商用車電氣模塊的VAVE方法與實例

【摘" 要】日趨激烈的市場競爭與成本增加，驅使著產品向高品質、低成本的方向發展，而VAVE方法是其重要環節。文章從商用車電氣模塊角度出發，通過具體的實例分析，來闡述相關的VAVE方法，為設計者及企業提供相關VAVE思路。

【關鍵詞】電氣模塊；VAVE；降低成本

中圖分類號：U463.6" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1003-8639（ 2024 ）04-0051-03

VAVE Method and Example of Commercial Vehicle Eeletrical Module

CHEN Bing

（Anhui Jianghuai Automobile Co.，Ltd.，Hefei 230601，China）

【Abstract】The increasingly fierce market competition and increased costs are driving the development of products towards high quality and low cost，and the VAVE method is an important link.From the point of view of electric module of heavy commercial vehicle，this paper expounds the relevant VAVE method through the analysis of concrete examples，which provides the VAVE ideas for designers and enterprises.

【Key words】electrical module；VAVE；reduce cost

在日趨激烈的市場競爭和人工成本不斷上漲的挑戰下，為了持續保持競爭優勢，產品需要在開發設計前期注重和追求物美（高品質）和價廉（低成本）[1]。商用車作為生產工具，受疫情影響，近幾年飽受低迷市場的困擾，為提高銷量及占有率，各大主機廠紛紛開展VAVE分析，推出性價比極高的產品，來應對當前的市場形式。本文從電氣模塊角度觸發，闡述相關的VAVE方法。

1" VAVE基本概念

VAVE是Value Analysis/Value Engineering的縮寫，也就是價值分析與價值工程。價值分析與價值工程是一種系統化的應用技術，通過對產品或服務的功能分析，建立功能的貨幣價值模型，以最低的總費用可靠地實現必要的功能[2]，基本公式是：價值=功能/成本。提高價值的方式途徑有5種，見表1[3]，其中方式3最為常見，方法也最多。

2" VAVE關注點

商用車電氣模塊推行VAVE前，設計者必須深刻認識其設計的電氣系統組成（輸入傳感器、控制ECU、執行器）、該系統所必備的具體功能、整車EE架構、相關電氣原理，還要了解車型平臺規劃。產品設計時，考慮平臺化、模塊化和通用化，從而從設計源頭開展VAVE相關活動（市場應用場景調研、VAVE分析及具體方案）。VAVE活動中涉及的關注點見表2。

3" VAVE方法與實例

3.1" 面向用戶，解決痛點性問題

痛點性問題是用戶長期困擾的事件，其愿意支付一定的費用，甚至是高昂的費用，這是表1中的第4種方式，即成本有提升，功能大幅提升。

實例：某高速物流車型在設計時，通過走訪用戶市場，了解用戶的行車情況，由于其長期行駛在外，有時吃飯存在問題，又有節省開支緣由，故用戶對大功率的逆變器有強烈需求，并吐槽現有的300W逆變器功率小，無法滿足電飯鍋、電磁爐等大功率用電器，由此設計開發了1000W逆變器。

3.2" 面向用戶，分析電氣功能的應用場景，去除過剩功能

產品最終是面向用戶的，設計某個電氣功能，還需對該電氣功能進行應用場景調研，了解用戶使用車輛時的常規操作，對不用或者少用的功能進行整理，確認是否有必要去除部分功能，這是表1中的第3種方式，即功能維持不變，成本下降。

實例：牽引物流版的重型商用車，用戶以車為家，常年在外奔波，車內以2人為主，行車和輪番休息，故手機充電需求自然成為了設計要點。原先的設計理念是盡可能布置USB車載充電接口，以滿足用戶的手機充電需求，在該理念下，一輛車上出現盲目過多的USB布置設計，顯得多余且成本浪費。經頭腦風暴，設計者引入分區概念，根據人員在車內活動空間，將駕駛室分為主駕、副駕、臥鋪3個區域，且各個區域能滿足用戶對手機充電的需求，一般各區域有一個即可。某車型原主駕區域1個USB，副駕2個USB，臥鋪4個USB，可精簡為3個USB，USB接口約為30元/個，即可降低約120元/輛的成本。

3.3" 競品對標分析

產品設計有目標市場、目標群體，也有相對應的市場競爭對手，通過開展競品對標分析及拆解對比，查找差異并分析，以此挖掘VAVE方法[4]。

實例：某企業需開發某個車型的改款，以其原版車型為基礎，通過與競品車型相對比，找差異點，對比發現競品車型配置中取消頂柜燈、上臥鋪燈的配置，由于頂柜燈、上臥鋪燈使用頻率低，用戶認可度不高，故在改款產品上取消上臥鋪燈和頂柜燈，其中燈約60元，開關約為30元，合計可降約90元/輛的成本。

3.4" 功能簡單集成，精簡零部件

汽車儀表臺上的開關按鍵與實際功能一一對應，操作某一開關，觸發相應功能，而有些功能間本身存在互斥，故可以考慮功能互斥的開關集成。

實例：商用車國VI平臺根據法規要求增加柴油顆粒捕集器DPF禁生功能和DPF再生功能，當車輛有DPF需求時，可手動開啟DPF再生功能，實現顆粒物的清除。但有些特殊場景，比如加油站，車輛的DPF再生功能存在安全隱患，故需啟用DPF禁生功能，2個功能是互斥的，發動機只能存在一種狀態，故可考慮將原先2個開關集成為一個開關，實現精簡零部件，減少約10元/輛的成本，如圖1所示。

3.5" 基于EE架構的集成設計

基于汽車EE架構，分析尋找EE架構中各子系統的組成及信號交互，識別重復的零部件或富余的功能，開展集成式設計，以減少傳感器、控制器、執行器種類和數量。

實例：某車型具備ESS-駕駛行為評價系統。ESS（Eco Assistamp;Advanced Service System，節能駕駛輔助系統與智能保養系統）控制器通過采集動力CAN網段上的報文信息，分析駕駛員對加減速、油門和制動踏板、換擋等控制操作，綜合計算及評估駕駛習慣，以此提醒用戶，改變其不良的操作習慣，最終實現節油。該車的EE架構為中央網關的分布式EE架構，中央網關實現報文交互功能，下掛動力CAN、底盤CAN、信息CAN、車身CAN及診斷CAN，其中ESS為動力CAN中的一個節點。由于中央網關與ESS采集報文相同，ESS僅多增加策略分析及相關硬件，故考慮將ESS功能與中央網關集成，成為集成式中央網關。該方案減少ESS控制器，降低約100元/輛的成本。

3.6" 電源分配優化升級

汽車的電源分配從蓄電池而來，經過底盤大電氣盒的一級分配，到室內電氣盒的二級分配，最終到各個用電器，電氣盒相當于中樞神經，整車所有用電器的供電回路大多數都經電氣盒供電[5]，合理電源優化分配及電氣盒優化設計都是VAVE活動。

實例：某重型商用車原匹配的底盤電氣盒為尺寸較大的電器盒，由于其匹配的整車產品發動機自身帶預熱及起動控制，故顯得功能富余。經了解供應商具備一小型電器盒，故開展對比分析。經分析，兩者除了燃油加熱功能外，其它功能基本一致，故只需燃油加熱功能的電源分配重新優化設計，即可實現小底盤電器盒的應用，可實現80元/輛的降成本，最終方案是將燃油加熱功能從一級分配的底盤電氣盒調整到二級分配的室內電氣盒中。大小電器盒對比見表3。

3.7" 線束的模塊化設計

電氣模塊從成本分析，線束成本約占電氣模塊成本的50%，而且由于商用車的選裝配置多，比如一鍵啟動、非一鍵啟動、液力緩速器、ECAS、多態開關、取力器等，導致某一個平臺下線束品種非常多，不利于線束供應商的管理和生產，更不利于售后市場的備件。

實例：某車型的選裝配置較多，導致線束存在2N種類，由于存在諸多問題，故開展整合工作。從各個配置的線束組成做成本分析，將成本較低的配置做通用化配置處理（做預留），將成本較高配置單獨分開，從而大幅減少線束種類。線束模塊化設計見表4。

3.8" 基于平臺性校核的管線路最短最優設計

管線路縮短能減少材料的利用，而基于平臺型校核的管線路最短最優設計以平臺出發，基于占比較大的車型總體布置開展最短最優設計，從而實現VAVE。

實例：空調系統的管路設計含制冷管路和暖風管路設計，其與發動機上壓縮機和暖風水口的空間布置強相關，故需對其平臺內的發動機型譜校核，分析主流的壓縮機和暖風水口的布置型式，以實現管路最短最優化設計。某重型商用車匹配的發動機種類多，有康明斯系列、玉柴系列、濰柴系列、錫柴系列、云內系列。經表5的發動機校核，近90%的壓縮機布置在左側，暖風水口與增壓器布置在右側，即主流發動機設計思路為左側低溫區，右側高溫區，故最短最優設計為制冷管路左側走向，暖風管路右側走向。

4" 結論

以上介紹了一些電氣模塊VAVE設計方法，除此之外還有進口改國產、新材料、新結構等方法，設計者及主機廠應形成滿足本企業的VAVE設計方法，并通過車型開發不斷更新完善，從而實現車輛價值提升。在滿足市場需求下，削減整車成本，提升產品的競爭力，從而提升產品的市場占有率。

參考文獻：

[1] 岡野浩，小林英辛. 豐田產品開發與成本設計[M]. 上海：上海交通大學出版社，2019.

[2] 華中. 汽車零部件技術降成本的意義及方法[J]. 汽車科技，2011（2）：76-79.

[3] 周晶，曾愛彬，趙志遠. VAVE降成本在汽車企業中的運用[J]. 汽車實用技術，2017（11）：114-117.

[4] 賀巍，何壽芳，田忠達. 淺談價值工程及價值分析在汽車行業中的運用方法[J]. 汽車實用技術，2021（17）：189-194.

[5] 高仕寧，王君君. 整車電氣原理降成本優化設計[J]. 汽車電器，2019（2）：13-17.

（編輯" 楊凱麟）