汽車電子電氣構(gòu)架設(shè)計(jì)及優(yōu)化措施

周俊鋒

摘要：針對在汽車行駛和銷售中起到重要作用的電子電氣系統(tǒng)，在簡述其技術(shù)和發(fā)展的基礎(chǔ)上，提出系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化的核心思想，并對系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化流程及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入分析，旨在為實(shí)際的汽車電子電氣系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化工作提供參考依據(jù)，保證最終設(shè)計(jì)成果的合理性與可行性。

關(guān)鍵詞：汽車;電子電氣系統(tǒng);系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化

如今，汽車技術(shù)正快速發(fā)展，已經(jīng)不再單單是一種運(yùn)輸工具，正向更高速、更安全、更經(jīng)濟(jì)和更舒適等方向發(fā)展。在汽車中，電子電氣設(shè)備作為重要組成部分之一，其性能是否良好在很大程度上決定了汽車自身各項(xiàng)性能，包括動(dòng)力、運(yùn)行可靠性、舒適性和環(huán)保性等?；诖?，現(xiàn)代汽車對電子電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，旨在通過對電子電氣系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)與優(yōu)化，提高汽車性能，增加功能，促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1、技術(shù)與發(fā)展

對汽車行駛而言，保證舒適性和安全性是最為重要的，其次要考慮燃油經(jīng)濟(jì)性。為滿足上述要求，汽車生產(chǎn)制造中大量應(yīng)用了總線技術(shù)。實(shí)際發(fā)展中，導(dǎo)航和智能化網(wǎng)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用取得良好效果，在主動(dòng)與被動(dòng)安全保障中得到廣泛應(yīng)用。在這種情況下，汽車的電子電器架構(gòu)變得越來越復(fù)雜，對其進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與優(yōu)化成為相關(guān)人員關(guān)注的焦點(diǎn)問題，汽車電子控制系統(tǒng)一般組成如圖1所示。

從不同角度入手來分析汽車的電子電氣架構(gòu)，往往會(huì)得出完全不同的結(jié)論。物理架構(gòu)設(shè)計(jì)是指對汽車系統(tǒng)中所有有形的內(nèi)容進(jìn)行處理，而對于邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)，是指處理無形內(nèi)容。目前，這兩個(gè)部分往往相互獨(dú)立，設(shè)計(jì)的流程和隊(duì)伍也相互獨(dú)立，這使得設(shè)計(jì)過程變得十分復(fù)雜。對電子電氣架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化實(shí)際上時(shí)汽車設(shè)計(jì)對電子電氣系統(tǒng)進(jìn)行的重新定義。對于專業(yè)工程師，應(yīng)最大限度利用自身積累的經(jīng)驗(yàn)，并借助相應(yīng)的工具對于電子電氣架構(gòu)有關(guān)的虛擬模型實(shí)施設(shè)計(jì)，然后采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬和測試，同時(shí)嚴(yán)格校核，對于存在的各類問題制定有針對性的解決措施，從而滿足用戶提出的各方面實(shí)際要求[1]。電子電氣技術(shù)快速發(fā)展，各類電氣元件都表現(xiàn)出了向小型化方向發(fā)展的趨勢，基于此，體積輕便為電子電氣技術(shù)主要發(fā)展目標(biāo)。伴隨自動(dòng)化生產(chǎn)和裝配快速發(fā)展，在很大程度上保證了產(chǎn)品各類性能的可靠性，確保生產(chǎn)過程具有的靈活性得以充分凸顯。現(xiàn)代汽車中被賦予了很多功能與特性，這使得汽車電子化方面的內(nèi)容越來越豐富，但電氣化的總量卻是始終保持不變的。

2、架構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化的核心思想

在對架構(gòu)實(shí)施設(shè)計(jì)和優(yōu)化時(shí)，最主要的內(nèi)容是要熟練掌握不同電氣設(shè)備與系統(tǒng)具有的功能，從而實(shí)現(xiàn)對不同器件功能的整合與增強(qiáng)。對于現(xiàn)有的功能，包含很多方面的定義，比如，電器部件數(shù)量相對較多，但電子部件則較少;電器部件數(shù)量相對較少，但電子部件數(shù)量則很多。對汽車系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化時(shí)，需要對功能配置和包裝等進(jìn)行充分考慮。

3、設(shè)計(jì)與優(yōu)化流程分析

目前，對汽車的電子電氣架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化的過程中，必須嚴(yán)格遵循相關(guān)通用標(biāo)準(zhǔn)，其開發(fā)流程采用V字形的模式。具體的設(shè)計(jì)與優(yōu)化過程，主要包含以下幾個(gè)階段：

第一階段為整車需求分析和定義，對車型在整個(gè)市場中的定位和客戶自身需求進(jìn)行充分結(jié)合，然后對不同類型的車型進(jìn)行數(shù)據(jù)方面的對比。完成分析和綜合評估后，確定車型等方面的基本需求，之后可以此為基礎(chǔ)定義子系統(tǒng)[2]。

第二階段為系統(tǒng)設(shè)計(jì)或者是架構(gòu)設(shè)計(jì)，在此階段中，應(yīng)對系統(tǒng)實(shí)際需求進(jìn)行充分考慮，制定系統(tǒng)級別的綜合解決方案，并需要對系統(tǒng)架構(gòu)的物理及邏輯內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的定義。

第三階段為對電子電器件進(jìn)行設(shè)計(jì)，以之前確定的系統(tǒng)需求為基礎(chǔ)，制定電子電器件方面的有效解決方案，并定義系統(tǒng)軟硬件方面的需求。

第四階段為對電子電器件進(jìn)行開發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)軟硬件方面的具體要求，開展相應(yīng)的開發(fā)工作。在此基礎(chǔ)上，對零部件的開發(fā)商而言，還應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行分析驗(yàn)證。

第五階段為對電子電器件進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證，根據(jù)相關(guān)測試規(guī)范與方法，對指定的電子電器件實(shí)際設(shè)計(jì)情況進(jìn)行分析和驗(yàn)證，以確定設(shè)計(jì)是否合理可行，通過這一階段的工作還能找出潛在問題，并制定有效措施加以解決[3]。

第六階段為系統(tǒng)或整個(gè)架構(gòu)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證，采用規(guī)范要求的方法來驗(yàn)證最終的設(shè)計(jì)效果。

最后一個(gè)階段為驗(yàn)證整車需求目標(biāo)是否實(shí)現(xiàn)，采用相關(guān)規(guī)范提出的方法與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

4、設(shè)計(jì)與優(yōu)化主要技術(shù)支撐

汽車電子電氣架構(gòu)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化離不開各類先進(jìn)技術(shù)，其中最重要和關(guān)鍵的就是數(shù)據(jù)庫技術(shù)。在架構(gòu)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化過程中，數(shù)據(jù)庫主要包含以下三種類型：其一，市場趨勢數(shù)據(jù)庫;其二，基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫;其三，解決方案數(shù)據(jù)庫。在實(shí)際的設(shè)計(jì)和優(yōu)化過程中，采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)是十分重要且必要的，在整個(gè)設(shè)計(jì)與優(yōu)化環(huán)節(jié)中占據(jù)重要地位，若數(shù)據(jù)庫無法滿足要求，則設(shè)計(jì)與優(yōu)化都無法完成，這是因?yàn)閿?shù)據(jù)對設(shè)計(jì)和優(yōu)化而言是有決定性作用的，如果數(shù)據(jù)不真實(shí)，將產(chǎn)生很多問題。通過對數(shù)據(jù)庫技術(shù)的合理應(yīng)用，能為相關(guān)設(shè)計(jì)人員提供各類數(shù)據(jù)信息，將其作為設(shè)計(jì)過程中的重要參考[4]。另外，在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，應(yīng)包含現(xiàn)階段市場上的相關(guān)信息，這樣能為設(shè)計(jì)人員提供很大幫助，使他們了解到消費(fèi)者真實(shí)需求。在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，設(shè)計(jì)與優(yōu)化方案應(yīng)持續(xù)完善，以此幫助設(shè)計(jì)人員更全面和信息的掌握現(xiàn)階段市場實(shí)際情況與需求[5]。

5、結(jié)語

綜上所述，電子電氣系統(tǒng)在汽車中發(fā)揮著十分重要的作用，對汽車的電子電氣系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與適當(dāng)?shù)膬?yōu)化是現(xiàn)階段汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要方向，只有這樣才能更好的符合不同用戶提出的要求，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的未來發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李星宇，余凱.向超級中央計(jì)算機(jī)邁進(jìn)——智能汽車電子電氣構(gòu)架變革迎接數(shù)字化重塑[J].微納電子與智能制造，2019，1（02）：62-71.

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[5]劉偉.汽車電子電氣構(gòu)架的開發(fā)[J].智能城市，2017，3（03）：232.