汽车电子电气架构设计与优化.doc

探讨汽车电子电气架构设计与优化【摘要】本文阐述了汽车电子电气架构设计与优化的重要性，就此提出了相应的建议，以供同行参考。【关键词】汽车电子电气架构；设计；优化0.引言目前在汽车当中逐渐引入了各种现代智能化的网络导航系统，很多更加先进的主动以及被动安全技术，都让电子电气架构的应用逐渐趋于复杂化，汽车流程在设计的前期，在电子电气构架的设计与优化方面投入了更多的重视。做好设计与优化工作能够有效的减轻将近20%的汽车质量，降低将近30%的汽车成本，还可以将汽车具有的各种使用性能以及装备过程中的便捷性在一定程度上进行改善。通过建立电子电气架构的开发平台，能够研发出可以与新车型相互匹配的电子电气系统，缩短汽车开发的整个周期，降低开发过程中所花费的成本。1.电子电气架构技术的涵义与未来的发展趋势对于不同的设计工程师来说，电子电气构架都会对其产生不同的意义，这就要看工程师是从哪个角度来看待这一问题的。在物理构架方面，主要是对系统当中有实体形状的一面进行处理；在逻辑构架方面，主要是针对系统当中没有实体形状的一面进行处理。到目前为止，两种构架之间的设计语言都是各自分开的，这就会出现同一个词不能代表一个意思，造成设计流程过于复杂化。设计跟优化工作需要在设计流程的前期阶段就对电子以及电器系统进行定义。工程师需要像构筑一幢高楼一样，对电子电气构架的框架模型进行设计和测算，不断的将设计思路进行优化和校核，最终确保电子电气系统能够满足客户在各个方面的需求。目前汽车电子电气构架技术也有了较大的进步，不管是电子元件还是连接器等都逐渐趋于小型化。而且制造工艺以及装配工艺也不断的向着自动化的方向发展，可以进一步提高汽车生产的可靠性以及灵活性，确保产品质量能够达到相关要求。除此之外，更多的使用功能也逐渐的在汽车的生产中加入进去，这就丰富了汽车在电子化方面的内容，但是却能有效的将电气化的容量维持在原来的水平上。2.对汽车电子电气架构进行设计与优化所遵循的指导思想对汽车电子电气构架进行设计和优化可以说是一种能力，也就是说要把电子电器具有的各种功能以及所有的器件等都全部整合到一个系统里面。除此之外，还需要充分考虑到电子以及电器目前的市场价格以及包装情况等，而且各个部件之间的最佳性价比的构架也是可以不断变化的。3.标准汽车电子电气架构系统通常电子电气构架从宏观方面来说会表现为两种形式，一种是物理架构，另一种是逻辑架构；而在微观上来说主要是通过每一个电子电器件当中的集成或者是分布两种形式进行汽车的电子电气架构。3.1集成式汽车电子电气架构系统这种形式的电子电气架构系统一般会有较高的集成度，能够将几个不同的系统具备的功能都集成起来。集成式的优势主要表现在启动需要的价格比较低，简单便捷，更容易实现标准化；劣势主要表现在包装以及装配的过程中操作较为复杂，而且灵活性比较差。3.2分布式汽车电子电气架构系统这种形式的电子电气架构的应用主要是从结构上来表现的，根据每个系统的具体功能进行划分。分布式的主要优势表现在包装的体积比较小，具有较高的灵活性，更容易实现标准化；劣势主要表现在启动的价格比较高，在设计过程中也较为复杂。4.汽车电子电气架构在设计与优化过程中所使用的工具4.1数据库的使用（1）在基准数据库里面，主要包括了全球范围里比较著名的各大汽车生产厂商以及各个档次车型当中的一些非常详细的关于汽车电子电气构架相关信息。（2）市场趋势数据库的内容主要有目前正在研发当中的比较具有前瞻性的技术以及产品。（3）解决方案数据库在以上两大数据库的基础上，通过分析和评估之后最终提供的最佳汽车电子电气架构信息。4.2对电子电气系统进行设计与优化时所采用的工具合适的设计与优化工具能够实现各种需求的结构化，便于管理工作的展开。所以我们可以选择一些比较先进的例如preevision这样的设计工具，主要是因为这些工具能够支持数据库、可以重复的使用已经设计好的结果、能够连接到有图形化的用户等。主要功能主要包括以下几个：（1）可以对电子以及电器进行定义；（2）可以根据各个子系统的特点建立相应的功能模块；（3）对电子以及电器件在汽车内所处的物理位置进行定义；（4）确保电子电器件跟通信网络是相互连接的；（5）计算电子以及电器件所花费的成本；（6）能够更方便的输出电子电器当中的bom表以及方块图等。4.3通信网络设计与优化工具可以使用vector或者mentor公司先进的、成熟的通信网络设计与优化工具，对整车拓扑结构、负载率、延迟时间等进行设计与优化，以满足目标电子电气架构的逻辑要求。4.4整车线束设计与优化工具可以使用ug或者catia等先进的、成熟的线束设计与优化工具，对整车线束的安装走向、包装捆扎、配线结合点位置等进行设计与优化，以满足目标电子电气架构的物理要求。5.电子电气架构设计与优化的流程针对汽车电子电气架构的设计与优化，遵循目前国际上通用的标准的“v”模式开发流程，目前，长安汽车已经基本建立了基于此文的汽车电子电气架构平台以及设计和优化流程，并且在研车型都遵循于此。第1阶段是整车需求定义。主要是结合新车型的市场定位、对比车型的各种数据以及客户的特殊需求，经过分析与评估，制定新车型的整车需求，定义各个子系统的需求（包含电子电器系统），同时制定验证整车需求是否被实现的测试规范与方法。第2阶段是系统架构设计。主要是根据电子电器系统的需求，制定系统级电子电气架构的解决方案，定义电子电气架构中物理架构和逻辑架构的需求，同时制定验证系统架构设计目标是否被实现的测试规范与方法。第3阶段是电子电器件设计。主要是根据物理架构和逻辑架构的需求，制定各个电子电器件的解决方案，定义电子电器件硬件、软件、机械的需求，同时制定验证电子电器件设计目标是否被实现的测试规范与方法。第4阶段是电子电器件开发。主要是根据电子电器件硬件、软件、机械的需求，开发各个电子电器件，此项工作由零部件供应商完成。同时零部件供应商根据自己的测试规范与方法，验证是否满足主机厂的电子电器件硬件、软件、机械的需求。第5阶段是电子电器件设计验证。根据相应的测试规范与方法，验证电子电器件设计目标是否被实现。第6阶段是系统架构设计验证。根据相应的测试规范与方法，验证系统架构设计目标是否被实现。第7阶段是整车需求目标验证。根据相应的测试规范与方法，验证整车需求目标是否被实现。6.结语目前，国外许多的汽车生产厂商都有自己的汽车电子电气架构平台以及设计和优化流程，并且所有车型的设计开发都遵循于此，而国内对此项技术的研发还处于起步阶段，没有足够的重视。如果我们不加速研发并建立自己的汽车电子电气架构平台以及设计和优化流程，那么在当今竞争激烈的汽车环境中，产品开发周期、开发成本、性能与品质都将面临着极大的挑战。因此，笔者建议我国的汽车生产