解析新能源电动汽车电子电气架构设计 

解析新能源电动汽车电子电气架构设计 

赵健烨

长城汽车股份有限公司 河北 保定 071000

摘要：本文研究选择某新能源电动汽车电子电气架构设计实例作为研究对象，从需求、功能、物力、网络系统、系统等五个方面对新能源电动汽车电子电气架构设计进行分析，并详细描述了其中的核心要素和关键流程。在新能源电动汽车产品开发过程中，通过设计电气电气架构，将目标群体需求、产品需求进行需求规范和需求管理，以实现新能源电动汽车控制，满足市场对新能源电动汽车的实际需求。

关键词：新能源电动汽车；电子电气架构；设计

0引言

我国公路建设事业的迅猛发展使得人们在新能源电动汽车行业中对于电子电器架构设计的人性化、舒适化和安全性要求越来越高。新能源电动汽车的电子电气架构设计工作量非常之大，涉及软件、硬件等多方面的理论知识，其开发周期也逐渐变得更长。因此，为了适应市场需要，有必要对新能源电动汽车电子电气架构开发设计流程进行详细解析。

1电子电气架构设计流程

新能源电动车产品开发通常需要对电子电气架构设计进行可行性分析，通过市场调研的方式确定销售对象、车型、市场等有关信息，进而生成相关配置表以及电动车性能指标VTS，待产品开发申请审核通过之后，这部分调研内容就可以作为产品初始市场需求参考。研发设计部门就可以根据调研结果，对新能源汽车的电子电气架构进行设计。如图1所示，本文所设计的架构主要涉及，功能需求、逻辑功能、网络设计、原理设计以及线束设计等五个方面。

图1 新能源汽车电子电气架构模型设计流程

（1）功能需求设计。主要由3个部分组成，分别是需求、配置以及功能网络，如图2所示。需求层是对电气架构的实际需求进行描述，从而实现架构的各种功能，也是新能源汽车架构设计的初始点；配置层更多的是客户对车辆配置的关注情况，并获取新能源汽车市场的信息；功能网络层主要是对系统内部功能进行描述，这就包含了系统内部的相互关系，功能需求是对新能源汽车电子电气架构设计目标的定义。

图2 功能需求

（2）功能逻辑设计。该层主要对系统中各功能模块的关系进行描述，如框架结构和模块接口之间的关系。该层主要分为逻辑层和软件层，其中逻辑层的主要功能是建立系统框架各功能之间的逻辑关系；系统软件层的主要功能是对系统中个逻辑关系进行梳理，保证逻辑关系的准确。

（3）硬件系统设计。该层主要分为部件层、网络层以及原理层。其中部件层的主要功能是对系统内部部件的构成细节和外界参数进行描述，这其中就包含了硬件设备的接口、各模块处理单元的接口以及逻辑层的接口，这层通常被称为电气框图；网络层的主要作用是对系统中个模块之间的逻辑关系进行梳理，保证各模块之间可以实现逻辑的正确连接；原理层主要是对系统各模块的具体连接情况进行描述，从而获取到系统所需要的数据信息。

（4）线束层设计。该层主要位于原理层与逻辑层之间，根据线束设计的原理将电缆和电线的实际连接情况量化到架构当中。这就包含了线束层物理属性的单位长度以及系统拓补结构等。目前在线束层的设计中主要包含8个部分，而发动机线束和IP线束最为关键。

（5）域控制器的拓扑层设计。随着我国新能源汽车的发展，其内部的结构更为复杂，ECU的使用数量不断增加。为了满足汽车硬件和软件的接口需求，就需要对域控制器进行设计。该层目前主要分为5个部分，分别是安全域、驾驶域、总成域、电子域以及座舱域。该层的五个部分可以清晰地对电子电气架构的部署情况进行描述，同时操作人员也能对车辆的各项参数情况进行了解。图3为新能源汽车的域控制器架构，基于ECU系统为新能源汽车各项功能的实现提供支持。

图3 域控制器的架构

2电子电气架构需求规范与管理

2.1电子电气架构需求规范

电子电气架构需求规范主要是用来完整描述需要开发产品或者系统需求的，且要求描述层次分明、足够清楚、无歧义。电子电气架构具体需求规范内容描述如下：一是需求具体类型；二是需求相关文档详细内容。包括合同类（产品开发技术合同、功能性测试委托检验合同等）、技术标准类（国家统一标准、行业要求、企业规定等）、设计文件类（任务书、产品需求定义描述文件、设计图纸等）、开发流程类（产品开发过程设计方案、产品质量要求规范等）等；三是制定出符合要求的需求规范模板；四是确定评价需求规范的质量标准；五是确认专业词汇；六是对电子电气架构需求规范文件进行整理、分类和归档，并将其作为电子电气系统开发初始输入文件。

2.2电子电气架构需求管理

电子电气架构的需求管理主要有以下几点：一是电子电气架构开发过程管理，电子电气架构开发过程管理包括制定和组织开发活动各个阶段的工作计划和各阶段技术研讨及评审内容等；二是电子电气架构开发过程，对电子电气架构开发过程的各个阶段进行跟踪，并根据每个阶段开发工作内容的不同和要求不同采用不同的跟踪方法，构建相对健全的跟踪记录制度，以确保开发过程的每个阶段可追溯；三是电子电气架构设计变更管理，新能源电动汽车电子电气架构开发过程中，需要配备严格的变更控制管理机制，特别是要明确设计变更的必要性、可行性以及具体变更方案，另外还要严格审核设计变更方案，并对其做密切跟踪管理，确保设计变更方案的贯彻落实；四是电子电气架构设计文件版本管理，根据电子电气架构开发设计流程，做好开发设计每个阶段交付产品的编制、审批、确认、和整理归档工作，关注每个阶段之间的逻辑关联，并做好电子电气架构设计各个阶段的文件版本管理。

3结束语

新能源电动汽车电子电气架构设计是产品开发流程中非常关键的一个环节，新能源电动汽车产品拥有很多功能和性能，但是这些都得益于电子电气零部件的设计。电子电气架构设计过程非常复杂，且耗时较长，本文研究只是对新能源电动汽车电子电气架构设计过程做一个简要分析，并希望为今后新能源电动汽车电子电气架构开发设计提供一些参考。