汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化

李江濤

摘 要：隨著汽車在人們生活當中越來越普及，人們對汽車的操控性、安全性要求越來越高。另外，汽車復(fù)雜性也大大提升。汽車電子電氣設(shè)計架構(gòu)方面的重要性以及必要性受到了人們的接受和認可，甚至將其作為了汽車機構(gòu)開發(fā)過程中的首要方式。除此之外，其也被看成了設(shè)計成功的關(guān)鍵所在。本文根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗，仔細對汽車電子電氣設(shè)計架構(gòu)和優(yōu)化進行了分析。

關(guān)鍵詞：汽車;電子電氣;結(jié)構(gòu)設(shè)計;優(yōu)化

引言

在進行電子電氣架構(gòu)的設(shè)計中，要根據(jù)需求將整個的設(shè)計平臺搭建起來，基于此研究電子電氣系統(tǒng)，過程中要目標明確，采用工程管理工具進行設(shè)計，以使得電氣設(shè)備的功能得以充分發(fā)揮。

一、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。

二、汽車電子電氣架構(gòu)優(yōu)化措施分析

2.1汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計的數(shù)據(jù)庫優(yōu)化

（1）優(yōu)化標準數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫中的各項數(shù)據(jù)要標準，不斷地優(yōu)化標準數(shù)據(jù)庫，其中所涵蓋的內(nèi)容包括與汽車生產(chǎn)廠家相關(guān)的內(nèi)容，不同檔次車型的相關(guān)信息，以及設(shè)計電子架構(gòu)的有關(guān)信息內(nèi)容。

（2）優(yōu)化市場發(fā)展趨勢數(shù)據(jù)庫

在市場發(fā)展趨勢數(shù)據(jù)庫中，所包括的內(nèi)容為汽車生產(chǎn)單位的相關(guān)內(nèi)容，生產(chǎn)零部件的生產(chǎn)單位的相關(guān)內(nèi)容，在設(shè)計電子電氣架構(gòu)的時候，要將所有與市場發(fā)展相關(guān)的資料制定出來，包括生產(chǎn)汽車的廠商的資料，生產(chǎn)零部件的廠商的資料，各種研究資料以及對汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計樣品資料等等。

（3）優(yōu)化用于解決設(shè)計方案的數(shù)據(jù)庫

對數(shù)據(jù)庫的設(shè)計進行完善，對比設(shè)計數(shù)據(jù)庫，就需要將電子電氣架構(gòu)設(shè)計方案問題解決的數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建起來，通過分析數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并對數(shù)據(jù)庫進行分析，對于數(shù)據(jù)庫問題的解決方案合理解決。

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。

三、汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計流程優(yōu)化

目前的汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計中，通常采用的是V 型模式，還要與其他的流程相結(jié)合，所構(gòu)建的開發(fā)流程為6 個程序。

第一個程序是對汽車的各項功能需求予以界定，就是在這個設(shè)計環(huán)節(jié)中，要對汽車的市場需求充分了解，還要通過市場調(diào)查了解汽車用戶的需求。將所獲得的數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)計。對相關(guān)的信息進行整理之后，深入分析，評估整車需求，對汽車的各項功能需求予以界定，基于此將與市場行情相符合的電氣測試規(guī)范制定出來。

第二個程序是將電子電氣系統(tǒng)的架構(gòu)制定出來，并制定電子電氣系統(tǒng)的下級解決方案，進行物理架構(gòu)設(shè)計和邏輯架構(gòu)設(shè)計。

第三個程序是設(shè)計電子電器件的細節(jié)。這個程序的設(shè)計是根據(jù)上一個環(huán)節(jié)的物理架構(gòu)設(shè)計和邏輯架構(gòu)設(shè)計制定電子電氣架構(gòu)方案，將電子電器件問題的解決措施制定出來。特別是電子電氣系統(tǒng)中的各種器件非常多，就要做好軟件設(shè)計、機械設(shè)計以及電氣元器件的設(shè)計工作，并將相應(yīng)的操作規(guī)范和測試規(guī)范制定出來。

四、結(jié)束語

綜上所述，汽車行業(yè)得到了迅速發(fā)展，要想進一步提高自身競爭力，就要格外對汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計進行重視，并且優(yōu)化相應(yīng)的技術(shù)，以此更好地進行實現(xiàn)。本文對汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計思路進行擴展，提出了對應(yīng)的優(yōu)化策略，以此提升汽車更高的可靠性和安全性，進一步促進汽車行業(yè)持續(xù)健康的發(fā)展下去。

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