乘用车整车电气系统开发的新趋势及实现方式

吴斌

摘 要：电子信息技术的快速发展带动了各行各业的发展。汽车制造行业对于电子信息技术结合最深的是车载电子电器。在乘用车的电子电气设备尤其是安全设备与智能设施的发展中出现了各种各样的新的问题，需要技术人员进行研究探讨。本文从整车电子电气架构以及软件与硬件的分离与模块化，通过对电子器件功能的加速开发，对整车电气系统的发展趋势与具体实现措施进行探讨，希望对于汽车制造业的发展带来一些帮助。

关键词：整车电气系统；新趋势；软件分块模块化

引言

在汽车系统中，几乎全部的电气元件都由同一个电瓶供电，因此电气元件之间构成一个完整系统，相互之间会有一定的影响。因此对于整车电气系统的设计需要有整体的考虑，避免因为一个部分的失误造成整体影响，旧有的车载电气设备互相之间的信号交流不足。而近年来的汽车车载电子产品的种类与实现功能都越来越多，是一个非常具有前景的开发项目，有助于汽车制造业的稳定发展，满足我国日渐增长的人民对于美好生活的需求，推进我国现代化进程。

1.整车电子电气架构的开发

电子电气架构是汽车设计的一项前期开发领域，它基于平台策略，对于汽车需要配备的各类电气功能进行收集规划，为整体设计，对全部功能配备后对实际的功能进行筛选，主要一般应当包含以下内容：对整车功能的定义、对电子器件之间的线路连接、电源的管理等等。

1.1整车电气功能需求分析

这一阶段要进行充分的市场调查，主要利用往期的汽车销售回馈以及问卷等进行数据收集，对实际的客户需求，已经出现的问题进行解决讨论，还需要对行业未来的发展趋势做一个大概预计，避免产品短时间内被淘汰。需求分析后，在设计阶段应当对于电气功能进行突破创新，要发现客户自身没有意识到的需求进行探索，例如，在实际的车祸事故中，由于疲劳驾驶的事故发生率非常高，在电子器件中加入对驾驶人状态的检测系统，判断驾驶人的身体状态，对于疲劳驾驶与酒驾等不良驾驶状态的驾驶员进行提醒，甚至可以与发动装置连接，对于这一类驾驶员设为禁止驾驶。同时还需要考虑降低生产成本等问题。

1.2功能实现与信号设计

通过实际的考察后得出功能需求进行技术实现，首先对于原有功能以基础方案为基础，对于创新点与新增功能进行修正添加。以车身控制器BCM为例，需要实现的功能主要有：控制内外灯具照明、对于雨刷等辅助器件的控制、对于四门的车窗控制以及对于后备箱的控制，还有对于现代汽车最为重要的一项功能，就是压缩机，也就是空调系统的控制。对于上述功能的实现需要一些关联系统的辅助，这就体现了电气系统之间的关联性。主要的关联系统有组合开关、组合仪表、雨量灯光的传感器系统等等。

而为了实现上述功能，需要对信号设计帮助各个系统进行交流协调，通过综合整车各个系统的功能需求统计分析。对于具体的信号交流，是利用实体硬线连接还是利用网络总线，这需要对信号的接受方与处理难度进行分析，由于现在的技术需求，硬线连接无法实现多方数据连接，并且一旦需要进行修改需要的成本较大，不利于目前高速发展的汽车行业。网络模块的生产成本以及大幅度降低，并且也利于多控制器的信号接收。

1.3整车电气原理整合设计

在对于实际的具体功能与实现方法还有信号连接方式总结出具体方案后，需要对整体原理进行一个整体设计。主要内容有，基本车型，所用的电器名称，生产厂家等基本信息，对于连接端口的设置方式，用电器的电压、额定功率、负载电阻等用电特性，同时还要对一些用电设备的特殊需求进行备注。将各类接口进行编号对接、线束的位置以及保险装置的配备如保险丝或者安全阀。利用表格记录并且原理图讲解。

2.模块化与通用化设计

由于汽车需求的功能越来越丰富，相应的设计开发需要的周期也越来越长，将结构与电气元件进行分类模块化，有利于设计过程进行组合尝试，加快设计创新；而将硬件设计通用化有利于设置统一标准，对于提高行业质量评价体系与用户的后期维修护理：

2.1结构件模块化与通用化

不同车型对于汽车的具体结构会有不同的要求，但是在设计可以尽量保证保持核心元件的统一性。在实际设计中，利用具体实现功能的不同进行模块化设计。例如对于导航系统进行模块化，虽然各类的导航系统的具体结构不同，但是核心的导航仪器的设备可以做到统一。还有灯具系统都可以设置为结构模块。而为了更快的做到汽车功能的实现，将功能模块下的具体电路设计也进行模块化设计，将电气电路的输入、输出与演算功能进行设计，通过电路模块实现结构功能。电子功能模块化设计可以帮助平台车型之间设计通用化，为汽车设计制造减少设计环节成本。

在对于结构功能以及更加细致的电路模块化，对应的电路与器件也应当实现通用化，否则无法发挥模块化的优势，对于零部件的通用化首先要设置一套具体完善的检验标准，在这一方面可以具体借鉴机械零件的通用化与标准化，对于常用的电子元器件、电路板进行统一设计制造，减少厂家加工成本的同时也可以推动电气结构核心器件的通用化发展。

2.2软件与硬件的分离

在实际的电气系统设计中，软件与硬件可以视作相互独立的两部分，也是同等地位的零部件，硬件与软件的组合为汽车新的功能开发带来更多可能性。相对硬件而言，软件的验证开发时间都短许多，因此在硬件通用化后，减少对于硬件设备的改动，在功能创新方面，以硬件组合与软件创新为主。例如：对于汽车导航系统的设计，对于基础硬件实行通用化标准，确保设计质量，而厂家可以在软件设计上加大创新力度，不断提高导航系统的稳定性与精确性，增加一些新功能，也可以提高对于信号信息的数据处理速度。并且软件与硬件分离后，对于汽车一些功能的更新可以以软件更新为主，减少实际的成本，节省资源。

2.3软件的分层设计与管理

软件技术在现代化需求下不断发展，变得非常复杂，为了方便设计人员进行功能添加与后期矫正，应当对软件设计进行分层，便于设计与管理。在具体实施上可以按照此前的功能模块为主要分层节点，利用功能的分层分点的具体实现，在软件设计方面也可以依照这一功能区分进行分层。依旧以导航系统为例，在汽车电气系统的开发中将各大系统的软件设计单独列出，在导航系统下划出具体功能，语言系统、信号接收系统、道路状况汇报等等不同子模块。而在對这些子模块的实现中又进行具体细分。通过软件分层设计可以帮助汽车的电气系统模块化的深入推行，实现汽车电气系统的规模化生产。

3.结语

我国经济发展达到了一定水平，居民的生活水平也在不断提高，对于车辆的需求也在不断增大，而汽车制造除了基础功能的实现与优化外，最重要的是对电子系统的研发创新，对于汽车的需求更加多样化。同时通过电子电气架构的标准化、模块化、通用化等手段来降低汽车的生产成本，减少开发周期，促进我国汽车行业的发展，也提高我国居民生活质量，增进人民幸福感。

参考文献：

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