整车电气设计架构
汽车电气架构设计分析
1汽车电气架构问题正是在架构设计阶段，我们能产生最大的影响并获得最大收益，从设计流程的最初阶段就协助客户为我们创造了提高效率的最佳机会。
一个设计精良的电子/电气架构能优化装配空间，改善线束布置和走向，整合电子器件和其功能性以降低整体架构的复杂性，并将所有的车载系统连接在一起，从而打造出效率最高的汽车中枢神经系统。
这是一个整合的系统考虑方案。
汽车的电气架构设计具有非常重要的意义并且尤为复杂，这种复杂将会造成次优化的结构，所以电子电气架构的实现较为困难，这就造成更好的可扩展性、坚固性以及成本性难以实现，如何保障电子电气架构的优化和体系的质量就需要设计师不断的进行创新和努力，设计师通过新的方法实现电子电气架构中逻辑设计流程和物理的科学连接，从而通过各个团队的有效配合来实现电子电气架构各个部分的电子控件以及线路等内容的有效结合，实现车辆的设计优化。
2汽车电气架构设计分析2.1整车平台化问题汽车电子电气架构也是一种方法论，通过技术方案来解决整车平台化的问题。
架构开发处于整车开发前期，属于整车开发概念阶段，规划未来车型/平台的系统/硬件方案，因此对于整车功能的了解是基础、另外需要对汽车的网络技术、汽车电子的软/硬件技术要有了解。
减轻电子/电气架构的重量能提高车辆燃油经济性，德尔福的电子/电气架构帮助减少汽车制造中所用的原材料数量，而且因为某些包装如保护性外套和外壳通常是可以省去的，这就使得在汽车使用周期结束时，更易于回收可循环使用的材料。
2.2车载总线车载总线作为电气架构的核心，是车辆内部的局域网络，连接各个ECU节点和传感器。
车辆对环境的侦测以及对功能的控制操作，都要经由总线来实现。
2.3电子电气架构的开发流程电气电气架构的开发必须按照一定的流程进行，只有按照开发流程才能够保障电子电气架构体系的质量要求，在电子电气架构开发中，基本流程大致如下，首先是对车型市场进行调查和定位，从而有一个基本的开发目标，其次进行需求开发和对标分析等工作，通过输出方案的设计以及架构模型的设计来确定电气架构体系设计的内容，通过这些步骤我们可以看到在汽车电子电气架构开发工作中，涉及到相当多的内容和不同的工作领域，其中包括了网络、设计、拓扑、线束等，不同的技术工种和部门都有不同的分工，这种情况下就需要各个部门之间的协调和完善，通过有效的配合和沟通来实现和谐的设计需求，除此之外还要对方案和架构设计进行评估和优化，从而确定最优方案，首先根据客户的需求以及相关法规的规定来进行整理和确定，从而保障整体的功能需求，其次根据不同车型的要求和其他车型的信息参考来确定车型的需求，根据是改型项目或者是全新车型项目的区别来进行，第三要根据法规的要求和客户的要求来指定技术的需求文档，通过文字化的表述方式来指定相关表格或者DOORS文件。
整车电气架构设计
整车电气架构设计随着汽车行业的不断发展，电气化已成为汽车行业的一个重要趋势。
整车电气架构设计是保证车辆电气系统正常运行的关键步骤。
本文将对整车电气架构设计进行探讨。
一、概述整车电气架构设计是指针对汽车的电气系统进行规划和设计的过程，旨在确保车辆的各个电气部件之间能够有效地协同工作。
合理的电气架构设计有助于提高汽车的性能、安全性和可靠性。
二、设计原则1. 功能分离原则整车电气架构应根据各个电气系统的功能特点进行合理的分离。
例如，动力系统和底盘系统的电气架构可以分为独立的子系统，以避免相互干扰。
2. 容错设计原则容错设计是指在电气系统中引入冗余，以确保在某些电气组件或线路发生故障时，车辆仍能正常运行。
通过合理的容错设计，可以提高车辆的可靠性和稳定性。
3. 标准化设计原则整车电气架构设计应符合相关的标准和规范，以确保电气系统的互操作性和可扩展性。
采用标准化设计可以降低开发成本，提高生产效率。
三、设计步骤1. 系统分析在进行整车电气架构设计之前，需要对车辆的功能和性能进行全面的分析。
这包括对各个电气系统的需求和约束进行明确，并确定各个系统之间的通信需求。
2. 电气分组根据系统分析的结果，将各个电气系统划分为不同的分组。
每个分组包含一组相关的电气设备和线路，以便进行集中管理和控制。
3. 设计接口确定各个电气分组之间的接口规范和通信方式。
这包括定义电气信号的传输方式、通信协议和接口协议等，以确保各个系统之间能够有效地进行数据交换和协同工作。
4. 冗余设计在设计电气系统时，应考虑引入冗余以提高系统的可靠性。
这包括备用电源、备用控制器等。
同时，还需要设计相应的故障检测和容错机制，以确保在故障发生时能够及时进行切换和修复。
5. 电气布线根据电气系统的布局和通信接口要求，进行合理的电气布线设计。
这包括确定电源的供应方式、线缆的敷设路径、连接器的选择等，以最大限度地降低电气干扰和能耗。
6. 集成测试完成整车电气架构设计后，需要进行集成测试以验证设计的正确性和可靠性。
整车电子电气构架
4. 测试执行
5. 测试报告生成
明确测试目标、测试范 围、测试方法、测试周 期等。
根据测试计划，设计详 细的测试用例，包括正 常情况下的测试用例和 异常情况下的测试用例 。
根据测试用例，搭建相 应的测试环境，包括硬 件环境、软件环境等。
按照测试用例执行测试 ，记录测试结果，并对 测试过程中发现的问题 进行跟踪和解决。
发动机控制系统
01
02
电控燃油喷射系统
电控点火系统
03
04
排放控制系统
变速器控制系统
05
06
手自一体变速器
动力系统
双离合变速器
01
无级变速器
悬挂系统
04
制动系统
02
底盘控制系统
03
转向系统
05
06
底盘系统
控制系统 电控悬挂系统 电控转向系统
电控制动系统 传感器与执行器 转向传感器
底盘系统
制动传感器 线束与连接 低压线束
整车电子电气构架
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目录
• 整车电子电气构架概述 • 整车电子电气构架的核心构成 • 整车电子电气构架的设计与开发 • 整车电子电气构架的测试与验证 • 整车电子电气构架的优化与改进建议 • 整车电子电气构架的未来发展趋势
01
整车电子电气构架概述
定义与特点
定义
整车电子电气构架是指车辆电气系统的结构和布局，包括电 源系统、配电系统、信号传输系统、控制器以及各部件之间 的连接方式等。
详细描述
绿色环保的整车电子电气构架将采用环保材料和环保制造工艺，降低对环境的 影响。同时，还将采用能量回收技术、轻量化设计等手段，提高车辆的能效和 性能，减少能源消耗和排放。
电动汽车电子电气架构设计
电动汽车电子电气架构设计
电动汽车的电子电气架构设计是指为实现汽车电动化而设计的电气系统和电子控制单
元的组织结构和功能划分。
电子电气架构设计是电动汽车整车开发的重要环节，不仅决定
了整车的功能和性能，还关系到车辆的安全性、可靠性和日后的维护与升级。
电动汽车的电子电气架构设计需要考虑电动驱动系统的控制和管理。
电动汽车的驱动
系统由电机、电池、电控器等组成，因此需要设计相应的控制单元和传感器，实现对电机
和电池的控制和监测。
还需要设计电力管理系统，用于管理电池的充放电过程，提高电池
的使用寿命和整车的续航里程。
电动汽车的电子电气架构设计还需要考虑底盘控制系统和车身电子系统的设计。
底盘
控制系统包括制动系统、悬挂系统和转向系统，需要设计相应的传感器和控制单元，实现
对底盘的控制和监测。
车身电子系统包括车灯、空调、音响等，需要设计相应的控制单元
和接口，实现对车身电子设备的控制和管理。
电动汽车的电子电气架构设计还需要考虑故障诊断系统和安全监控系统的设计。
故障
诊断系统用于监测车辆的故障和异常状态，提供相应的故障诊断和修复方案。
安全监控系
统用于监测车辆的安全状态，提供相应的安全警报和紧急处理措施。
电动汽车的电子电气架构设计是实现汽车电动化的关键，需要综合考虑电动驱动系统、底盘控制系统、车身电子系统、车载通信系统、智能驾驶辅助系统、故障诊断系统和安全
监控系统等方面的设计需求，实现车辆功能与性能的优化。
还需要考虑电气系统的可靠性、安全性和易维护性，以保证电动汽车的安全运行和用户的使用体验。
汽车电子电气架构设计及优化措施
汽车电子电气架构设计及优化措施【摘要】汽车电子电气架构设计及优化是汽车领域的重要研究方向，本文首先介绍了该领域的研究背景，以及汽车电子电气架构设计的意义。
接着详细阐述了电子电气架构设计的原则和优化方法，同时分析了传统架构存在的问题，并通过应用案例进行了深入的探讨。
文章对未来发展趋势进行了展望，提出了相关建议。
通过本文的研究，可以更好地了解汽车电子电气架构设计及优化的相关知识，为未来汽车电子电气系统的发展提供有效的指导和参考。
【关键词】汽车、电子电气架构设计、优化措施、原则、方法、存在问题、应用案例、发展趋势、总结、展望、建议。
1. 引言1.1 研究背景汽车电子电气架构设计及优化是现代汽车工程领域的重要研究课题。
随着汽车智能化、电动化的发展以及用户对汽车功能和性能需求不断提升，汽车电子系统和电气架构设计变得越来越复杂。
在这样的背景下，研究汽车电子电气架构设计及优化成为了汽车工程师必须面对的挑战。
汽车电子电气架构设计的背景主要来自于传统车辆电气系统功能日益增多，导致线束数量和复杂度急剧增加，不仅增加了产品设计和制造成本，还影响了车辆的可靠性和易用性。
通过优化电子电气架构设计，可以降低线束长度、重量和功耗，提高车辆的效率和性能，在适应不断变化的市场需求的保证车辆安全和稳定性。
1.2 研究意义汽车电子电气架构设计及优化是汽车工程领域的重要研究课题，其研究意义主要体现在以下几个方面：一方面，随着汽车电子技术的快速发展，汽车的电气系统在车辆中的重要性越来越突出。
优化设计合理的电子电气架构可以提高汽车的性能、安全性和舒适性，同时也可以降低维护成本、提高可靠性和稳定性，为用户提供更好的驾驶体验。
电子电气架构的设计和优化涉及到多种学科知识的综合运用，包括电气工程、电子工程、计算机科学等，因此对于提升汽车工程人员的综合能力和技术水平也具有重要的意义。
通过研究电子电气架构设计和优化，可以促进汽车工程技术的进步和发展，推动汽车行业向着智能化、数字化方向迈进。
整车电气架构设计
整车电气架构设计一、引言整车电气架构设计是汽车制造过程中至关重要的一步。
一个合理的电气架构设计能够确保整车电气系统的稳定性、可靠性和安全性，并提供良好的用户体验。
本文将介绍整车电气架构设计的原则、步骤和技术要求。
二、整车电气架构设计的原则1. 系统集成原则：整车电气架构设计应该将各个子系统（如动力系统、车身电子系统、安全系统等）有机地集成在一起，确保它们之间的通信和协作正常运行。
2. 模块化原则：电气架构应该设计成模块化的结构，每个模块负责不同的功能，便于后续的维护和升级。
3. 可扩展原则：电气架构应该具备良好的可扩展性，能够适应不同的车型和配置需求，同时也方便进行后续的功能扩展。
4. 可靠性原则：电气架构应该具备高度的可靠性，能够抵御恶劣环境和高负荷的工作条件，确保整车系统的正常运行。
5. 安全性原则：电气架构应该考虑到车辆的安全性需求，采取必要的措施确保系统的稳定性和安全性。
三、整车电气架构设计的步骤1. 需求分析：根据车型和配置需求，明确整车电气系统的功能和性能要求，例如动力系统、驾驶辅助系统、车身控制系统等。
2. 架构设计：根据需求分析的结果，设计整车电气架构的总体布局，包括主控单元、传感器、执行器等模块的连接方式和通信协议。
3. 子系统设计：针对不同的子系统，进行详细的设计，包括各个模块的功能划分、硬件选型、接口定义等。
4. 通信设计：设计整车电气架构中各个模块之间的通信方式和协议，确保数据的准确传输和实时性。
5. 安全性设计：考虑车辆的安全性需求，采取必要的措施，如密码验证、防护措施等，保护整车电气系统免受恶意攻击。
6. 集成测试：将各个子系统进行集成测试，验证整车电气架构的功能和性能是否符合设计要求。
7. 优化和改进：根据测试结果，对整车电气架构进行优化和改进，提升系统的可靠性和性能。
四、整车电气架构设计的技术要求1. 高速信号处理：车辆中存在大量的高速信号，如转速信号、速度信号等，电气架构设计应考虑如何快速和准确地处理这些信号。
整车电子电气架构EEA--简述
整车电子电器架构—简述汽车智能化、电子化程度的不断提高，这是大背景，这个大家肯定没异议。
毕竟客户爸爸们现在很喜欢，未来会更喜欢。
这时候来了三批工程师要搞定这个事，他们首先要解决的就是怎么把车上这么多电子设备连接起来，这个设计过程就是电子电器架构所谓「电子电气架构」，简单地说就是把汽车里的传感器、中央处理器、电子电气分配系统、软件硬件通过技术手段整合在一起。
通过这种架构，可以将动力总成、驱动信息以及娱乐信息等，转化为实际的电源分配的物理布局、信号网络、数据网络、诊断、容错、能量管理等电子电气解决方案。
通俗来说，汽车是一个软硬件结合的产物，如果把它比作是一个人，「四个轮子+一个沙发」是身体，电子电气架构就相当于神经系统，负责完成各个部位的连接，统领整个身体的运作，实现特定功能。
首先是一群抱着“机械定义汽车”思维的传统车企工程师开始动作了。
增加电子控制单元(ECU)、增加传感器、增加仪表。
要连接了咋么办。
哪两个东西之间有需求，就加根线呗。
传统的车上电气系统，大多采用点对点的单一通信方式，相互之间很少有联系但随着系统变复杂情况不对了，布线系统变得异常庞大, 一辆传统连接的汽车中，导线总长度可以达到2000多米，电气节点可以达到1500多个。
导致线束材料成本剧增，可靠性骤减。
系统不可持续了。
又来了一群抱着“硬件定义汽车”思维的车企工程师开始寻思了，计算机硬件里不是有总线嘛，能不能借鉴下，大家都先连在几根粗线上。
总线技术可以简单理解为高速公路，路上所有的车（信息）都走一段高速，降低道路（线束）成本。
为简化线路连接，提高可靠性、利于各装置之间的数据共享，以汽车分布式控制系统为基础的车载网络总线技术发展起来了。
汽车总线技术的优点是在统一应用层协议和数据定义的基础上，可以使之成为一个“开放式系统”，具有很强的灵活性。
对于任何遵循上述协议的供应商所生产的控制单元都可轻易添加入该网络系统中或者从网络系统中拆除，几乎不需要做任何硬件和软件的修改，这完全符合现代汽车平台式设计的理念。
基于模型的整车电子电气架构设计
基于模型的整车电子电气架构设计最近十年来，整车电子电气架构开发领域，基于模型的开发方法已经被广泛接受，甚至被作为首选的开发方法，目前已经成为保证设计成功的一个必要措施。
随着燃油经济性、环境保护和道路安全要求的逐步加强，汽车电子电气架构设计中必须要考虑系统整体优化，并需要提高开发效率、缩短开发时间，此时基于模型的方法就变得非常重要。
采用这种方法必须要借助工具才能实现，PREEvision 是整车厂中常用的系统架构设计及优化工具。
其功能包括需求开发、逻辑功能设计、网络和部件架构、电气系统和线束设计以及拓扑结构设计。
该工具涵盖了从概念原型设计阶段到具体详细设计阶段，并支持大型工程团队的详细开发和系统规范制定工作。
本文依托该工具对基于模型的整车电子电气架构设计进行介绍。
开发流程为了能够保证电子电气架构体系的质量，电子电气架构开发需要按照一定的流程进行开发，电子电气架构开发流程主要包括：确定车型市场定位，对标分析，需求开发，架构模型设计、输出方案设计文件等步骤。
1)市场定位市场企划部或车型战略部通过市场调研，分析待开发车型的市场表现，调研销售人群需求，根据当前市场状况及对未来市场的评估，确定待开发车型的定位、外形、风格、预销售地区、市场前景等内容。
此时的车型定位决定了后续对标工作的车型以及电子电气系统开发的复杂程度。
2)对标分析在对新车型进行开发之前，一般需要选择一款或几款企业内部的既有车型以及市场表现较好的竞争对手车型进行全面的对标分析，获取对标车型的相关功能与非功能特性。
对标分析包括以下内容：电子电气特性配置；功能需求规范；车辆驾驶与操作的测量；CAN 总线测量；供电系统分析；电子电气拓扑分析；ECU 节点技术规范分析；电子电气成本分析等方面。
对标工作量较大时，对标成果包含的信息很多，一般不采用文档的形式保管，而是将对标数。
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（4）故障诊断及保障提供安全和诊断服务，充电和 驱动时的安全保障，故障的诊断监控车辆温度、冷却系统、 车辆的运行状态监视主要设备的过电流、过电压、欠电压、 过热，必要时切断主断路器。
（5）车辆状态监视通过通讯网络采集车辆状态信息， 通过人机界面显示给司机。
（6）通讯管理整车通讯的主节点，接收来自电机驱 动控制单元、发动机控制单元、电池管理系统、人机界面 的所有信息，发送电机设定转速、设定力矩、正反转信息， 各个部件的启动停止命令，车辆的工作模式和整车的运行 状况等。
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整车控制系统网络拓扑图如下所示：
人机界面
车辆管理 单元
CAN总线
CVT与发 动机ECU
电机驱动 控制单元
电池管理 系统
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HEVCAN总线节点分析表：
节点 电机驱动控制单元
CVT与发动机ECU 电池管理系统
车辆管理单元
人机界面 加速踏板 制动踏板
发送信息
接收信息
电机转速、扭矩、温度；电枢 电流、电压、报警信号和错误 代码等
（2）仲裁场：标准格式帧的 RTR 位为远程请求位，
可用于要求数据。扩展格式帧的 SRR位为替代远程请求
位，IDE 为扩展标识位；
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（3) 控制场：共 6 位，DLC 告知随后的数据域的长 度。
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整车通信网络
对于混合动力汽车，很多部分都由独立的电子
控制器进行控制。为了将整个电动汽车内各系统 进行统一管理，实现数据共享和相互之间协同工
作，我们采用CAN总线进行数据传递。
CAN网络是现场总线技术的一种，它是一种 架构开放、广播式的新一代网络通信协议，称为
控制器局域网现场总线。CAN网络原本是德国 BOSCH公司为欧洲汽车市场所开发的。CAN推 出之初是用于汽车内部测量和执行部件之间的数
（4）高安全性，可靠的错误检测和处理机制
CAN总线通信网络节点发送的报文遭到破坏后，可自 动重发。节点在错误严重的情况下具有自动切断的功能。
整车控制系统主要由6个部分7个节点构成，6个部分 是：车辆管理单元、电池管理系统、电机驱动控制单元、 CVT与发动机控制单元、人机界面和状态传感器。7个节 点是：车辆管理单元、电池管理系统、电机驱动控制单元、 CVT与发动机控制单元、加速踏板、制动踏板和人机界面。 其中车辆控制单元是主节点，其他节点为从节点。
来自电机驱动控制单元、 CVT与发动机ECU、电池管 理系统、人机界面的所有 信息
自身的状态
接收总线上所有信息
驾驶员加速指令
——————
驾驶员制动指令
——————
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CAN通信原理
现场总线是
一种开放式实
时系统，它只
具有简化的网 精选ppt
12
因出错帧和超载帧由硬件（集成芯片）自动发送，设 计员直接面临的是数据帧和远程帧，而汽车控制通信网络 中远程帧的使用甚少，因此我们只要研究与设计数据帧结 构。
电机设定转速、加速、制 动、正反转、启动停止命 令等
发动机转速、扭矩、功率； CVT当前速比、CVT极限位置
发动机空燃比、点火系统 等在各种工况下的控制
电池电压、温度、充放电电流、 启动停止命令等 功率强度、剩余电量、报警信 息等
电机设定转速、设定扭矩、正 反转、发动机设定转速、设定 扭矩；各个部件的启动停止命 令；车辆工作模式和整车的运 行状况等
（3）CSMA/CD+AMP总线访问仲裁机制
CAN总线采用CSMA/CD+AMP总线访问仲裁机制。 各个节点实时对总线信号进行监测，当总线出现空闲时， 节点才允许发送数据。而当总线上同时有超过两个节点同 时传送报文时，则采用“无损逐位仲裁”的方法来仲裁总 线控制
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权，优先级高的报文拥有最高优先权，没有来得及发送的 报文则等待并重新发送。报文的优先级由报文的标识符决 定。这样拥有较高优先级的报文会赢得仲裁并能够保证在 一定时间内发送成功，从而保证了通讯的实时性。
整车电气设计及整车CAN通讯
2010-5-9
精选ppt
1
发展概况
在全球提倡环境保护和石油能源紧缩的情况下， 传统汽车已经不能适应人们的节能减排需求，新 型汽车纷纷兴起。
纯电动车EV是未来汽车发展的目标，但受限 于电池技术，安全性和性能得不到保障，成本高 昂。
在这种情况下，混合动力微车HEV作为过渡模
式具有很高的市场契合度，成本较低，受电池技
术限制较小，性能与安全性都有很高的保障性，
预计在未来十年内会占据适当的市场份额，加上
国内新能源汽车市场处于萌芽状态，在此时介入
精选ppt
2
整车系统结构示意图
发动机
精选ppt
3
电气系统整体配置框图作为主控制单 元，以电机驱动控制单元（PMU）、电池管理系 统（BMU）、CVT和发动机ECU及相关控制电器 作为从控制单元，以发动机、电动机和蓄电池组 作为控制对象。
数据帧由 7 个不同的位场组成：即帧起始、仲裁场、 控制场、数据场、CRC 场、应答场、帧结束。数据场长 度可为 0。CAN 协议具有标准信息帧和扩展信息帧两种 格式，区别在于标准帧采用 11 位标识符（ID）,而扩展帧 采用 29 位标识符。标准格式和扩展格式数据帧如图所示。
各个位场定义如下：
（1） SOF（帧起始）：标志总线空闲状态，并使所 有站点同步；
据通信。在现代轿车的设计中，CAN总线被广泛
的采用，奔驰、宝马、大众等汽车都采用了CAN
总线进行控制器的联网精。选ppt
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CAN总线的特点如下：
（1）数据传输距离远，传输速率高
根据物理层实现的不同最远传输距离可达10km，最 高传输速率可达1Mbit/s。
（2）多主、广播式通信
CAN通信网络没有网络地址之分，各个主设备的通信 采用广播式通信。网络中各个节点都可以发送和接收报文， 节点根据报文的标识符决定接收或屏蔽该报文。原理上网 络可连接节点数量不限，但局限于物理层实现。
车辆管理单元是整车控制的核心，以整车的性 能最优为目标，控制车辆的运行状态、能源分配， 协调和发挥各部分的优势。其功能如下：
（1）汽车驱动控制功能根据驾驶员的要求以 及相应的车辆运行状态、工况，计算驱动转矩， 控制电机驱动控制系统和发动机控制系统满足工 况要求。
（2）制动能量回馈精控选p制pt 根据制动踏板的开度、5