吳斌

摘 要：電子信息技術(shù)的快速發(fā)展帶動了各行各業(yè)的發(fā)展。汽車制造行業(yè)對于電子信息技術(shù)結(jié)合最深的是車載電子電器。在乘用車的電子電氣設(shè)備尤其是安全設(shè)備與智能設(shè)施的發(fā)展中出現(xiàn)了各種各樣的新的問題，需要技術(shù)人員進行研究探討。本文從整車電子電氣架構(gòu)以及軟件與硬件的分離與模塊化，通過對電子器件功能的加速開發(fā)，對整車電氣系統(tǒng)的發(fā)展趨勢與具體實現(xiàn)措施進行探討，希望對于汽車制造業(yè)的發(fā)展帶來一些幫助。

關(guān)鍵詞：整車電氣系統(tǒng)；新趨勢；軟件分塊模塊化

引言

在汽車系統(tǒng)中，幾乎全部的電氣元件都由同一個電瓶供電，因此電氣元件之間構(gòu)成一個完整系統(tǒng)，相互之間會有一定的影響。因此對于整車電氣系統(tǒng)的設(shè)計需要有整體的考慮，避免因為一個部分的失誤造成整體影響，舊有的車載電氣設(shè)備互相之間的信號交流不足。而近年來的汽車車載電子產(chǎn)品的種類與實現(xiàn)功能都越來越多，是一個非常具有前景的開發(fā)項目，有助于汽車制造業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，滿足我國日漸增長的人民對于美好生活的需求，推進我國現(xiàn)代化進程。

1.整車電子電氣架構(gòu)的開發(fā)

電子電氣架構(gòu)是汽車設(shè)計的一項前期開發(fā)領(lǐng)域，它基于平臺策略，對于汽車需要配備的各類電氣功能進行收集規(guī)劃，為整體設(shè)計，對全部功能配備后對實際的功能進行篩選，主要一般應(yīng)當(dāng)包含以下內(nèi)容：對整車功能的定義、對電子器件之間的線路連接、電源的管理等等。

1.1整車電氣功能需求分析

這一階段要進行充分的市場調(diào)查，主要利用往期的汽車銷售回饋以及問卷等進行數(shù)據(jù)收集，對實際的客戶需求，已經(jīng)出現(xiàn)的問題進行解決討論，還需要對行業(yè)未來的發(fā)展趨勢做一個大概預(yù)計，避免產(chǎn)品短時間內(nèi)被淘汰。需求分析后，在設(shè)計階段應(yīng)當(dāng)對于電氣功能進行突破創(chuàng)新，要發(fā)現(xiàn)客戶自身沒有意識到的需求進行探索，例如，在實際的車禍事故中，由于疲勞駕駛的事故發(fā)生率非常高，在電子器件中加入對駕駛?cè)藸顟B(tài)的檢測系統(tǒng)，判斷駕駛?cè)说纳眢w狀態(tài)，對于疲勞駕駛與酒駕等不良駕駛狀態(tài)的駕駛員進行提醒，甚至可以與發(fā)動裝置連接，對于這一類駕駛員設(shè)為禁止駕駛。同時還需要考慮降低生產(chǎn)成本等問題。

1.2功能實現(xiàn)與信號設(shè)計

通過實際的考察后得出功能需求進行技術(shù)實現(xiàn)，首先對于原有功能以基礎(chǔ)方案為基礎(chǔ)，對于創(chuàng)新點與新增功能進行修正添加。以車身控制器BCM為例，需要實現(xiàn)的功能主要有：控制內(nèi)外燈具照明、對于雨刷等輔助器件的控制、對于四門的車窗控制以及對于后備箱的控制，還有對于現(xiàn)代汽車最為重要的一項功能，就是壓縮機，也就是空調(diào)系統(tǒng)的控制。對于上述功能的實現(xiàn)需要一些關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的輔助，這就體現(xiàn)了電氣系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)性。主要的關(guān)聯(lián)系統(tǒng)有組合開關(guān)、組合儀表、雨量燈光的傳感器系統(tǒng)等等。

而為了實現(xiàn)上述功能，需要對信號設(shè)計幫助各個系統(tǒng)進行交流協(xié)調(diào)，通過綜合整車各個系統(tǒng)的功能需求統(tǒng)計分析。對于具體的信號交流，是利用實體硬線連接還是利用網(wǎng)絡(luò)總線，這需要對信號的接受方與處理難度進行分析，由于現(xiàn)在的技術(shù)需求，硬線連接無法實現(xiàn)多方數(shù)據(jù)連接，并且一旦需要進行修改需要的成本較大，不利于目前高速發(fā)展的汽車行業(yè)。網(wǎng)絡(luò)模塊的生產(chǎn)成本以及大幅度降低，并且也利于多控制器的信號接收。

1.3整車電氣原理整合設(shè)計

在對于實際的具體功能與實現(xiàn)方法還有信號連接方式總結(jié)出具體方案后，需要對整體原理進行一個整體設(shè)計。主要內(nèi)容有，基本車型，所用的電器名稱，生產(chǎn)廠家等基本信息，對于連接端口的設(shè)置方式，用電器的電壓、額定功率、負載電阻等用電特性，同時還要對一些用電設(shè)備的特殊需求進行備注。將各類接口進行編號對接、線束的位置以及保險裝置的配備如保險絲或者安全閥。利用表格記錄并且原理圖講解。

2.模塊化與通用化設(shè)計

由于汽車需求的功能越來越豐富，相應(yīng)的設(shè)計開發(fā)需要的周期也越來越長，將結(jié)構(gòu)與電氣元件進行分類模塊化，有利于設(shè)計過程進行組合嘗試，加快設(shè)計創(chuàng)新；而將硬件設(shè)計通用化有利于設(shè)置統(tǒng)一標準，對于提高行業(yè)質(zhì)量評價體系與用戶的后期維修護理：

2.1結(jié)構(gòu)件模塊化與通用化

不同車型對于汽車的具體結(jié)構(gòu)會有不同的要求，但是在設(shè)計可以盡量保證保持核心元件的統(tǒng)一性。在實際設(shè)計中，利用具體實現(xiàn)功能的不同進行模塊化設(shè)計。例如對于導(dǎo)航系統(tǒng)進行模塊化，雖然各類的導(dǎo)航系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)不同，但是核心的導(dǎo)航儀器的設(shè)備可以做到統(tǒng)一。還有燈具系統(tǒng)都可以設(shè)置為結(jié)構(gòu)模塊。而為了更快的做到汽車功能的實現(xiàn)，將功能模塊下的具體電路設(shè)計也進行模塊化設(shè)計，將電氣電路的輸入、輸出與演算功能進行設(shè)計，通過電路模塊實現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能。電子功能模塊化設(shè)計可以幫助平臺車型之間設(shè)計通用化，為汽車設(shè)計制造減少設(shè)計環(huán)節(jié)成本。

在對于結(jié)構(gòu)功能以及更加細致的電路模塊化，對應(yīng)的電路與器件也應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)通用化，否則無法發(fā)揮模塊化的優(yōu)勢，對于零部件的通用化首先要設(shè)置一套具體完善的檢驗標準，在這一方面可以具體借鑒機械零件的通用化與標準化，對于常用的電子元器件、電路板進行統(tǒng)一設(shè)計制造，減少廠家加工成本的同時也可以推動電氣結(jié)構(gòu)核心器件的通用化發(fā)展。

2.2軟件與硬件的分離

在實際的電氣系統(tǒng)設(shè)計中，軟件與硬件可以視作相互獨立的兩部分，也是同等地位的零部件，硬件與軟件的組合為汽車新的功能開發(fā)帶來更多可能性。相對硬件而言，軟件的驗證開發(fā)時間都短許多，因此在硬件通用化后，減少對于硬件設(shè)備的改動，在功能創(chuàng)新方面，以硬件組合與軟件創(chuàng)新為主。例如：對于汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計，對于基礎(chǔ)硬件實行通用化標準，確保設(shè)計質(zhì)量，而廠家可以在軟件設(shè)計上加大創(chuàng)新力度，不斷提高導(dǎo)航系統(tǒng)的穩(wěn)定性與精確性，增加一些新功能，也可以提高對于信號信息的數(shù)據(jù)處理速度。并且軟件與硬件分離后，對于汽車一些功能的更新可以以軟件更新為主，減少實際的成本，節(jié)省資源。

2.3軟件的分層設(shè)計與管理

軟件技術(shù)在現(xiàn)代化需求下不斷發(fā)展，變得非常復(fù)雜，為了方便設(shè)計人員進行功能添加與后期矯正，應(yīng)當(dāng)對軟件設(shè)計進行分層，便于設(shè)計與管理。在具體實施上可以按照此前的功能模塊為主要分層節(jié)點，利用功能的分層分點的具體實現(xiàn)，在軟件設(shè)計方面也可以依照這一功能區(qū)分進行分層。依舊以導(dǎo)航系統(tǒng)為例，在汽車電氣系統(tǒng)的開發(fā)中將各大系統(tǒng)的軟件設(shè)計單獨列出，在導(dǎo)航系統(tǒng)下劃出具體功能，語言系統(tǒng)、信號接收系統(tǒng)、道路狀況匯報等等不同子模塊。而在對這些子模塊的實現(xiàn)中又進行具體細分。通過軟件分層設(shè)計可以幫助汽車的電氣系統(tǒng)模塊化的深入推行，實現(xiàn)汽車電氣系統(tǒng)的規(guī)模化生產(chǎn)。

3.結(jié)語

我國經(jīng)濟發(fā)展達到了一定水平，居民的生活水平也在不斷提高，對于車輛的需求也在不斷增大，而汽車制造除了基礎(chǔ)功能的實現(xiàn)與優(yōu)化外，最重要的是對電子系統(tǒng)的研發(fā)創(chuàng)新，對于汽車的需求更加多樣化。同時通過電子電氣架構(gòu)的標準化、模塊化、通用化等手段來降低汽車的生產(chǎn)成本，減少開發(fā)周期，促進我國汽車行業(yè)的發(fā)展，也提高我國居民生活質(zhì)量，增進人民幸福感。

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