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一文讀懂汽車電子電氣架構(gòu)(EEA)

智能汽車電子與軟件 ? 來源:智能座艙與自動駕駛 ? 2023-04-24 10:16 ? 次閱讀
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前序

什么是電子電氣架構(gòu)?電子電氣架構(gòu)包含了車上所有的硬件、軟件、傳感器、執(zhí)行機構(gòu)、電子電氣分配系統(tǒng),電子電氣架構(gòu)是通過系統(tǒng)集成化的工具把這所有的內(nèi)容整合到一起,它包含了最軟件設(shè)施、硬件設(shè)施和高效的動力和信號分配系統(tǒng)三個基礎(chǔ)的要素,在軟件設(shè)施和硬件設(shè)施具備基礎(chǔ)上還要一套高效的動力和信號分配系統(tǒng)把這些軟件和硬件有機地結(jié)合到一起。現(xiàn)在的電子電氣架構(gòu)不僅要滿足車輛本身的功能和車輛本身的服務(wù),還要延伸到云端,實現(xiàn)車跟車之間的互聯(lián)、車跟交通設(shè)施之間的互聯(lián)、車跟人之間的互聯(lián),這些都將通過電子電氣架構(gòu)來實現(xiàn),所以將來的電子電氣架構(gòu)是互聯(lián)的電子電氣架構(gòu)。

隨著智能化汽車的發(fā)展和新能源汽車的發(fā)展對電子電氣架構(gòu)的要求會越來越高,隨著用戶體驗系統(tǒng)、娛樂系統(tǒng)、互動系統(tǒng)和主動安全功能的不斷完善,導致目前的電子電氣架構(gòu)已經(jīng)無法滿足這些需求,現(xiàn)在的電子電氣架構(gòu)已經(jīng)沒有足夠的空間和相應(yīng)的成本增加,并且在物理安裝上也有很大的困難。如果在想繼續(xù)滿足自動駕駛和新能源汽車的相應(yīng)功能,現(xiàn)在的架構(gòu)已經(jīng)超過負載,目前的架構(gòu)需要更新。

注:以上摘錄自,安波福APTIV,亞太區(qū)產(chǎn)品工程總監(jiān),余寧,在2018年某次活動上的精彩分享。

汽車三大類別,車身、底盤和電氣。往往汽車電氣部門在公眾視野里是被忽視的一個群體。因為車身的好看不好看和底盤性能的好壞,公眾都有自己的一套評判標準。唯獨電氣性能卻不被人們所熟知。但為了實現(xiàn)汽車上的各種各樣的功能,卻離不開這一群默默無聞的電氣工程師。本文就從最看不見摸不著的電氣架構(gòu)著手來扒一扒這一幫群體的工作內(nèi)容。為有志從事這一行業(yè)的人才提供一點點的幫助。

電氣架構(gòu)的起源:

1885年一個德國的中年人卡爾·佛里特立奇·奔馳研制出了世界上第一輛馬車式三輪汽車,汽車從此誕生了。

但起初汽車只是一個純機械產(chǎn)品,所以根本不存在電氣架構(gòu)這一說法。

所以在強烈的客戶需求下,汽車大燈發(fā)明了。

發(fā)展到現(xiàn)在有部分車型已經(jīng)配備了激光大燈。

科技改變生活啊。說不定若干年后汽車實現(xiàn)了完全自動駕駛。到那時,大燈可能也就不需要了。所以很多事情起點即是終點。

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有了燈就得有電,所以有了蓄電池,有了電還得有連接回路,所以有了線束。白天不用開燈夜間需要開燈,所以有了開關(guān)控制。電池一直在耗電需要有補充,所以有了發(fā)電機。為了保證線束短路的時候不把車給燒了,所以有了保險絲。

但后來又發(fā)現(xiàn)這個開關(guān)通過大電流的時候容易有飛弧現(xiàn)象,而且開關(guān)的觸點也要做得很大以便承受大電流通過。所以有了繼電器來解決這個問題。

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出于一個簡單的客戶需求,汽車上就需要增加這么多的電器件。

隨著汽車上電器件越來越多,電器架構(gòu)也就有了最初的雛形。

?電氣架構(gòu)的系統(tǒng)分類

1920年代以來,隨著電子技術(shù)的發(fā)展。越來越多的產(chǎn)品開始和電相關(guān)。對于汽車來說也是一樣。越來越多的電子產(chǎn)品被應(yīng)用到汽車上。這就需要有一個好的電氣架構(gòu)來管理這么多的電子產(chǎn)品。

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后來越來越多的燈具被應(yīng)用到了汽車上。就有了照明系統(tǒng)。

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原先剎車時不可避免車輪會被抱死,汽車就失去了轉(zhuǎn)向能力,增加了車禍發(fā)生的可能性。但隨著電子技術(shù)的發(fā)展,通過傳感器控制器和執(zhí)行器相互配合工作就能達到防止剎車時車輪抱死的情況發(fā)生這就有了ABS系統(tǒng)。

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隨著人們對生活品質(zhì)要求的提高人們對車內(nèi)娛樂的要求也越來越高。也就形成了一套車載的娛樂系統(tǒng)。

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?既然談到了電氣架構(gòu),首先需要了解整個電氣架構(gòu)都包含了哪些系統(tǒng)。

?我們可以大致把這些系統(tǒng)按上圖的分類來歸納,但這些分類并不是固定死的,各個汽車廠家對電氣架構(gòu)會有自己不同的分類。

?分好類別之后,就可以對每個組單獨的制定電氣原理。

?當然還會加上各個組別之間的數(shù)據(jù)交換。這樣一整套電氣架構(gòu)就組成了。

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整車上每實現(xiàn)一個功能都需要有一個基礎(chǔ)的電氣架構(gòu)來支撐。一個最基礎(chǔ)的電氣架構(gòu)應(yīng)該包括供電,控制,執(zhí)行及反饋等回路。

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整車的電氣架構(gòu)就是由幾百上千個基礎(chǔ)架構(gòu)所組合而成。這樣聽起來好像和拼圖一樣嘛,太簡單了。果真如此嗎?那么接下來我們就來講講怎么來創(chuàng)建這個架構(gòu)的。

?電氣架構(gòu)的創(chuàng)建方法

當一個汽車廠需要開發(fā)一款新車型的時候需要做大量的市場調(diào)研,和競品調(diào)研。這樣才能明確這個新車的市場定位。當然有的車企完全不用做這些,領(lǐng)導拍腦袋就行。

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往往一個新車型開發(fā)需要3~5年左右時間,在明確市場定位和競品定位之后還得有一定的前瞻性,這樣才能確保定義的新車需要搭載的功能不至于落后其他車企。當然定義完功能表之后,隨著項目的推進,這些功能表也是會有一定的調(diào)整。在電氣架構(gòu)的創(chuàng)建前期,首先必須要知道的是整車的配置清單。之后再根據(jù)配置清單來定義整車需要配備的電器件及控制單元。

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隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,原先一個信號必須有一個回路控制的情況徹底改變了。幾個回路就能傳輸幾百M甚至幾個G的數(shù)據(jù)。這樣也就大大減少了原先整車架構(gòu)的回路數(shù),線束的成本和重量得到了非常大的優(yōu)化。

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當網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到汽車上之后,電氣架構(gòu)發(fā)生了翻天覆地的變化,早期的原理圖里能很清楚的讀出每條回路的控制邏輯和作用,現(xiàn)在就算有了原理圖,有些控制邏輯由于是由控制器之間互相通訊來實現(xiàn),所以如果沒有控制器之間的通訊協(xié)議就不能很清楚的知道各個功能之間的控制邏輯。

為了有一個清晰的網(wǎng)絡(luò)框架,在搭建架構(gòu)的時候就需要根據(jù)控制單元類型,定義好各控制器之間的網(wǎng)絡(luò)傳輸種類。目前最常用的還是CAN通訊。

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電氣架構(gòu)雖然看上去只是一些電氣連接邏輯。但最終它是以物理表現(xiàn)所呈現(xiàn)出來的。如控制器的布置和線束的布置。

所以所有的這些物理布置都會影響到整個電氣架構(gòu)。這就需要上面這種拓撲圖來做依據(jù)。根據(jù)拓撲圖來清楚的知道用電設(shè)備在整車上的布置以及用來劃分連接整車電器的線束。當然整車線束的劃分和主機廠安裝策略和整車的線束物理布置都有關(guān)系。這些物理表現(xiàn)也是最直觀的呈現(xiàn)在我們面前的。套用經(jīng)濟學上的說法就是“看得見的手”而電氣架構(gòu)就是“看不見的手”。整車電氣功能就是由這看的見得手和看不見的手共同作用而形成的。

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以上所有內(nèi)容定義清楚之后,就可以開始繪制電氣架構(gòu)了。

總結(jié)下就是分模塊分功能一塊一塊的搭載到整個架構(gòu)上。但每一塊的內(nèi)容離不開三種類型的信號:電源分配,信號分配,接地分配。

到這兒,大家應(yīng)該都能基本掌握了初始電氣架構(gòu)的創(chuàng)建方法。下面再給大家談?wù)勅绾翁嵘齽?chuàng)建架構(gòu)能力,怎樣來評價一個架構(gòu)的好壞。這就涉及到了架構(gòu)的平衡優(yōu)化。

?電氣架構(gòu)的平衡優(yōu)化

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要知道如何進行架構(gòu)的平衡優(yōu)化首先需要知道整個架構(gòu)原理包含了哪些信息在里面。

插件信息一般都是由定義的用電設(shè)備來決定。但也有一些特殊情況比如使用空間受限,需要重新對用電設(shè)備做空間優(yōu)化設(shè)計,最常見的就是直頭插件換成彎頭插件。

回路連接信息也是最基本的信息,根據(jù)所應(yīng)用的通訊網(wǎng)絡(luò)不同而有所不同。主要表示的是各用電設(shè)備之間的用電和信號傳輸邏輯。

根據(jù)車型配置的不同,有選配的也有標配的功能,對應(yīng)的回路也就有選配和標配之分。所以回路選項信息主要作用就是顯示具體的功能所對應(yīng)的回路。

保險絲的作用主要是在短路或有電流沖擊的情況下保護回路,防止導線溫度過高而起火。原則是每條用電回路都需要有保險絲控制。需要注意的是保險絲只能保護他下游的回路。所以現(xiàn)在越來越多的車型會在電池正極柱上就設(shè)計保險絲,從而實現(xiàn)源頭保護。

線束分類信息主要根據(jù)整車廠安裝策略和線束3D布置有關(guān)。需要注意的是線束分類的越多,物料成本也就越高。

導線信息包含了導線的線型,線徑和顏色信息。導線信息可以說是一個電氣架構(gòu)的基礎(chǔ)。也很大程度的影響到整車線束的成本和重量。

前面講到做架構(gòu)就像搭積木一樣把各個功能都往上堆,但是在整合的過程中卻需要注意到整個架構(gòu)的平衡及優(yōu)化。我們也知道了整個架構(gòu)包含的信息有哪些了,那么我們就可以從每個信息著手來分析和優(yōu)化整個電氣架構(gòu)。主要考慮的如下幾點:

1.整車的電源及供電系統(tǒng)是否匹配

2.導線的選擇是否合適

3.回路是否最短路徑

4.保險絲和繼電器是否選擇合理

5. 插件是否合理,使用數(shù)量是否降到最低

6.回路數(shù)通過架構(gòu)優(yōu)化是否可以合并

7.其他

整車的電源及供電系統(tǒng)匹配需要考慮整車電瓶及發(fā)電機產(chǎn)生的電量是否能滿足整車用電高峰的需求。一般我們選取夏季雨夜為范本。這時大功率的用電設(shè)備如空調(diào)、雨刮器和大燈都是在工作的。發(fā)電機和蓄電池的電量應(yīng)該大于此時的極限電量。

一般情況下蓄電池的電量只是用來給啟動機供電。正常情況下整車的用電由發(fā)電機提供。但當極限條件下蓄電池可以參與供電。所以蓄電池電池容量的選擇決定了汽車在極限工況下用電的持續(xù)時間。

在選取電池和發(fā)電機容量的時候就需要考慮到一個經(jīng)濟平衡性。值得一提的是現(xiàn)在很多車都會有電瓶電壓監(jiān)控,主要是防止在發(fā)動機沒有啟動的情況下(發(fā)電機不工作),用電設(shè)備卻還在工作,這時就需要保證電瓶的剩余電量能滿足啟動機的要求。

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另外一個比較重要的課題是導線截面的選擇。學過物理大家都知道導體在傳輸電流的過程中會發(fā)熱,電流越大發(fā)熱量就越高。所以導線截面的選擇主要看導線能否承受所通過電流的發(fā)熱量。

但是在整車上,往往一個線束分支只包含一根導線的情況少之又少。導線經(jīng)常是以成捆的方式出現(xiàn)布置在整車上。一捆線束的發(fā)熱量,中間導線的散熱環(huán)境是最差的。所以對整個線束的耐電流分析需要考慮的因素非常的多。目前也存在一些軟件來模擬分析。但最終還是需要通過整車電流溫升測試來判斷和優(yōu)化設(shè)計。

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導線的選擇除了截面還有類型。不同類型導線的絕緣層材料決定了導線的耐溫耐磨等性能。不同的絕緣曾對導線的柔軟度及最小彎曲半徑都是不同的。所以從這一點來說導線的絕緣層材料對線束的布置也會有影響。除了絕緣層的不同,整車上還會有一些特殊類型導線的應(yīng)用,如雙絞線和屏蔽線。

學過物理的應(yīng)該清楚,電流流過導體會產(chǎn)生磁場。當電流大小和方向一直變化的時候,所產(chǎn)生的磁場也會相應(yīng)的變化,這個變化的磁場會影響到信號的傳播,這就產(chǎn)生了電磁干擾問題。所以汽車上通過使用雙絞線和屏蔽線的方式來解決電磁干擾問題。當然極端情況下還可以用在線束上加磁環(huán)濾波的方式。

雙絞線是通過磁場相互抵消的原理來實現(xiàn)抗干擾。理論上絞距越小,抗干擾能力也就越強。

屏蔽線是通過電磁籠罩原理,通過金屬屏蔽層接地來實現(xiàn)。但金屬屏蔽層是由銅絲編織而成,不可避免會有空洞產(chǎn)生,所以可以通過屏蔽網(wǎng)外面再覆蓋一層鋁箔的方式來加強屏蔽效果。

?新能源電氣架構(gòu)的發(fā)展

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全球每年從地下開采的石油超40億噸,約65%被汽車所消耗,全球石油的儲量是有限的,全球汽車保有量也在與日俱增,所以這種依靠石油的能源結(jié)構(gòu)是不可持續(xù)的。

各國政府也意識到了這一點,紛紛出臺了各種嚴苛的油耗法規(guī)。比較著名的就是“咖啡法案”。

為了達到油耗和排放法規(guī),各大車企也對應(yīng)的研發(fā)了一些新能源車型。目前比較普遍的有BEV,PHEV,HEV和48V系統(tǒng)。雖然新能源車型種類很多,但對于電氣架構(gòu)的影響可以分為兩大類:高壓和低壓。我們把60V以下的電壓稱之為安全電壓,也就是我們經(jīng)常所說的低壓系統(tǒng)。相對應(yīng)的60V以上的就是高壓系統(tǒng)。

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說到48V,最核心的技術(shù)是通過ISG來驅(qū)動怠速或滑行時候的發(fā)動機曲輪,取代傳統(tǒng)通過燒油來推動凸輪軸運動從而帶動曲輪的方式。從而達到節(jié)省燃油的目的。當然除此之外還可以通過把傳統(tǒng)發(fā)動機上的高負載附件電動化,比如渦輪增壓器,空調(diào)壓縮機、冷卻水泵、真空泵等,降低發(fā)動機的負載來進一步達到節(jié)油目的。

48V主要改變的是電源分配系統(tǒng)的架構(gòu)。

48V系統(tǒng)帶來的另一個好處是原先一些大電流的用電設(shè)備,如鼓風機、雨刮電機等等,通過重新設(shè)計升級成48V之后,所選用的導線截面也可以縮小。這樣能減小線束重量從而減輕整車重量來達到節(jié)油的目的。

48V相對于12V來說更容易會有電弧產(chǎn)生。比如當保險絲熔斷時,當開關(guān)開閉時,當導線皮有破損的時候,當接地片有松動的時候等等。所以這就需要為48V重新設(shè)計新的一些電氣件。當然這也就影響到了整個電氣架構(gòu)。

1.48V保險絲,它要求當產(chǎn)生電弧時,不至于把保險絲的外殼燒毀,避免引起燒車事故。

2.對于繼電器開關(guān)所引起的電弧,可以通過使用電子式半導體開關(guān)來替代傳統(tǒng)的繼電器。

3.對于絕緣破損,接地不良等引起的電弧可以通過在回路中加監(jiān)控電路,當檢測到有電弧現(xiàn)象時可以切斷48V輸出以避免引起更大的事故

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我們把電壓等級高于60V系統(tǒng)稱之為高壓系統(tǒng)。BEV,PHEV,HEV等都會涉及到在架構(gòu)中增加高壓系統(tǒng)。所以這些車型的整車電氣架構(gòu)是由高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)并存。電動車型的基本概念就是通過電機驅(qū)動汽車從而取代發(fā)動機驅(qū)動以達到節(jié)約燃油的目的。目前最大的瓶頸還是在電池,電池性能決定了續(xù)航里程和充電時間的多少。根據(jù)容量不同,現(xiàn)有車型配備的鋰電池包普遍需要5個小時以上的AC充電才能充滿。既是用DC充電,也需要1小時以上。這點也是電動汽車推廣比較困難的一個原因。

但是現(xiàn)在有些公司已經(jīng)宣稱研發(fā)出固態(tài)電池和石墨烯電池等等。1分多鐘就能把電池充滿。如果屬實的話,那么我認為電動車時代會很快到來。唯一需要解決的就是如何把這些電池盡快投入到批量化和產(chǎn)業(yè)化的道路上來。

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高壓系統(tǒng)我們也可以分為驅(qū)動部分和附件部分組成。

驅(qū)動部分主要由電機,控制器,分電盒還有電池包組成。一般情況只需配備1個電機,但有些車型會配備前后電機,更有配備4輪輪轂電機的車型。所以這個架構(gòu)也是根據(jù)電機配備情況而有所不同。

高壓附件部分主要還是有加熱器,高壓空調(diào),分電盒,電池包,充電機等組成。

由于電動或混動車型,發(fā)動機不是一直處于工作狀態(tài),所以主要靠發(fā)動機來帶動的壓縮機這時就需要改成電氣化。冬天暖風也是同樣的道理,需要依靠電加熱來實現(xiàn)暖風功能。同樣的還有DC-DC是取代傳統(tǒng)的發(fā)電機來給低壓系統(tǒng)供電。

高壓系統(tǒng)未來的一個趨勢是集成化。

比如把高壓盒集成到充電機上,或者把控制器和電機集成,還有把高壓盒,電機和控制器一起集成的。目前,有些車企已經(jīng)在應(yīng)用這些新的方案。

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這些新的方案也直接影響到了高壓架構(gòu)。我們預(yù)測以后電動汽車上不會有單獨的高壓盒出現(xiàn)。而且從成本考慮,會像低壓一樣出現(xiàn)高壓splice。如上圖,就是增加了高壓splice的架構(gòu)。這樣既能節(jié)省掉一對接插件,又可以節(jié)約一個高壓保險及與高壓保險配套的連接系統(tǒng)。所以成本優(yōu)化的最高境界應(yīng)該是從技術(shù)革新入手,而不只是一味的通過壓榨供應(yīng)商來達到目的。

高壓系統(tǒng)的加入必然也會影響到整車低壓電氣架構(gòu)。如高壓部件的一些信號反饋還是需要通過低壓信號的方式與整車控制器之間進行通信。但對低壓系統(tǒng)最大的影響應(yīng)該還是BMS系統(tǒng)的加入。

由于高壓具有一定的危險性,所以需要通過一些技術(shù)手段來避免汽車在使用過程中對人體產(chǎn)生傷害。BMS這時就發(fā)揮了這個作用。

1.電動汽車需要實時對絕緣進行監(jiān)控,來確保不會由于絕緣故障而引起觸電事件的發(fā)生。當發(fā)生絕緣故障的時候需要立即切斷高壓輸出。

2.考慮到安全性,任何插拔高壓插件的時候都必須切斷高壓輸出防止觸電,所以加入了interlock回路。

3.為了電池包的安全,BMS需要實時的監(jiān)控電池包的溫度,當溫度過高的時候也需要切斷電源輸出防止事故。

4.由于鋰電池的特殊性,為了電池包的經(jīng)濟性,BMS還需要監(jiān)控單體電池的電壓,防止某個電池單體出現(xiàn)過充過放現(xiàn)象,從而影響整個電池包的壽命。

?電氣架構(gòu)的未來展望

下面的內(nèi)容聽聽就行,千萬不要當真了。

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目前各大主機廠基本達成了對未來汽車發(fā)展方向的構(gòu)想,那就是電氣化、智能化和互聯(lián)化。

電氣化其實汽車從誕生之初就一直在朝這個方向發(fā)展。越來越多的原來純機械的產(chǎn)品被電氣化產(chǎn)品所取代。十年內(nèi)最大的變革應(yīng)該是動力總成的電氣化之路。

我設(shè)想的智能化最終應(yīng)該實現(xiàn)點對點之間的自動駕駛,只要輸入目的地系統(tǒng)自動選擇合理路線把乘客送到目的地不需要人類再操作汽車。所以未來的汽車可能是一個娛樂+移動終端。想象下汽車以后可能會變成一個移動影院,移動咖啡館或者移動網(wǎng)吧。

要實現(xiàn)上述構(gòu)想,必須首先實現(xiàn)互聯(lián)化。而且不光是汽車是整個社會基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)化。通過大數(shù)據(jù)處理,讓汽車清楚每條道路或者停車位的情況

談到智能化,不得不提自動駕駛。,目前市面上已經(jīng)推出了很多L2級別的自動駕駛汽車,即將推出的L3級自動駕駛汽車,如奧迪A8等,不僅僅是在一天之內(nèi)產(chǎn)生上億字節(jié)的信息處理,還需處理數(shù)百個數(shù)十億字節(jié)的信息,而一旦實現(xiàn)完全自動駕駛之后(L5級別 ),將達到兆兆字節(jié)。當所需處理的數(shù)據(jù)增長了100,000倍,那么相關(guān)的系統(tǒng)都需要進行改變。

系統(tǒng)的改變也就意味著電氣架構(gòu)的改變。這對傳輸速率和架構(gòu)的穩(wěn)定性提出了新的高要求。

比如在高速公路上的自動駕駛,以120Km/h的速度行駛的話,信號1秒鐘的延遲汽車就已經(jīng)行駛了33m。這對于高速行駛中的汽車來說是非常危險的。所以自動駕駛對信號速率和穩(wěn)定性都提出了新的要求。

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實現(xiàn)自動駕駛就得配備ADAS系統(tǒng),ADAS即先進駕駛輔助系統(tǒng)又稱主動安全系統(tǒng),主要包括車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESC、自適應(yīng)巡航系統(tǒng)ACC、車道偏移報警系統(tǒng)LDW、車道保持系統(tǒng)LKA、前向碰撞預(yù)警系統(tǒng) FCW、自動緊急剎車系統(tǒng)AEB、交通標志識別TSR、盲點探測BSD、夜視系統(tǒng)NV、自動泊車系統(tǒng)APS等。

對于架構(gòu)來說,首先改變的是需要增加的是與ADAS相關(guān)的各類傳感器和控制器之間的回路。以及ADAS系統(tǒng)與整車控制系統(tǒng)之間的通訊。

ADAS的主流趨勢是:以攝像頭和雷達系統(tǒng)為主體,結(jié)合多種傳感器的融合(夜視、激光雷達、超聲波等),再配合高精度定位與導航系統(tǒng),以及車與車、車與基礎(chǔ)設(shè)施的融合。

為了實現(xiàn)上述功能,ADAS需要實現(xiàn)云端鏈接,以支持多媒體數(shù)據(jù)流量的系統(tǒng)鏈接,安全開機、安全識別與身份驗證、加密以及解密。所以需要支持以太網(wǎng),Bluetooth Smart、Wi-Fi4G LTE等網(wǎng)絡(luò)傳輸。

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自動駕駛對于信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性也提出了新的要求。原則是不能由于某個回路的斷路或故障而影響到整個系統(tǒng)的運行。

這就對電源架構(gòu)提出了新的設(shè)計思路,上圖這種環(huán)形冗余設(shè)計架構(gòu)是一種域控制的概念。這種架構(gòu)的特點是把整車電氣架構(gòu)分割成幾個獨立控制的區(qū)域,每個區(qū)域之間通過CAN網(wǎng)絡(luò)來通訊。這種架構(gòu)的好處是,可以把某些重要的功能同時放在2個或2個以上的區(qū)域里。這樣不會由于某一個區(qū)域出現(xiàn)故障,而使這些重要的功能失效最終影響自動駕駛的安全性。

在電信行業(yè)目前移動通訊技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了4G時代,在不遠的將來5G時代也將隨之而來。5G具有以下5個特征:“無與倫比的快”、“人多也不怕”、“什么都能通信”、“最佳體驗如影隨形”、“超實時、超可靠”。

反觀汽車行業(yè),汽車內(nèi)部的信號通訊已經(jīng)遠遠落后這個時代。不管是Lin通訊還是CAN通訊都還是硬線連接技術(shù)。個人認為未來移動通訊技術(shù)會被應(yīng)用到汽車電氣架構(gòu)中來。所有的執(zhí)行機構(gòu)和控制機構(gòu)之間的信號傳輸不再是以硬線連接,取而代之的是無線互聯(lián)。唯一需要硬線連接的可能只有電源系統(tǒng)了。這種架構(gòu)的變化可能會分為兩步走,首先配備在不影響安全的功能上,等到應(yīng)用的安全性和穩(wěn)定性得到驗證之后整個電氣架構(gòu)都會被顛覆。

當然上面講的電源系統(tǒng)仍需硬線連接也不是絕對的。比如一些耗電功率較小的設(shè)備,完全可以做成有源的。而且可以確保在整個生命周期都不需要更換設(shè)備的電源??梢栽O(shè)想下把玻璃升降器開關(guān)做成有源的,開關(guān)與電機之間做成無線通訊。那么開關(guān)將會取消所有的回路,插件也會被取消。但是功率較大的用電設(shè)備還是會保留硬線電源連接。所以升降電機上只會保留電源和接地線回路。這對整個電氣架構(gòu)來說是一個顛覆式的優(yōu)化。

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可以大膽的想象,未來電氣架構(gòu)圖只能看到大電流的電源分配系統(tǒng)和接地分配,其他所有的信號通訊系統(tǒng)都會變成“看不見的手”。

審核編輯 :李倩

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原文標題:一文讀懂汽車電子電氣架構(gòu)(EEA)

文章出處:【微信號:智能汽車電子與軟件,微信公眾號:智能汽車電子與軟件】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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