整車架構
關注創建者：匿名 創建時間：2021-10-09
整車架構的實例教程
隨著汽車產業的快速發展，汽車功能需求越來越豐富多樣，車載電子器件數量越來越多，汽車通訊網絡越來越復雜，傳統汽車電子電氣架構已不能支撐汽車“四化”技術的發展需要, 汽車電子電氣架構需變革才能支撐未來智能汽車的相關配置。
經緯恒潤自2009年起提供整車電子電氣架構開發服務，經過十多年的技術沉淀與創新，能夠為客戶提供完整的整車電子電氣架構開發解決方案，包括邏輯架構設計、軟件架構設計、網絡架構設計、物理架構設計、SOA設計，并可以在架構設計中融合OTA、整車安全、能量管理等新技術，至今已與一汽、北汽、解放、重汽等國內多個整車廠合作，助力多款車型量產，技術水平及服務態度廣受客戶好評。
▎面向部件的整車E/E架構開發咨詢服務
為適應市場用戶需求的快速變化，車型開發及迭代周期顯著縮短，E/E架構團隊面臨著要在有限的開發周期內保持產品設計競爭力的挑戰。為應對這一挑戰，經緯恒潤根據多年的架構設計經驗推出了一套短周期E/E架構開發解決方案-面向部件的整車E/E架構開發解決方案，可根據OEM的車型產品特點，協助OEM E/E架構開發團隊在4～6月時間內設計一套完整的整車E/E架構需求規范。
▎面向軟件模塊的整車E/E架構設計開發咨詢服務
隨著整車架構向集中化方向加速發展，在相似硬件體系結構下，如何打造具備獨特基因的差異化功能是各大OEM面臨的挑戰。OEM對上層邏輯、算法資源自主掌控的急迫度顯著提升，即軟件成為定義汽車的關鍵。整車E/E架構團隊作為整車電子電氣系統的頂層設計團隊，必須從提高軟件競爭力的角度來應對挑戰，更好地統籌整車電子電氣系統的軟件架構。
展開 引言
本文在對整車熱管理系統熱安全和熱保護要求的基礎上，制定架構的整車熱管理系統熱安全和熱保護性能目標和開發策略。在某架構的整車熱管理系統的開發工作中，各類車型整車熱管理系統原理圖必須有關聯性和繼承性，并采用共同的工程解決方案實現架構的整車熱管理系統功能和性能目標體系化，并完善整車熱管理系統的匹配和仿真方法。
還采用零部件模塊化方案保證零部件有合適的尺寸帶寬以滿足不同車型的性能要求，并采用共用的接口界面和相同的制造體系降低生產成本。
利用架構樣車進行整車熱管理系統的試驗驗證，實現架構整車熱管理系統的高效高質量設計開發。目前為止，架構開發技術的論文文獻有一些，但是整車熱管理系統開發相關的論文文獻很少，進行這方面的探索很有必要，也十分重要。
1架構開發中的整車熱管理系統定義和開發目標
1.1架構開發中的整車熱管理系統定義
架構整車熱管理系統相關零部件，是指一系列代表整車熱管理性能的零部件和模塊總成。針對不同的子架構和車型的整車熱管理系統的差異化需求，組成既有共性又有差異性的整車熱管理系統，熱管理系統相關的模塊、平臺和車型之間的相互關系如圖1所示。
架構的整車熱管理系統應具有以下六個特征。
（1）共同的工程解決方案：架構內的同類車型的熱管理系統原理圖相同，架構內同類車型熱管理系統原理圖相同，不同類型車型的系統原理圖有明確的集成拓展關系。
展開 概述
面向服務的架構（Service Oriented Architecture, SOA）是一種從IT領域引入到汽車行業的開發范式，作為一種先進的整車E/E架構開發模式，從一開始就受到國內外整車廠的高度關注。SOA架構下將應用程序的不同功能單元通過服務（Service）聯系起來，在功能升級的同時可保證整車軟件架構的穩定性，可以提高業務組織敏捷性、減少企業研發維護成本。同時，SOA架構下的服務具有可復用性特點，可通過服務重組的形式實現功能的快速迭代和升級，從而在減少整車研發周期的同時又可在量產之后為用戶提供豐富的持續增值服務。
SOA架構實施需要復雜的基礎技術作為支撐，伴隨著整車硬件資源的集中化、車載以太網等高速通信技術在車內的部署，SOA在汽車上的應用成為可能。目前國內外OEM已經逐步展開SOA技術預研，部分一線OEM甚至已經啟動SOA架構下的量產車型研發。SOA架構作為整車E/E架構發展的新趨勢，將在未來一段時間內成為行業技術研究和市場布局的熱點。
服務內容
經緯恒潤多年來一直致力于為客戶提供電子電氣架構解決方案，近年來，經緯恒潤在國內積極開展整車SOA架構的技術研發和業務布局，參與多款SOA架構下量產車型的研發，積累了豐富的SOA架構設計經驗。
展開 就近接入，擴展靈活，“Zone”區域控制成為整車網絡重要組成部分。在“功能域”集中的基礎上，通過Zone區域控制器對全車的設備進行就近接入，能夠更好的實現硬件的擴展，減少整車線束長度及成本，成為整車電子電氣架構中重要的組成部分。
博世E/E架構升級示意圖
未來電子電器架構拓撲圖
二、 全新電子電氣架構下，整車的控制器發展趨勢如何演變？
1、控制器（ECU）：功能控制核心，協助實現各項功能
功能控制中樞，處理輸入信號實現功能控制。汽車控制器是實現整車功能控制的關鍵器件，一般由MCU、電源芯片、通信芯片、輸入處理電路、輸出處理電路等構成，通過對各類傳感器信號、開關信號以及控制信號的處理，來對閥、電機、泵、開關等執行機構進行控制。
ECU架構原理圖
通過整車微控制器能夠實現的功能包括：接收信號并解析、邏輯判斷、網絡通信、故障診斷和處理、設備地址識別等等。
2、整車電子電氣功能升級，ECU數量不斷提升
微控制器在傳統的車輛中為分布式架構，每增加一個功能需要增加一個ECU。隨著整車電子電氣功能的不斷升級，ECU的數量在不斷提升。根據Strategy Analytics的數據顯示，目前汽車平均采用約25個ECU，但是高端型號ECU數量已經超過100個。不同的ECU之間，主要采用CAN/LIN總線對其進行連接，近年來汽車中CAN/LIN總線節點的數目在不斷提升，其中LIN總線節點CAGR約為17%，CAN節點的CAGR約為13%。
展開 雖然汽車電子電氣新架構的電控單元數量減少，整車線束搭鐵點總量下降，但是需要注意的是部分傳感器的“信 號-”不直接與電控設備相連，在搭鐵設計時要考慮傳感器的特殊性。
5. 總結
汽車電子電氣新架構越來越成為實現現代汽車復雜化的整車電器功能的撒手锏，從而適應汽車向電動化、智能化、網聯化方向的發展趨勢。比亞迪早前宣布在最新的e平臺上實現儀表、空調、音響、智能鑰匙等控制模塊10合1，使整車控制模塊線束大幅減少，降低模塊故障率以及提升生產裝配效率。上汽集團早前推出了基于全新電子電氣架構的電動車平臺——Double E架構，核心亮點之一是采用了支持海量數據極速傳輸的以太網技術。阿里巴巴推出的AliOS智聯網汽車解決方案，其一大亮點是充分發揮了阿里云在云計算、大數據和人工智能的優勢，借助阿里巴巴的生態能力，賦能合作伙伴更好探索“數據x智能”驅動的新型業務模式。
從整車線束的網絡拓撲接線設計、整車線束電源分配設計、整車線束搭鐵點設計、整車線束單元原理設計、整車線束布置設計這幾個主要方面分析結果可知，基于汽車電子電氣新的架構整車線束設計，相較于傳統的汽車電子電氣架構，具有降低整車線束的接插件總量、整車線束回路總數、整車端子數量、CAN通訊網絡CAN線總數等優勢。綜上所述，基于汽車電子電氣新架構的整車線束設計，必將達到降低車輛制造成本、提升電連接性能、降低整車重量、提高車輛可靠性的目的。
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一期一會 | 什么是電機？3個月前
它可幫助系統及組件設計工程團隊從設計流程初始階段就基于與需求相關聯的共享系統仿真進行協作，使用戶能夠為不同的整車架構候選方案以及其他更多應用制定相應的電機設計規范。
Ansys Twin Builder數字孿生仿真平臺：用于研究系統中電機與電力電子設備之間的相互作用。
通過多個項目的實踐經驗，已建立了高質量、本土化的設計與測試一體化解決方案，為整車網絡架構提供可靠支持。
了解更多
請致電 010-64840808轉6117或發郵件至market_dept@hirain.com（聯系時請說明來自技術鄰）
通過多個項目的實踐經驗，已建立了高質量、本土化的設計與測試一體化解決方案，為整車網絡架構提供可靠支持。
了解更多：請致電 010-64840808轉6117或發郵件至market_dept@hirain.com（聯系時請說明來自技術鄰）
一、車載以太網
1、車載網絡的演變與挑戰
汽車電子電氣架構的演化始終圍繞著強有力的通信架構和整車級計算平臺展開。從LIN總線的簡單通信到CAN總線的高效數據交換，再到FlexRay、MOST等高速傳輸技術的應用，汽車通信技術不斷突破。然而，隨著智能駕駛、車聯網等技術的快速發展，車載網絡面臨的挑戰也日益嚴峻。
為了滿足汽車整車架構向中央計算平臺的轉變及智能駕駛的發展，實現基于模型的“面向服務”軟件開發，經緯恒潤還將持續投入SOA域控平臺及智能駕駛平臺快速原型的開發，助力客戶復雜軟件快速開發及驗證，為國內外客戶提供更好的產品與服務。
整車ECU數量驟減，線束布置不斷優化，控制功能不斷集中，域控制器作為整車EE架構中的核心控制單元，具有舉足輕重的作用。
汽車智能底盤是影響車輛運行過程中安全性、舒適性與穩定性的重要因素，智能底盤的發展對自動駕駛量產落地有著極其重要的意義。因此，底盤域控制器的解決方案也受到越來越多OEM 的重視。通過引入底盤域控制器，整車廠可以逐步實現“軟件定義底盤”的未來。
它打破的，不僅僅是功能與功能之間的隔閡，更打破了整車架構的思維壁壘。更重要的是，特斯拉已經用他們在Model3上的答卷證明了，Zone并不是不可實現的，超前的架構和低廉的成本是可以同時具備的。那么，域究竟是終點，還是新時代的起點？整車電子電氣架構有沒有更好的解決方案？
隨著L2+自動駕駛功能的普及，整車架構的升級，以及越來越高的法規要求，ADAS產品的開發迎來了更高的挑戰：一方面，需要提高ADAS產品的整車性能，以應對更多的使用場景；另一方面，需要考慮ADAS的綜合成本，以應對量產壓力。據相關數據統計，2022年中國乘用車市場總銷量1989.3萬輛，其中配備前視攝像頭的車型為826.7萬輛，同比增長27.9%。
此次交付的經緯恒潤自研第三代HAV車型，在底盤動力性、經濟性、整車電子電氣架構、通信網絡帶寬及時間同步、硬件算力水平、智能駕駛算法等方面都有顯著提升，是經緯恒潤在智能運輸載具領域的里程碑式進展，進一步強化了經緯恒潤“高級別智能駕駛MaaS解決方案”的技術和市場優勢！
在核心零部件方面，第三代HAV車型進一步提高了自研控制器產品的裝車量。
圖 15 SMW和Capital System通過集成實現模型的交互傳遞
西門子的基于模型的電子電氣開發解決方案，就是以Capital為主要電子電氣工具平臺，承接來自Teamcenter平臺的需求和配置信息以及來自于SMW的多領域模型，在Capital system中完成整車電子電氣的架構設計優化，架構設計完成后，其輸出結果可以作為其他專業領域的詳細設計的輸入，推動下游的詳細設計
