电子电器架构的发展及设计开发

自1886年1月29日，卡尔.本茨的三轮汽车奔驰1号成功注册专利到现在，汽车发展已经有了百年的历史。当平顺的变速箱加调校和已经无可挑剔的电机传动出现，平顺相应和线性加速已经不值得去追求了；当更加平顺的悬架和调校技术日显成熟，底盘的高级性能已经不是独门绝技的时候。这个时候无可否认软件和电子电器成为汽车的核心，软件和电子电器正在驱动着汽车行业四大突破ACES-自动驾驶，车联网、电气化，智能出行。这些日渐成为汽车的差异因子。所以汽车行业接下来的主战场正是电子电器和软件，而这些背后的核心是基础的电子电气架构。

 

●   EEA(电子电气架构)定义

EEA(Electrical/Electronic Architecture),电子电气架构是首先由德尔福公司提出的，集合汽车的电子电气系统原理设计、中央电器盒的设计、连接器的设计、电子电气分配系统等设计为一体的整车电子电气解决方案的概念。

通过EEA的设计，可将动力总成、驱动信息、娱乐信息等车身信息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。

 

●   EEA（电子电气架构）发展

博世：未来汽车电子电气架构趋势

 

在博世的EE架构演进规划中最核心的思想就是ECU从分布到集中。如下对整个过程进行了更详细的说明。

 

01-分布式：当前的汽车电子电气架构绝大部分都是分布式

第一代分布式为每个ECU都独立控制不交互数据；

 

第二代为ECU交互通过域，基本上有车身模块、底盘模块、动力传动模块和娱乐系统模块等三个或四个独立的网，其中独立的网络及少数的数据交互通过域。

 

第三代为ECU交互数据通过网关，网关通过整合让不同网络数据能进行交互，例如CAN、LIN、MOST、FlexRay。汽车网关承担不同总线类型之间的协议转换工作，并参与各网段的网络管理，从而实现不同模块和功能之间的通讯。

 

02-域的中央式：

 

域中央式的，其实他的域中需要一个强大的中央处理器，他将其他ECU电子控制单元所有信息进行汇总同时能够再处理和运算，再发回不同的处理器进行执行。

 

03-整车中央电脑式：

 

当汽车电子电气架构发展到整车中央电脑式时候，是整个产业的完全变革，那个时候没有多个ECU电子控制单元概念，完全是电脑模式，整个汽车架构里面就是分为中央电脑、传感器、以及执行机构。通过以太主干网概念融合。

 

●   EEA的挑战

汽车内部的快速电子化让传统汽车电子架构不堪重负、对于未来汽车电子架构来说，应是做减法了，垂直融合将取代分布协同成为趋势。同时，软件定义的需求正呼之欲出，汽车亟待一个从机械化到电子化的华丽转身，这些都要求汽车电子架构做出变革。提升效率，降低复杂度（不论是硬件制造的复杂度还是软件开发的复杂度）。

以太网新型总线技术和5G无线技术的引入，已使这一融合变为部分现实。如果网络带宽足够宽，延迟足够低，这一趋势将会更加明显：算力向中央集中，向云端集中，汽车电子架构（EEA）的演进也正朝这个方向前行。

 

●特斯拉model3电子电气架构

 

如果将汽车整个电子系统视为一个主机，那么Model 3的架构与X86的电脑主板如出一辙：中央计算模块（CCM）、左车身控制模块（BCM_LH）和右车身控制模块（BCM_RH）。特斯拉似乎是有意为之，一个再清晰不过的思路展现在众人面前：域控制尽可能集中，仅留下负责外设的ECU分散布置，通过CAN或以太网总线桥接起主要域控制单元；同时在中央计算单元上选用X86架构为后续软硬件扩展打下基础。

 

连续在电子电气架构和计算架构上做出变革，对标PC的发展路线，特斯拉的野心暴露无遗：更抽象而标准的电子电气设计、更丰富而统一的软件能力。从正在发生的事实来看，这场汽车软硬件架构的变革正在朝特斯拉设定的方向演进，如果Model 3成为爆款，那么特斯拉将成为行业颠覆者。

 

●EEA开发流程

现阶段，汽车电子电气架构的设计与优化都要遵循国际通用标准，即“V”模式的开发流程。

1、  需求及目标定义阶段：

应对全新车型市场定位与客户所提出的特殊需求进行有机结合，对于不同车型数据进行比较。在分析与评估后则需要确定出全新车型的需求。在此基础上对子系统需求进行定义。同时制定验证整车需求是否被实现的测试规范与方法。

2、  系统/架构设计阶段：

应充分考虑电子电气系统的实际需求，对系统级别的电子电气架构解决方案予以合理地制定，同时对物理与逻辑架构需求进行准确的定义。同时制定验证系统/架构设计目标是否被实现的测试规范与方法。

3、  电子电器件设计阶段：

将物理与逻辑架构的实际需求作为重要基础，对电子电器件解决方案进行合理地制定，对相关硬件与软件需求予以定义。同时制定验证电子电器件设计目标是否被实现的测试规范与方法。

4、  电子电器件开发阶段：

充分考虑电子电器件的硬件与软件实际具体需求，对相关器件进行开发。另外，零部件开发商需采用自身所具备的测试规范以及方法开展验证工作。

5、  电子电器件设计验证阶段：

将测试规范和方法作为参考标准，对电子电器件设计目标的实现状况进行验证。

6、  系统/架构设计验证阶段：

将测试规范和方法作为依据，对其设计效果进行验证。

7、  整车需求目标验证阶段：

同样需要遵循相关规范和方法，对整车需求的目标实现状况进行验证。