汽車電氣電子性能開發體系研究

張新宇 吳成東 李朋飛

摘 要：汽車電氣電子系統朝著復雜度逐漸加深的趨勢發展 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過程中的關鍵性能指標管控 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的可靠性。

關鍵詞：電氣電子;電氣性能開發;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

汽車行業已經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新越來越多地體現了汽車產品的客戶價值 成為各整車廠競相發展的核心能力之一。汽車電子化功能日益復雜給電氣電子系統開發帶來嚴峻挑戰 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 相應的體系建設也非常重要。

1 車輛電氣性能在整車中的重要性

傳統的整車電氣性能評價項目較少 如冷啟動、靜態電流、EMC、遙控距離等 主要評價內容也更傾向于零部件性能。實際上電氣性能已經與整車性能密不可分了 例如空調性能與整車動力性相關 通訊系統魯棒性甚至比結構耐久性要求更高 熱管理系統主要是通過風扇、水泵、主動格柵的控制標定實現 電動車熱管理性能與續航里程直接相關 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體系建立和完善十分重要。

2 整車電氣性能包含的內容

2.1 狹義的電氣性能

汽車電子電氣系統包括電器件（傳感器、控制器、執行器）、連接器（線束）、供電設備（蓄電池、發電機）。所以狹義電氣性能包括以下內容：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）為導向的整車電氣系統開發包括以功能實現為開發主線 包含網絡設計、電源管理、線束設計、電器件開發 更加關注系統和子系統在整車上的表現。廣義電氣性能將包括：

（1）功能領域：功能設計符合性、法規符合性、功能安全、信息安全;

（2）通訊領域：網絡通訊、診斷響應、魯棒性等

（3）電氣性能領域：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

性能開發體系以性能達成與否來衡量具體產品是否滿足設計要求 具備產品交付市場的條件。根據多款車型的開發經驗 可以從8個大的維度對在研產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、客戶體驗測試等環節發現功能實現的問題點。

3.2 法規符合性

在功能評價維度 還必須考慮功能實現的法律法規問題。

3.3 安全評價維度

功能安全是評價電氣性能在安全性領域的重要依據 隨著互聯互通 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 高壓系統的安全檢查確認也是設計確認中的重要環節。

3.4 線束連接性能評價

傳統的線束接插件試驗是線束連接性能的評價的主要內容 但這部分內容相對成熟。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容 多個品牌在此問題上出現過嚴重的召回事故。

3.5 EMC性能

性能本身也是法規符合的一部分 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

通訊性能是功能穩定可靠實現的保障 通訊性能測試涵蓋整車從概念方案設計到批產的各大環節。通訊性能包括零部件臺架測試和整車網絡通訊測試。

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系統的水平。由于客戶無法直接感知 診斷性能可能會被研發體系忽視或放低要求。但是 診斷性能的提升又必須從研發源頭才能得以解決 所以產品研發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

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

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

4 總結

隨著汽車電子電氣的復雜化及新四化的推廣 汽車電氣性能在整車中發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流程和體系 本文為整車電子電氣性能開發提供一些實踐經驗做法。

參考文獻

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