汽車電子電器構(gòu)架設(shè)計及優(yōu)化措施

陸彥達

長安大學(xué)汽車學(xué)院 陜西省西安市 710018

近幾年，我國社會經(jīng)濟發(fā)展迅速，國民生活水平有了大幅度提高，汽車作為一種便捷的交通運輸工具，在人們生活、工作中有著越來越廣泛且深入的應(yīng)用，國民汽車持有量逐年上漲，相應(yīng)提高了對于汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計的實際要求。就現(xiàn)代汽車制造業(yè)來說，汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計集中反映出消費者對于汽車舒適度、人性化、智能化、以及美觀性的消費需求。同時，汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計是一項系統(tǒng)、復(fù)雜的工作，廣泛涉及軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)、線路等多方面內(nèi)容，如不能對汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化，其需要的開發(fā)周期和開發(fā)成本就會大幅度增加。本文即圍繞汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計，就其設(shè)計優(yōu)化措施，進行了分析和探討，具體內(nèi)容如下：

1 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，除了可以有效提高汽車的綜合性能和舒適度之外，還可以達到控制降低汽車生產(chǎn)成本和總重量的目的，因此加強汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計，具有重要的現(xiàn)實意義。為進一步提高汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性和合理性，在正式設(shè)計工作前，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，進而保障汽車電子電氣架構(gòu)開發(fā)設(shè)計過程中，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，這部分工作的根本目的在于分析和驗證該程度可以滿足用戶功能需求的實際標準水平；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，確定各項功能需求的實際運行狀態(tài)，并重點加強對硬件故障狀態(tài)下的運行狀態(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，進而更好地滿足用戶方面的汽車使用需求。因此，加強電子電氣架構(gòu)功能性分析，同樣具有重要的現(xiàn)實意義。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行分析，進而實現(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，設(shè)計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)及時予以調(diào)整和修正，并通過動態(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)需求實現(xiàn)的注意要點分析

汽車電子電氣架構(gòu)需求實現(xiàn)過程中，需注意以下幾點內(nèi)容：一，系統(tǒng)需求實現(xiàn)過程中，需針對已經(jīng)確定的系統(tǒng)約束，進行相應(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)需求實現(xiàn)過程中，還要重點加強可靠性、安全性分析，以確保各項可靠性、安全性的有效執(zhí)行；五，在具體方案設(shè)計過程中，應(yīng)圍繞電子電氣架構(gòu)設(shè)計準備多個備選方案，并逐一對方案的綜合性能指標進行評估。

2 汽車電子電氣架構(gòu)優(yōu)化措施分析

2.1 數(shù)據(jù)庫優(yōu)化措施分析

數(shù)據(jù)庫方面的優(yōu)化，主要包含以下三方面內(nèi)容：一，基準數(shù)據(jù)庫應(yīng)盡量涵蓋目前世界范圍內(nèi)所有的主要汽車生產(chǎn)商和其主要生產(chǎn)車型，在此基礎(chǔ)上，汽車制造商可以詳細了解汽車內(nèi)部系統(tǒng)架構(gòu)的相關(guān)信息，并作為汽車電子電氣架構(gòu)架構(gòu)設(shè)計的數(shù)據(jù)參考；市場發(fā)展數(shù)據(jù)庫則應(yīng)囊括目前世界范圍內(nèi)多數(shù)汽車經(jīng)銷商，同時涉及部分正處于需要開發(fā)開放階段的汽車產(chǎn)品和電子電氣制造技術(shù)；方案解決數(shù)據(jù)庫方面的優(yōu)化，需要在以上兩種數(shù)據(jù)庫不斷發(fā)展和完善的基礎(chǔ)上，與電子電氣架構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)庫進行科學(xué)的橫向?qū)Ρ?，進而建立科學(xué)的解決方案數(shù)據(jù)平臺，通過細致、全面的分析，建立最終的解決方案數(shù)據(jù)庫。

2.2 針對電子電氣系統(tǒng)運用合適的設(shè)計優(yōu)化工具

汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計過程中，只有針對電子電氣系統(tǒng)運用合適的設(shè)計優(yōu)化工具，才能保障各項電子電氣架構(gòu)優(yōu)化與管理工作的有效落實，進而實現(xiàn)科學(xué)的配置設(shè)置。因此，在電子電氣架構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)優(yōu)先選用一些技術(shù)相對成熟且具有先進性和代表性的電子電氣設(shè)計優(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)計結(jié)果可以在工具中重復(fù)進行利用，同時具備電子電氣構(gòu)建再次學(xué)習及修改功能。

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

通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計是汽車電子電器架構(gòu)設(shè)計的重要組成部分，關(guān)于通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計優(yōu)化工具的選擇，設(shè)計人員應(yīng)優(yōu)先選擇技術(shù)相對成熟的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計優(yōu)化工具，如VECTOR公司旗下相關(guān)產(chǎn)品等，進而借助此類工具的應(yīng)用，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)拓撲設(shè)計的優(yōu)化和負載率設(shè)計的優(yōu)化，確保電子電氣架構(gòu)目標邏輯要求得到全面的滿足。

2.4 汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計流程優(yōu)化

目前，汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計通用流程為V型開發(fā)流程，其具體流程程序如下：一，汽車功能需求定義環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)主要需要對汽車實際需求和用戶具體需求進行分析，并做好相應(yīng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、整理工作；二，電子電氣系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計整體方案制定；三，電子電氣件相關(guān)的具體設(shè)計環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)主要負責在電子電氣架構(gòu)邏輯設(shè)計基礎(chǔ)上，完成具體電子電氣件的解決方案，并明確相應(yīng)的操作規(guī)范和測時規(guī)范；四，電子電氣件及各類輔助設(shè)備的開發(fā)工作；五，汽車系統(tǒng)架構(gòu)整體設(shè)計方案的驗證工作；六，電子電氣架構(gòu)設(shè)計目標可信性的驗證工作。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，相關(guān)企業(yè)及人員需全面提高對汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計的重視和關(guān)注，從汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計基本需求分析入手，對其設(shè)計過程進行優(yōu)化，綜合提高電子電氣架構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性和有效性，進而促進我國汽車產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。