣架構(gòu)的時(shí)候，要將所有與市場發(fā)展相關(guān)的資料制定出來，包括生產(chǎn)汽車的廠商的資料，生產(chǎn)零部件的廠商的資料，各種研究資料以及對汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)樣品資料等等。

（3）優(yōu)化用于解決設(shè)計(jì)方案的數(shù)據(jù)庫

對數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)進(jìn)行完善，對比設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，就需要將電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)方案問題解決的數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建起來，通過分析數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析，對于數(shù)據(jù)庫問題的解決方案合理解決。

2.2針對電子電氣系統(tǒng)運(yùn)用合適的設(shè)計(jì)優(yōu)化工具

汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，只有針對電子電氣系統(tǒng)運(yùn)用合適的設(shè)計(jì)優(yōu)化工具，才能保障各項(xiàng)電子電氣架構(gòu)優(yōu)化與管理工作的有效落實(shí)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)科學(xué)的配置設(shè)置。因此，在電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)優(yōu)先選用一些技術(shù)相對成熟且具有先進(jìn)性和代表性的電子電氣設(shè)計(jì)優(yōu)化工具，常見工具包括vision、PREE等。以上工具的優(yōu)勢在于其普遍具有數(shù)據(jù)庫支持系統(tǒng)和圖形化的用戶接口，相關(guān)設(shè)計(jì)結(jié)果可以在工具中重復(fù)進(jìn)行利用，同時(shí)具備電子電氣構(gòu)建再次學(xué)習(xí)及修改功能。

2.3 優(yōu)先選用完善的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)優(yōu)化工具

通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是汽車電子電器架構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分，關(guān)于通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)優(yōu)化工具的選擇，設(shè)計(jì)人員應(yīng)優(yōu)先選擇技術(shù)相對成熟的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)優(yōu)化工具，如VECTOR公司旗下相關(guān)產(chǎn)品等，進(jìn)而借助此類工具的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)拓?fù)湓O(shè)計(jì)的優(yōu)化和負(fù)載率設(shè)計(jì)的優(yōu)化，確保電子電氣架構(gòu)目標(biāo)邏輯要求得到全面的滿足。

三、汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)流程優(yōu)化

目前的汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常采用的是V 型模式，還要與其他的流程相結(jié)合，所構(gòu)建的開發(fā)流程為6 個(gè)程序。

第一個(gè)程序是對汽車的各項(xiàng)功能需求予以界定，就是在這個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，要對汽車的市場需求充分了解，還要通過市場調(diào)查了解汽車用戶的需求。將所獲得的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。對相關(guān)的信息進(jìn)行整理之后，深入分析，評估整車需求，對汽車的各項(xiàng)功能需求予以界定，基于此將與市場行情相符合的電氣測試規(guī)范制定出來。

第二個(gè)程序是將電子電氣系統(tǒng)的架構(gòu)制定出來，并制定電子電氣系統(tǒng)的下級解決方案，進(jìn)行物理架構(gòu)設(shè)計(jì)和邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)。

第三個(gè)程序是設(shè)計(jì)電子電器件的細(xì)節(jié)。這個(gè)程序的設(shè)計(jì)是根據(jù)上一個(gè)環(huán)節(jié)的物理架構(gòu)設(shè)計(jì)和邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)制定電子電氣架構(gòu)方案，將電子電器件問題的解決措施制定出來。特別是電子電氣系統(tǒng)中的各種器件非常多，就要做好軟件設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)以及電氣元器件的設(shè)計(jì)工作，并將相應(yīng)的操作規(guī)范和測試規(guī)范制定出來。

四、結(jié)束語

綜上所述，汽車行業(yè)得到了迅速發(fā)展，要想進(jìn)一步提高自身競爭力，就要格外對汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行重視，并且優(yōu)化相應(yīng)的技術(shù)，以此更好地進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。本文對汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)思路進(jìn)行擴(kuò)展，提出了對應(yīng)的優(yōu)化策略，以此提升汽車更高的可靠性和安全性，進(jìn)一步促進(jìn)汽車行業(yè)持續(xù)健康的發(fā)展下去。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳展金.汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（14）：242-243.

[2]安長俊，周家婕.汽車電子電氣架構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J].電子世界，2017（10）：191-192.

[3]黃寶健.汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化措施[J].黑龍江科學(xué)，2016，7（24）：34-35.

[4]熊敏.汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化措施[J].南方農(nóng)機(jī)，2015，46（12）：41-42.

[5]倪斌.汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013（17）：270.