汽车电气架构设计分析

张学亮 刘海亮

摘 要：在我国公路事业建设的不断进步和发展中，汽车行业的电气架构设计越来越向汽车的舒适化和人性化的发展，在汽车的电气架构设计中工程量是非常大的，涉及到硬件、软件、网络、线束等方面的知识，随着汽车科技的发展，电子电器系统复杂性越来越高，各子系统间的交互影响带来安全性和稳定性的挑战，因此在车辆开发前期，必须从全局考虑进行整车电子电气架构的总体设计。本文将就汽车电气架构设计分析进行讨论和分析。

关键词：汽车；电气；架构；设计；分析

1 汽车电气架构问题

正是在架构设计阶段，我们能产生最大的影响并获得最大收益，从设计流程的最初阶段就协助客户为我们创造了提高效率的最佳机会。一个设计精良的电子/电气架构能优化装配空间，改善线束布置和走向，整合电子器件和其功能性以降低整体架构的复杂性，并将所有的车载系统连接在一起，从而打造出效率最高的汽车中枢神经系统。这是一个整合的系统考虑方案。

汽车的电气架构设计具有非常重要的意义并且尤为复杂，这种复杂将会造成次优化的结构，所以电子电气架构的实现较为困难，这就造成更好的可扩展性、坚固性以及成本性难以实现，如何保障电子电气架构的优化和体系的质量就需要设计师不断的进行创新和努力，设计师通过新的方法实现电子电气架构中逻辑设计流程和物理的科学连接，从而通过各个团队的有效配合来实现电子电气架构各个部分的电子控件以及线路等内容的有效结合，实现车辆的设计优化。

2 汽车电气架构设计分析

2.1 整车平台化问题

汽车电子电气架构也是一种方法论，通过技术方案来解决整车平台化的问题。架构开发处于整车开发前期，属于整车开发概念阶段，规划未来车型/平台的系统/硬件方案，因此对于整车功能的了解是基础、另外需要对汽车的网络技术、汽车电子的软/硬件技术要有了解。减轻电子/电气架构的重量能提高车辆燃油经济性，德尔福的电子/电气架构帮助减少汽车制造中所用的原材料数量，而且因为某些包装如保护性外套和外壳通常是可以省去的，这就使得在汽车使用周期结束时，更易于回收可循环使用的材料。

2.2 车载总线

车载总线作为电气架构的核心，是车辆内部的局域网络，连接各个ECU节点和传感器。车辆对环境的侦测以及对功能的控制操作，都要经由总线来实现。

2.3 电子电气架构的开发流程

电气电气架构的开发必须按照一定的流程进行，只有按照开发流程才能够保障电子电气架构体系的质量要求，在电子电气架构开发中，基本流程大致如下，首先是对车型市场进行调查和定位，从而有一个基本的开发目标，其次进行需求开发和对标分析等工作，通过输出方案的设计以及架构模型的设计来确定电气架构体系设计的内容，通过这些步骤我们可以看到在汽车电子电气架构开发工作中，涉及到相当多的内容和不同的工作领域，其中包括了网络、设计、拓扑、线束等，不同的技术工种和部门都有不同的分工，这种情况下就需要各个部门之间的协调和完善，通过有效的配合和沟通来实现和谐的设计需求，除此之外还要对方案和架构设计进行评估和优化，从而确定最优方案，首先根据客户的需求以及相关法规的规定来进行整理和确定，从而保障整体的功能需求，其次根据不同车型的要求和其他车型的信息参考来确定车型的需求，根据是改型项目或者是全新车型项目的区别来进行，第三要根据法规的要求和客户的要求来指定技术的需求文档，通过文字化的表述方式来指定相关表格或者DOORS文件。通过以上工作之后就出現一个基本的架构体系内容，接下来就要进行评判评估工作，在评判工作中的评判准则是由公司的相关工作人员和专家共同指定的，在评估评判工作中需要注意的是各方面影响因素的综合考虑，并且对影响因素的权重进行分析，评估优化之后就要进行建模工作，电子电气架构建模工作是整个工作的中心内容，建模之后还要继续根据相关评判标准进行评估和比较。通常在电子电气架构模型的设计工作中需要对以下几个方面着重注意，首先是功能的需求，这是整个汽车电子电气架构设计的基础和基本内容，其次就是逻辑功能的定义，通过逻辑功能的定义来实现电子电气架构的逻辑功能生产，第三是硬件系统的设计和优化，在汽车电气架构中，硬件系统包括了原理层、部件层及网络层三个点。部件层可以准确地描述部件外接口与内部构成的基木信息。而网络层则可以对系统内部各个零部件之间的逻辑连接形式进行合理地描述，像地线连接、总线连接等等。而原理层是对逻辑连接的具体情祝进行深入描述，并能够根据实际情况来调整相应的设计需求，主要有具体的导线类型、连接电缆的方式等等。第四是拓扑结构图层的设计，拓扑结构图层可以准确描述汽车中电子电气系统零部件的分布情况，在同级中率先引入ACC全车速自适应巡航、LCA变道辅助、LDW车道偏移预警、CIB防撞自动刹车等智慧安全功能。在此基础上，全新一代君越新增PD行人识别、LKA车道保持系统、FDI前车距离提示、HBA远近光灯自动开关控制以及APA自动泊车等新功能。其中，PD行人识别功能是别克首次引入，能够与HUD平视显示系统和CMB碰撞缓解等功能联动，实时监测周遭环境。当与行人有碰撞的高风险时，系统会给驾驶员以警告。如果驾驶员对报警没有反应，系统会自动刹车以避免碰撞或者减轻碰撞造成的伤害。

2.4 车载系统的加强

在强大的电气架构的支持下，汽车新一代智慧互联系统也得到全面升级。其不仅能够兼容AppleCarPlay和百度CarLife两大主流车载系统，更率先通过车辆原装集成内置系统，实现与网络连接，允许更多兼容设备同时上网，以便捷、人性化的操作系统，为消费者畅享车内移动互联生活提供了可靠保障。

3 结束语

综上所述，汽车电气架构的支持是整个汽车设计的重要内容，在汽车电气架构的支持下，汽车设计向着智慧智能的方向不断发展，大大提高了使用舒适效果和便利性。

参考文献：

[1]高焕吉.汽车电子电气架构设计与优化[J].汽车电器，2011，06：7-9.

[2]冯香枝，胡朝峰，张海涛.基于PREEvision的汽车电子电气架构设计[J].汽车电器，2013，10：43-46.

[3]李发炽.探讨汽车电子电气架构设计与优化[J].科技致富向导，2012，20：60+215.