汽车电子电气架构设计与优化

李江涛

摘 要：随着汽车在人们生活当中越来越普及，人们对汽车的操控性、安全性要求越来越高。另外，汽车复杂性也大大提升。汽车电子电气设计架构方面的重要性以及必要性受到了人们的接受和认可，甚至将其作为了汽车机构开发过程中的首要方式。除此之外，其也被看成了设计成功的关键所在。本文根据笔者多年的工作经验，仔细对汽车电子电气设计架构和优化进行了分析。

关键词：汽车;电子电气;结构设计;优化

引言

在进行电子电气架构的设计中，要根据需求将整个的设计平台搭建起来，基于此研究电子电气系统，过程中要目标明确，采用工程管理工具进行设计，以使得电气设备的功能得以充分发挥。

一、汽车电子电气架构系统基本需求分析

1.1 汽车电子电气架构系统基本需求概述

就现代汽车而言，科学的电子电气架构设计，除了可以有效提高汽车的综合性能和舒适度之外，还可以达到控制降低汽车生产成本和总重量的目的，因此加强汽车电子电气架构设计，具有重要的现实意义。为进一步提高汽车电子电气架构设计的科学性和合理性，在正式设计工作前，相关人员必须做好汽车电子电气系统的需求分析工作，搭建相应的电子电气架构整体平台，并以此为基础实现对汽车电子电气系统的分析和研究。通常情况下，汽车电子电气架构系统需求，体现在以下两个方面：

一方面是针对电子电气架构系统相关可操作性需求的分析。这部分分析内容的根本目的，在于全面满足用户所有的系统外部需求，进而保障汽车电子电气架构开发设计过程中，相关外部需求得到全面、充分的满足。具体来说，汽车电子电气架构可操作性需求，主要包含以下几点内容。首先，相关人员需在多种操作背景下，分析电子电气架构系统的实际需求;其次，要分析系统性能需求，并做好相关的量化工作。同时，这部分工作的根本目的在于分析和验证该程度可以满足用户功能需求的实际标准水平;再次，工作人员需通过假象示例分析的方法，针对一些特殊使用情境下的潜在需求和功能进行科学分析;最后，综合制定电子电气系统功能需求方案，确定各项功能需求的实际运行状态，并重点加强对硬件故障状态下的运行状态确定。

另一方面则是针对电子电气架构功能性需求进行分析。与电子电气架构可操作性需求分析相比，功能性需求分析更加侧重于系统内部的需求分析，进而更好地满足用户方面的汽车使用需求。因此，加强电子电气架构功能性分析，同样具有重要的现实意义。鉴于电子电气架构功能性分析的特殊要求，在无法确定需求正确性和完整性的情况下，相关人员应通过建立功能性需求模型的方式进行分析，进而实现对外部正确性及完整性的确定。具体来说，在构建功能性需求模型时，设计人员首先要保障需求分析的正确性和完整性，如发现模型缺陷，应及时予以调整和修正，并通过动态建模过程，确保模型的科学建立。

1.2 汽车电子电气架构需求实现的注意要点分析

汽车电子电气架构需求实现过程中，需注意以下几点内容：一，系统需求实现过程中，需针对已经确定的系统约束，进行相应的电子电气架构方案举例，如ECU通行方式、ECU数量等等，从而保障系统主要约束集中在ECU可用资源及相关的架构方案上;二，针对多种功能的不同需求，需注意做好科学的分配工作;三，对于非功能性的需求，也需要做好科学的分配工作;四，系统需求实现过程中，还要重点加强可靠性、安全性分析，以确保各项可靠性、安全性的有效执行;五，在具体方案设计过程中，应围绕电子电气架构设计准备多个备选方案，并逐一对方案的综合性能指标进行评估。

二、汽車电子电气架构优化措施分析

2.1汽车电子电气架构设计的数据库优化

（1）优化标准数据库

数据库中的各项数据要标准，不断地优化标准数据库，其中所涵盖的内容包括与汽车生产厂家相关的内容，不同档次车型的相关信息，以及设计电子架构的有关信息内容。

（2）优化市场发展趋势数据库

在市场发展趋势数据库中，所包括的内容为汽车生产单位的相关内容，生产零部件的生产单位的相关内容，在设计电子电气架构的时候，要将所有与市场发展相关的资料制定出来，包括生产汽车的厂商的资料，生产零部件的厂商的资料，各种研究资料以及对汽车电子电气架构设计样品资料等等。

（3）优化用于解决设计方案的数据库

对数据库的设计进行完善，对比设计数据库，就需要将电子电气架构设计方案问题解决的数据平台构建起来，通过分析数据库系统，并对数据库进行分析，对于数据库问题的解决方案合理解决。

2.2针对电子电气系统运用合适的设计优化工具

汽车电子电气架构设计过程中，只有针对电子电气系统运用合适的设计优化工具，才能保障各项电子电气架构优化与管理工作的有效落实，进而实现科学的配置设置。因此，在电子电气架构设计过程中，设计人员应优先选用一些技术相对成熟且具有先进性和代表性的电子电气设计优化工具，常见工具包括vision、PREE等。以上工具的优势在于其普遍具有数据库支持系统和图形化的用户接口，相关设计结果可以在工具中重复进行利用，同时具备电子电气构建再次学习及修改功能。

2.3 优先选用完善的通信网络设计优化工具

通信网络设计是汽车电子电器架构设计的重要组成部分，关于通信网络设计优化工具的选择，设计人员应优先选择技术相对成熟的通信网络设计优化工具，如VECTOR公司旗下相关产品等，进而借助此类工具的应用，实现对结构拓扑设计的优化和负载率设计的优化，确保电子电气架构目标逻辑要求得到全面的满足。

三、汽车电子电气架构设计流程优化

目前的汽车电子电气架构设计中，通常采用的是V 型模式，还要与其他的流程相结合，所构建的开发流程为6 个程序。

第一个程序是对汽车的各项功能需求予以界定，就是在这个设计环节中，要对汽车的市场需求充分了解，还要通过市场调查了解汽车用户的需求。将所获得的数据信息进行统计。对相关的信息进行整理之后，深入分析，评估整车需求，对汽车的各项功能需求予以界定，基于此将与市场行情相符合的电气测试规范制定出来。

第二个程序是将电子电气系统的架构制定出来，并制定电子电气系统的下级解决方案，进行物理架构设计和逻辑架构设计。

第三个程序是设计电子电器件的细节。这个程序的设计是根据上一个环节的物理架构设计和逻辑架构设计制定电子电气架构方案，将电子电器件问题的解决措施制定出来。特别是电子电气系统中的各种器件非常多，就要做好软件设计、机械设计以及电气元器件的设计工作，并将相应的操作规范和测试规范制定出来。

四、结束语

综上所述，汽车行业得到了迅速发展，要想进一步提高自身竞争力，就要格外对汽车电子电气架构设计进行重视，并且优化相应的技术，以此更好地进行实现。本文对汽车电子电气架构设计思路进行扩展，提出了对应的优化策略，以此提升汽车更高的可靠性和安全性，进一步促进汽车行业持续健康的发展下去。

参考文献：

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