整车电子电气架构EEA--简述

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整车电子电气构架

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。

汽车电子电气架构与AUTOSAR

汽车电子电气架构与AUTOSAR

汽车电子电气架构与AUTOSAR汽车电子电气架构(Electrical and Electronic Architecture,EEA)是指汽车中的电子和电气系统的总体结构和组织方式。

它包括了所有的电气和电子设备以及它们之间的连接、通信、控制和管理方式。

EEA的设计对车辆的功能性、可靠性、安全性和可维护性有着重要的影响。

另一方面,AUTOSAR(Automotive Open System Architecture)是一种标准化的汽车软件架构,旨在提高汽车电子系统的可靠性、安全性和互操作性。

AUTOSAR的目标是实现开放、标准化和可重用的软件架构,同时降低汽车制造商的开发成本和时间。

在汽车行业,EEA和AUTOSAR都是非常重要的概念和技术。

EEA主要关注汽车中的电气和电子系统的硬件和连接方式,而AUTOSAR则关注汽车中的软件系统的架构和设计。

EEA的设计与实施考虑了汽车中的各种电子和电气设备,例如发动机控制单元、刹车控制单元、空调系统、安全气囊系统等。

它们之间的连接方式和通信协议需要进行精心的设计,以确保稳定的数据传输和可靠的系统操作。

此外,EEA还需要考虑到各种电子和电气设备的供电和电源管理,以确保整个系统的可靠性和安全性。

AUTOSAR与EEA密切相关,尤其是在汽车的软件系统设计方面。

AUTOSAR的目标是实现开放、标准化和可重用的汽车软件架构,以降低汽车制造商的开发成本和时间。

它提供了一套规范和工具,使得车辆制造商可以更容易地开发和部署汽车电子系统中的软件。

AUTOSAR的软件架构包括了许多模块和组件,它们遵循一套统一的编程接口和通信协议。

这使得不同的汽车制造商可以使用相同的软件架构,并且可以更加容易地整合第三方软件和硬件。

这种标准化的软件架构有助于提高软件的可靠性和安全性,同时也降低了软件测试和验证的工作量。

尽管EEA和AUTOSAR是两个不同的概念,但它们在汽车电子系统设计中的重要性是相辅相成的。

汽车电子电气架构(EEA)与AUTOSAR

汽车电子电气架构(EEA)与AUTOSAR

汽车电子电气架构(EEA)与AUTOSAR网络与软件部 欧阳易时© 2009-2011 Hirain Technologies目录一EEA介绍二EEA喜忧三AUTOSAR带来的转机四 这是全部?© 2009-2011 Hirain Technologies2目录一EEA介绍二EEA喜忧三AUTOSAR带来的转机四 这是全部?© 2009-2011 Hirain Technologies3EEA介绍„ 概念™ Electronic and Electrical Architecture ™ 电子电气架构© 2009-2011 Hirain Technologies4EEA介绍„ 概念外景™ EEA设计草案家用电器© 2009-2011 Hirain Technologies设计图纸线路 5EEA介绍„ 概念™ EEA设计© 2009-2011 Hirain Technologies6EEA介绍„ 概念™ EEA设计© 2009-2011 Hirain Technologies7EEA介绍„ 概念™ EEA设计需求层映 射功能层SwitchMatrix y:PM_y x:PM_xsel:PM_selectionType: SwitchMatrixPowerManagement KeyIn:KeyInType: PowerMan...© 2009-2011 Hirain TechnologiesPowerMirrorCtrly:PM_y x:PM_x sel:PM_selectionx+:pm_pass_x+ y+:pm_pass_y+y-:pm_pass_yx-:pm_pass_x-def12:KeyInx-:pm_driv_xy+:pm_driv_y+y-:pm_driv_yx+:pm_driv_x+Type: PowerMirrorCtrlMAPAssembly Net Assembly NetPowerMirrorPass x+:pm_pass_x+ y+:pm_pass_y+ y-:pm_pass_yx-:pm_pass_xType: PowerMirr...PowerMirrorDriver x-:pm_driv_xy+:pm_driv_y+ y-:pm_driv_yx+:pm_driv_x+ Type: PowerMirr...8EEA介绍„ 概念™ EEA设计功能层自 动映 路射 由SwitchMatrix y:PM_y x:PM_xsel:PM_selectionType: SwitchMatrixPowerManagement KeyIn:KeyInType: PowerMan...网络层PassengerMirror -PowerMirrorCtrly:PM_y x:PM_x sel:PM_selectionx+:pm_pass_x+ y+:pm_pass_y+y-:pm_pass_yx-:pm_pass_x-Assembly NetPowerMirrorPassx+:pm_pass_x+ y+:pm_pass_y+ y-:pm_pass_yx-:pm_pass_xType: PowerMirr...x-:pm_driv_xy+:pm_driv_y+y-:pm_driv_y-def12:KeyInx+:pm_driv_x+Type: PowerMirrorCtrlAssembly NetPowerMirrorDriverx-:pm_driv_xy+:pm_driv_y+ y-:pm_driv_yx+:pm_driv_x+ Type: PowerMirr...-Pass Door Ctrlcv2:4wKA_Pa-ss Door Ctrl _0-Driver Door Ctrl-Router SignalsMAPDriverMirror --BatMng -© 2009-2011 Hirain Technologies-CANPT:CANCGateway --Body Ctrl -DoorLIN:LINPowerSupply GroundSwtichMatrix -9EEA介绍„ 概念™ EEA设计PassengerMirror --Pass Door Ctrlcv2:4wKA_Pa-ss Door Ctrl _0-Driver Door Ctrl-DriverMirror -网络层同 步-BatMng -PassengerMirror线路原理层-CANPT:CANCGateway -pm_x+_cv2_1 pm_y+_cv2_1 pm_x-_cv2_1 pm_y-_cv2_1Pass Door Ctrl-Body Ctrl -DoorLIN:LINPowerSupply GroundSwtichMatrix -CANB_LSynthesisCANB_HDriver Door Ctrlpm_x+_cv1_1 pm_x-_cv1_1 pm_y-_cv1_1 pm_y+_cv1_1DriverMirrorKl30 - Ig... 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汽车电子电气架构开发

汽车电子电气架构开发

汽车电子电气架构开发随着汽车科技的高速发展,汽车的智能化已成为不可逆转的趋势。

而汽车电子电气架构(E/E Architecture)则是实现汽车智能化的重要基础。

本文将探讨汽车电子电气架构开发的过程、方法以及目标。

汽车电子电气架构开发的过程汽车电子电气架构开发,需要经过以下几个步骤:第一步,确定需求。

开发前需要首先确定汽车所需电气电子系统,以及这些系统各自的要求。

同时考虑到不同车型的差异、可升级性、安全性等方面。

第二步,设计系统。

在确定汽车的需求后,需要根据需求设计系统的整体框架。

该框架要包括各个功能模块、硬件连接方式、数据传输协议、接口标准等信息。

第三步,确定硬件方案。

在电子电气架构开发中,硬件信息的确定极为重要。

确定硬件信息的流程包括评估设计的可行性、性能指标、强健性、抗干扰性等。

第四步,编写软件程序。

在确定硬件方案后,需要编写相应的软件程序。

程序低级别应与硬件方案中的芯片驱动器完全兼容,高级别则要根据电气电子架构相应的嵌入式系统极具特色的设计要素进行设计。

第五步,测试和验证。

完成以上工作后,就需要进行系统的测试和验证。

测试过程中的重点是确保汽车电子电气架构的稳定性、可靠性和安全性。

测试可以在仿真环境、试验场等环境中进行。

汽车电子电气架构开发的方法汽车电子电气架构的开发方法有很多种,以下是几种较为常见的方法:首先是正向设计方法。

正向设计是指由需求出发,首先确定汽车的功能要求,然后确定哪些电气电子系统可以满足这些要求,接着设计每个系统的架构,最后进行连带和交互的设计。

第二是反向设计方法。

反向设计法是指由硬件出发,依次将硬件连通,直到最后形成了完整的电子电气架构体系。

这种方法常常用于对已有汽车进行升级和改造。

第三是模块化设计方法。

模块化设计法是指将整个电子电气系统按照模块拆分,然后独立开发不同模块,最后将模块集成在一起形成完整汽车电子电气架构。

这种方法好处在于可以更加快速,有效地进行分配和管理系统的任务。

整车电子电气构架

整车电子电气构架
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整车电子电气构架
电子电气构架EEAElectronic & Electrical Architecture
通俗定义:EEA相当于汽车电子电气系统的总布置具体 来说EEA就是在功能需求、法规和设计要求等特定约束下通过对功能、性能、成本和装配等各方面进行分析所得到的最优的电子电气系统模型 整车电子电气架构设计与优化的最终目标就是:对汽车上的电子电气元器件进行合理的排布以达到性能最优成本最低
PREE vision软件
PREE vision优点: 集成了变型管理系统同时设计多个方案以备比较和选择称为变型将整体模型分解成为多个模型部件并能为模型部件建立多个备选方案并进行重新整合这样就能有效评估各种方案的优劣并最终得到可靠的电子电气系统架构模型 系统架构工程师能够建立一系列的评价指标根据用户的需求来评估各个备选方案优劣能够有效地在多个备选方案里得到符合用户需求的最佳方案 能提供高质量的基于模型的图形文档输出可作为EEA开发工作的系统信息管理工具能够同时保证其输出模型的一致性和完整性 还为大型工程团队提供了强大的单源数据管理系统所有参与建立模型的工程师共享同一个数据库提高了协同工作效率并保证了数据一致性并且提供了可配置的权限管理系统保证团队开发的安全性
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主要措施:用户需求与配置情况的定义与优化功能与系统的定义与整合优化车载网络与控制元件的定义与优化汽车线束以及整车拓扑结构的搭配与优化
EEA设计
需求定义
功能网络
硬件构架

整车电子电气架构演进

整车电子电气架构演进

整车电子电气架构演进什么是汽车电子电气架构?电子电气架构:EEA,Electrical/Electronic Architecture根据百度百科的解释:“汽车电子电气架构是集合了汽车的电子电气系统原理设计、中央电器盒设计、连接器设计、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,由德尔福(DELPHI)首先提出。

具体就是在功能需求、法规和设计要求等特定约束下,通过对功能、性能、成本和装配等各方面进行分析,将动力总成、传动系统、信息娱乐系统等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、电源管理等电子电气解决方案(如图1所示)。

图1 整车电子电气架构与功能域EEA不仅在汽车中经常使用,也在航电系统、工业自动化以及国防系统等其他控制系统中有广泛应用。

EEA的开发包括需求定义、逻辑功能架构设计、软件/服务架构设计、硬件架构设计、线束设计等不同层面的开发活动,如图2和图3。

图2 基于PREEvision的EEA开发模式图3 基于PREEvision的EEA设计电子电气架构演进随着移动互联网在消费者生活领域的广泛渗透,人们的生活习惯和价值取向开始转移。

伴随互联网尤其是移动互联网的飞速发展,人类的生产生活重心逐步转移至虚拟的赛博空间(Cyberspace)中。

尤其是2007年苹果创造出智能手机这种便携化的智能终端后,不论是网上购物、网上娱乐、网络社交、移动支付、网络咨询,还是在线政务、线上办公、在线教育等生产生活活动,都在逐步地向赛博空间转移。

未来还将有更多的老百姓被转化为网民,并更多地“生活”在赛博空间中。

人类生产生活逐步向赛博空间转移的过程中,也会对PC、平板电脑、手机或其他智能终端等消费电子产品的使用习惯和喜好向其他人类生产生活工具上转移。

一旦其他工具具备了PC、平板或手机相应特征,就会形成市场需求,因为人类又多了一种智能终端能够与赛博空间进行连接,熟悉的、便利的互联网应用又可以在新工具和设备上运行,方便了生活,提高了生产效率。

知荐一文读懂汽车电子电气架构(EEA)

知荐一文读懂汽车电子电气架构(EEA)

知荐一文读懂汽车电子电气架构(EEA)前序什么是电子电气架构?电子电气架构包含了车上所有的硬件、软件、传感器、执行机构、电子电气分配系统,电子电气架构是通过系统集成化的工具把这所有的内容整合到一起,它包含了最软件设施、硬件设施和高效的动力和信号分配系统三个基础的要素,在软件设施和硬件设施具备基础上还要一套高效的动力和信号分配系统把这些软件和硬件有机地结合到一起。

现在的电子电气架构不仅要满足车辆本身的功能和车辆本身的服务,还要延伸到云端,实现车跟车之间的互联、车跟交通设施之间的互联、车跟人之间的互联,这些都将通过电子电气架构来实现,所以将来的电子电气架构是互联的电子电气架构。

随着智能化汽车的发展和新能源汽车的发展对电子电气架构的要求会越来越高,随着用户体验系统、娱乐系统、互动系统和主动安全功能的不断完善,导致目前的电子电气架构已经无法满足这些需求,现在的电子电气架构已经没有足够的空间和相应的成本增加,并且在物理安装上也有很大的困难。

如果在想继续满足自动驾驶和新能源汽车的相应功能,现在的架构已经超过负载,目前的架构需要更新。

注:以上摘录自,安波福APTIV,亚太区产品工程总监,余宁,在2018年某次活动上的精彩分享。

汽车三大类别,车身、底盘和电气。

往往汽车电气部门在公众视野里是被忽视的一个群体。

因为车身的好看不好看和底盘性能的好坏,公众都有自己的一套评判标准。

唯独电气性能却不被人们所熟知。

但为了实现汽车上的各种各样的功能,却离不开这一群默默无闻的电气工程师。

本文就从最看不见摸不着的电气架构着手来扒一扒这一帮群体的工作内容。

为有志从事这一行业的人才提供一点点的帮助。

电气架构的起源:1885年一个德国的中年人卡尔·佛里特立奇·奔驰研制出了世界上第一辆马车式三轮汽车,汽车从此诞生了。

但起初汽车只是一个纯机械产品,所以根本不存在电气架构这一说法。

所以在强烈的客户需求下,汽车大灯发明了。

发展到现在有部分车型已经配备了激光大灯。

整车电子电气构架pptx

整车电子电气构架pptx

02
电子电气构架类型与设计原 则
分布式电子电气构架
总结词
分布式电子电气构架是一种传统的汽车电子电气构架,它以车辆各功能单元为对 象,将各个功能单元的控制器、传感器、执行器等部件分布到车辆各个部位。
详细描述
分布式电子电气构架采用一对一的通信方式,每个部件都需要与其他部件进行通 信,因此需要大量的线束和接插件。同时,由于各部件之间的相互独立,导致整 个车辆的电子电气系统缺乏整体协调性,不利于后续的升级和维护。
高度集成化与模块化
总结词
随着汽车技术的不断发展,整车电子电气构架正朝着高度集成化和模块化的方向 前进。
详细描述
通过将各个电子控制系统集成到少数几个模块中,汽车制造商可以降低成本、提 高生产效率,同时便于维修和升级。
软件定义汽车
总结词
软件定义汽车已成为未来汽车发展的一个重要趋势,它意味 着汽车的功能和性能可以通过软件进行升级和优化。
需要防止黑客攻击
随着汽车智能化的发展,电子电气系统越来越容易受到黑客 攻击,因此需要采取措施来确保车辆的安全性。
成本挑战
高昂的研发成本
开发新的电子电气架构需要大量的研发成本,包括人力、硬件和软件成本。
需要降低生产成本
汽车制造商需要降低生产成本以保持竞争力,同时满足客户对高质量产品的 需求。
05
整车电子电气构架的发展趋 势与未来展望
质量与可靠性挑战
电子电气故障可能导致安 全问题
由于电子电气系统的高度复杂性,任何故障 都可能对车辆的安全性能产生影响。
需要满足严格的质量和可 靠性标准
汽车制造商需要确保其电子电气架构满足严 格的质量和可靠性标准,以确保车辆的安全
性和性能。
安全性挑战

电子电器架构设计和开发流程

电子电器架构设计和开发流程

电子电器架构设计与开发流程随着汽车配置复杂度的增加,电子电器系统越来越复杂。

同时,电子电器的成本压力也越来越大,对电器系统优化的要求也日益增加。

鉴于以上原因,电子电器架构EEA (Electronic & Electrical Architecture,以下简称EEA)的概念就应运而生。

一、EEA的定义EEA 相当于汽车电子电器系统的总布置。

具体来说,EEA就是在功能需求、法规和设计要求等特定约束下,通过对功能、性能、成本和装配等各方面进行分析,所得到的最优的电子电器系统模型。

二、EEA开发的必要性汽车发展至今,已不仅仅是代步工具,更是具备安全、舒适、娱乐等性能的集合体。

而实现这些配置的正是不同的电子器件;电子电器对整车空间、功能、性能、成本、装配、开发周期等各方面都有更高更复杂的要求,传统的原理及线束设计已经远远不能满足。

而且随着汽车行业平台化和模块化的发展,整车电子电器的开发也必须遵循一定的次序和规则,顺应汽车行业和企业自身发展方向。

因此,在平台规划和项目规划前期,就要开始EEA 的规划,从而对电子电器系统开发进行有效管理和控制。

电子电器平台及开发如下图所示。

三、EEA开发流程针对汽车电子电器架构的设计与优化,遵循目前国际上通用的标准的V模式开发流程。

1、需求及目标定义结合新车型的市场定位、对比车型的各种数据以及客户的特殊需求,经过分析与评估,制定新车型的整车需求,定义各个子系统的需求(包含电子电器系统),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/架构设计根据电子电器系统的需求,制定系统级电子电器架构的解决方案,定义电子电器架构中物理架构和逻辑架构的需求,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。

电子电器架构图3、电子电器件设计根据物理架构和逻辑架构的需求,制定各个电子电器件的解决方案,定义电子电器件硬件、软件、机械的需求,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。

汽车电子电气架构技术分析报告

汽车电子电气架构技术分析报告

汽车电子电气架构技术分析报告2020年7月1. 汽车电子电气架构:汽车的中枢神经1.1. 汽车电子电气架构EEA:电子电气设计的整体解决方案汽车电子电气架构 E/E 架构(EEA, Electrical/Electronic Architecture)由德尔福公司提出。

汽车电子电气架构将传感器、ECU、线束、电子电气分配系统整合,实现了汽车整体的配置和功能的实现。

E/E 架构通过物理层面的布置,对车身信息进行转化和处理,为汽车电子电气设计提供了整体的解决方案。

车上每一个功能都有一个最基础的电气架构作为支撑,包括供电、控制、执行、反馈等回路,而整车的电子电气架构就是这些基础电气架构的有机组合。

表1:E/E架构为汽车电子电气设计提供了整体的解决方案物理层面车身信息涉及部件电源分配、信号网络、数据网络、诊断、容错、能量管理动力总成、驱动信息、娱乐信息等等软件层、控制单元层、传感器、电力电子等数据来源:市场研究部电子电气架构市场规模较大,ECU/DCU 占比最高。

电子电气架构设计组件包括软件、ECU/DCU、集成验证、动力系统、传感器以及其他包括线束在内的电气器件。

2020 年软件与电子电气架构市场规模 2380 亿美元,ECU/DCU 市场规模 920 亿美元,占比 38.7%。

表2:ECU/DCU 在各组件中市场规模占比最高(单位:亿美元)组件软件2020年组件市场规模200920130200630300ECU/DCU集成、验证动力系统其它电子器件传感器数据来源:麦肯锡《汽车软件与电子 2030》,市场研究部1.2. 大部分车企仍处于分布式架构阶段目前大部分车企仍处于分布式架构阶段,小部分车企出现分域的概念。

目前整车的控制体系以电控单元ECU 为核心,每个功能对应一个或多个 ECU,比如加热装置 ECU、多媒体系统 ECU 等等。

电子控制单元ECU( Electronic Control Unit)是汽车专用微机控制器。

浅谈汽车电子电气架构开发工具

浅谈汽车电子电气架构开发工具

车辆工程技术89车辆技术0 引言 汽车电子电气架构(Electric and Electronic Architecture,以下简称EEA) 相当于汽车电子电器系统的总布置。

具体来说,EEA就是在功能需求、法规和设计要求等特定约束下,通过对功能、性能、成本和装配等各方面进行分析,所得到的最优的电子电器系统模型。

1 EEA开发工具资源介绍 EEA的开发覆盖整个汽车产品开发的“V”流程,从最左侧的需求定义到最右侧的验收测试,各个环节都有软件工具进行开发辅助。

目前这些工具主要来自欧美的软件公司,如Vector、IBM、ETAS等。

国内接触较多的是Vector的RREEVision。

但实际上国外的EEA开发工具其实还是很多选择性,本文将对一些主流工具进行介绍。

(1)Vector·德—PREEvision、Network Designer和CANx系列产品。

PREEvision为EEA开发提供了比较全面的功能。

包括需求开发、逻辑功能设计、网络和部件架构、拓扑结构设计以及电气系统和线束设计等;Network Designer主要用于构建总线架构和通信矩阵,还能提供总线的一致性检查并可视化网关关系。

CANx系列产品包括CANoe, CANape, CANalyzer等工具,主要用于汽车ECU和总线的测量、标定和诊断。

(2)IBM·美—Rhapsody Designer和Doors。

Rhapsody Designer 的功能包括基于统一建模语言(UML)的模型设计、需求开发、仿真框架开发等。

此外,它还具有可追溯性和代码生成机制。

Doors是需求管理工具,可用于捕获、跟踪、分析和管理用户需求,从而优化整个EEA开发过程中的需求沟通、协作和确认[1]。

(3)Mentor·美—Capital Systems。

Mentor为西门子旗下公司。

其工具软件Capital Systems可以支持从需求到系统建模,再到多领域物理系统仿真互联,以及网络拓扑设计及线束设计的EEA开发全过程。

谈谈EEA——电子电气架构

谈谈EEA——电子电气架构

现在满大街的人都在谈电气架构,搞汽车电子的人如果不偶尔提一下架构,好像就落伍了。

究竟什么是架构?却好像没有几个人能够说清楚。

今天就来聊聊电子电器架构这个词。

架构这个词比较复杂,不同的人有不同的解释,一千个人眼中有一千个哈姆雷特。

想了解一个事物,先要了解与之相关的概念,明白了概念,就知道了这个事物的内涵和外延。

1.首先看看架构这个词对应的英文原词:Architecture的含义。

Architecture是由词根architect 建筑师 + ure 与行为有关之物组成的,原意指建筑学、建筑。

英文解释为:A.the discipline dealing with the principles of designand construction and ornamentation of fine buildings,优良建筑的设计、施工和装饰原则B.the profession of designing buildings and environmentswith consideration for their esthetic effect,建筑与环境设计职业及其审美效果再来看看IEEE(电气与电子工程师协会)的定义:Architecture is the fundamental organization ofa system embodied inits components,their relationships to each other, andtothe environment, and the principles guiding its design and evolution.[IEEE 1471]用中文来讲:架构是一个系统在其组件层面的基本组织结构表现,包括系统内部组件之间的关系、组件与外部的关系以及决定其设计和演进的原则。

有一本关于架构的圣经《系统架构-复杂系统的产品设计与开发》对架构进行了定义,这个相对来说可能更加准确一些。

汽车EE架构分析报告

汽车EE架构分析报告

汽车EE架构分析报告2020年6月内容目录1. 汽车E/E 架构是软件定义汽车的关键 (4)1.1. 硬件架构升级:分布式向域控制/中央集中式发展 (4)1.1.1. 硬件架构如何升级? (4)1.1.2. 硬件架构升级有何好处? (6)1.2. 软件架构升级:软硬件由高度耦合向分层解耦发展 (7)1.2.1. 软件架构如何升级? (7)1.2.2. 软件架构升级有何好处? (9)1.3. 通信架构升级:LIN/CAN 向以太网发展 (9)1.3.1. 通信架构如何升级? (9)1.3.2. 通信架构升级有何好处? (11)2. 谁是E/E 架构升级中的优等生? (12)2.1. 特斯拉 E/E 架构升级情况如何? (12)2.2. 其他玩家 E/E 架构升级如何? (14)3. 谁能在此次变革中把握先机? (16)3.1. 德赛西威 (16)3.2. 中科创达 (17)3.3. 四维图新 (17)3.4. 伯特利 (18)3.5. 星宇股份 (18)3.6. 科博达 (19)3.7. 均胜电子 (19)3.8. 中国汽研 (19)4. 分析提示 (20)图表目录图 1:由控制指令运算为主的分布式 ECU 向 AI 运算的中央计算平台发展 (4)图 2:博世 E/E 架构升级进程 (5)图 3:同等功能应用条件下域控制算力设计需求更少 (6)图 4:AutoSAR 核心合作伙伴 (8)图 5:Classic AutoSAR 体系架构 (8)图 6:Classic AutoSAR 架构框图 (8)图 7:Adaptive AutoSAR 较 Classic AutoSAR 优势明显 (9)图 8:各域之间通过网关完成数据交换 (10)图 9:未来车载以太网应用渗透率持续增加 (11)图 10:车载以太网的发展过程 (11)图 11:Model 3 网络拓扑图(2020 年 2 月) (12)图 12:Model 3 控制器主要负责单元 (13)图 13:特斯拉 E/E 架构技术领先 (14)图 14:宝马下一代 E/E 架构 (15)图 15:丰田采用 Central & Zone 的 E/E 架构 (15)图 16:安波福 SVA 架构 (15)图 17:华为基于计算和通信的 CC 架构 (15)表 1:传统汽车总线 (10)表 2:主要企业 E/E 架构方案对比 (15)1. 汽车E/E 架构是软件定义汽车的关键汽车电子电气架构(又称 E/E 架构)是指整车电子电气系统的总布置方案,即将汽车里的各类传感器、处理器、线束连接、电子电气分配系统和软硬件整合在一起,以实现整车的功能、运算、动力及能量的分配。

汽车电子电气架构技术分析报告

汽车电子电气架构技术分析报告

汽车电子电气架构技术分析报告2020年7月1. 汽车电子电气架构:汽车的中枢神经1.1. 汽车电子电气架构EEA:电子电气设计的整体解决方案汽车电子电气架构 E/E 架构(EEA, Electrical/Electronic Architecture)由德尔福公司提出。

汽车电子电气架构将传感器、ECU、线束、电子电气分配系统整合,实现了汽车整体的配置和功能的实现。

E/E 架构通过物理层面的布置,对车身信息进行转化和处理,为汽车电子电气设计提供了整体的解决方案。

车上每一个功能都有一个最基础的电气架构作为支撑,包括供电、控制、执行、反馈等回路,而整车的电子电气架构就是这些基础电气架构的有机组合。

表1:E/E架构为汽车电子电气设计提供了整体的解决方案物理层面车身信息涉及部件电源分配、信号网络、数据网络、诊断、容错、能量管理动力总成、驱动信息、娱乐信息等等软件层、控制单元层、传感器、电力电子等数据来源:市场研究部电子电气架构市场规模较大,ECU/DCU 占比最高。

电子电气架构设计组件包括软件、ECU/DCU、集成验证、动力系统、传感器以及其他包括线束在内的电气器件。

2020 年软件与电子电气架构市场规模 2380 亿美元,ECU/DCU 市场规模 920 亿美元,占比 38.7%。

表2:ECU/DCU 在各组件中市场规模占比最高(单位:亿美元)组件软件2020年组件市场规模200920130200630300ECU/DCU集成、验证动力系统其它电子器件传感器数据来源:麦肯锡《汽车软件与电子 2030》,市场研究部1.2. 大部分车企仍处于分布式架构阶段目前大部分车企仍处于分布式架构阶段,小部分车企出现分域的概念。

目前整车的控制体系以电控单元ECU 为核心,每个功能对应一个或多个 ECU,比如加热装置 ECU、多媒体系统 ECU 等等。

电子控制单元ECU( Electronic Control Unit)是汽车专用微机控制器。

到底什么才是先进的EEA?

到底什么才是先进的EEA?

到底什么才是先进的EEA?在讨论汽车电⼦电⽓架构的时候,到底什么才是先进?这个还真的没有标准,只能说是仁者见仁,智者见智。

我们先谈⼀下先进性。

如果说到先进,那么⼀定是要代表当前最新的技术、代表未来的发展⽅向。

关于EEA的发展⽅向,⾏业内似乎早有定论,那就是逐渐⾛向集中化、区域化控制。

这个应该没有什么争论了,毕竟⽬前的各种技术基础已经可以逐渐⽀撑这种发展⽅向了。

下⾯这张著名的图基本上已经把EEA的趋势总结的很到位了,也就没有必要多说了。

今天,想探讨的是对于⼤多数OEM来说先进性真的那么重要吗?在具体讨论前,我们先看看软件定义汽车的始作俑者:特斯拉。

看看特斯拉的EEA是不是真的是最先进的。

特斯拉的崛起是有⽬共睹的,变成股市价值世界第⼀的车企也是不争的事实,它⼀直被很多⼈奉为神明,是众多车企对标的榜样,可是这就代表它的⼀切都是最先进的吗?显然这在逻辑上就⽆法成⽴。

其实对于某些⼈认为的特斯拉的架构就是最先进的这种看法,很多业内⼈⼠都⽆法苟同。

说特斯拉的架构⾮常先进的⼈,通常都会说下⾯的⼀些理由。

我们就来⼀⼀的分析⼀下。

1. 特斯拉的Model 3集成度⾼,控制器数量少有的说只有⼗⼏个,有的说⼆⼗⼏个。

仅看控制器的数量来判断架构是否先进显然有些武断了。

a) 抬个杠,三⼗年前的车控制器数量都是个位数的,是不是就⽐特斯拉先进了?显然不是,先不先进是⽐较出来的,⽽且必须要在同⼀个时间维度下⽐较。

三⼗年前,只有个位数控制器的车在当时绝对已经很先进了。

b) 通过控制器的数量来判断先进性还有⼀个基准:功能的数量。

如果功能数量少,控制器的数量必然也少。

特斯拉除了智能驾驶的功能和娱乐类的功能多之外,其他的功能都是能省就省,基本就只能和很多豪华车的乞丐版来⽐拼了。

要知道,天窗、遮阳帘、后排的空调控制等基本都是需要独⽴控制器的,⽽这些配置在Model3上都是没有的。

2. Model3已经实现了区域控制这被很多⼈拿来证明特斯拉的先进。

新一代中央EEA架构

新一代中央EEA架构

新⼀代中央EEA架构纵观汽车电⼦电⽓架构(EEA),总体呈现分布式ECU架构→域控制器EE架构→中央集中式EE架构演变趋势1)分布式阶段:特定的功能由特定的ECU控制,这种结构⽆法承受汽车功能⽇益丰富的趋势,过多的ECU导致EE架构极其繁杂;2)域控制器阶段:引⼊以太⽹,基于不同的域划分进⼀步优化EE架构,进⼀步地,智能座舱域与智能驾驶域融合,单颗AI芯⽚实现车内外、融合等边缘侧计算;3)中央集中式阶段:车载中央计算机形成,覆盖车⾝域、动⼒域、底盘域、安全域,计算芯⽚出现整合态势。

按照麦肯锡的分类,汽车EE架构基本可以分为5个阶段:①独⽴的ECU,功能实现也是独⽴的,特定功能由特定ECU实现;②域的概念开始显现,出现多个ECU整合到特定域的现象,包括动⼒、底盘等;③融合进⼀步加剧,出现跨功能的连接,能够实施⾃适应巡航等复杂功能;④中央域控制器出现,能够实施更多复杂功能,融合进⼀步集中;⑤虚拟域出现,专属硬件开始减少,汽车类似于⾼性能计算机;⽬前主流车企正处在由分布式EE迈向集中式EE阶段。

传统汽车EE架构下,ECU难以统⼀,⽆法进⾏OTA,⽆法实施软件定义新功能1)传统EE架构中,当增加⼀个新功能,只是简单地添加⼀个ECU,增加电线和线束布线,加⼤系统复杂性,OEM集成验证更困难。

如果需要实现较为复杂的功能,需要许多个控制器同时开发完成才能进⾏验证,如果其中任意⼀个控制器出现问题,可能导致整个功能全部失效。

2)在传统分布式EE架构之下,ECU 由不同的供应商开发,框架⽆法复⽤,⽆法统⼀,同时OTA外部开发者⽆法对 ECU 进⾏编程,⽆法由软件定义新的功能,⽆法进⾏硬件升级;3)基于传统分布式架构,主机⼚只是架构的定义者,核⼼功能是由各个 ECU 完成,其软件开发⼯作主要是由 Tier1完成,主机⼚只做集成的⼯作,这也是为什么⼤部分主机⼚基本没有软件开发能⼒的原因,就靠 DRE搞定供应商就能集成⼀辆车,为什么还要花成本养⼀个软件团队。

【EEA】汽车电子电气架构设计到底在做什么?

【EEA】汽车电子电气架构设计到底在做什么?

【EEA】汽车电子电气架构设计到底在做什么?(Source:Bing)文/侯哥架构设计到底在做什么?这个好像不应该成为问题,因为每个人都会回答:架构设计就是设计架构呗。

然而,设计架构又是设计什么东西呢?让我们先回顾一下以前聊过的一个话题:什么是电子电气架构。

在以前的一篇文章《谈谈EEA——电子电气架构》中,我们讨论过架构的概念:架构是基于复杂系统的一个概念,体现的是系统之内的元素的基本结构和关系,是一种系统设计和演进的原则。

对于汽车的EEA(Electronic Electrical Architecture)来说,定义的就是汽车上电子部件之间的相互关系,及所有的电子部件(包含硬件实体及其中的软件)所共同承载的逻辑功能之间的关系,以及为了设计和维护这些电子部件所规定的各种原则。

从上面这个定义中可以看出,架构并不是一个具象化的实体,而是一个抽象的东西,任何一种具象化的东西都没有办法完整的表示出什么是架构。

而且,架构一定是依赖于系统而存在的。

汽车的电子电气架构EEA依赖的就是汽车上的电子电气E/E系统。

谈到EEA,一定离不开这个E/E系统。

架构是系统的架构。

网络拓扑是架构的一部分,电气拓扑也是架构的一部分,但是它们都没有办法来代表完整的架构。

它们所表示的仅仅是EEA的一部分特性或者属性。

接下来,让我们从城市的设计建造过程来理解E/E系统的开发工作以及EEA设计的工作。

虽然我以前曾经以一个大楼的设计、建造过程来解释过EEA设计的工作,可是从事EEA的工作越久,就越觉得汽车上EEA设计的复杂。

由于现代车辆本身的高度复杂性,整车电子EEA设计更像城市规划。

假如我们从零开始规划一个城市,城市规划师首先要做的工作是确认需求:这个城市将来要住多少人、这些人以什么产业做为主要的生活来源,以及城市周边有多少可用的自然资源和与其他周边地区的关系等等,并且要搞清楚最重要的一个事情:有多少预算。

这个过程就像我们的EEA架构师要首先搞清楚老板想要造一个什么样的车、要卖给谁一样。

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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。

因此汽车电子控制采用网络化设计可大大降低设计成本。

当然行人或者自行车(数据)移动的过程对路(线束)的需求不同,不同设备之间的通讯也有不同需求,有些要高可靠,有些要大容量,有些要抗干扰。

这也催生了大量的汽车网络如LIN,CAN,CAN FD,FlexRay,MOST,汽车以太网的百家齐放。

综合考虑功能和位传输速率等因素现有的汽车通信网络大致可划分为ABCDE类网络:
A类网络主要应用于低速场合,通信速率不超过10kb/s。

目前A类网络中应用最广的是LIN总线。

LIN总线标准是由LIN协会制定的专门用于低速网络的低成本网络解决方案。

B类网络主要应用于实时性要求不高的场合,通信速率一般为过10~125kb/s。

以前有低速CAN,J1850和VAN等多种,目前低速CAN 总线成为B类网络中的主流。

C类网络主要应用于实时性要求较高的场合,通信速率一般为125~1000kb/s。

目前C类网络中主要有高速CAN,FlexRay其中仍属高速CAN使用较为广泛,普遍应用于动力、底盘、发动机等领域的控制。

D类网络主要面向多媒体、导航系统等领域,网络的数据传输速率为
250kb/s~400Mb/s。

目前的D类网络总线有IDB-1394和MOST。

两者目前在量产中是并存关系。

E类网络主要面向成员的安全系统以及车辆被动安全领域。

目前主要的E类网络主流为Byteflight,其最高传输速率10Mb/s。

特点是强调高安全性。

可问题又来了,这高速公路是修了,成本也节省了,可这道路上的交规(总线协议)是几个山头(ECU供应商)定出来的,不允许你变化。

最多两年变一次(整车开发周期)。

还有一种情况是本来走自行车的现在要走卡车了,这路面又支持不了了,部分总线比如LIN,CAN并没有很高的容量扩展性。

需求变化了,基本就只能让客户爸爸等两年换一辆车了。

这个时候抱着“软件定义汽车”思维的工程师跨步走来,看着他们好像要做软件了,实际他们第一件事还是尽可能的要折腾下硬件,就是在把尽可能多不同的总线合并(所有路都按照一个标准修建),另外尽可能多的合并控制器(哪有那么多山头,交通部全中国就一个),这样后面有个啥世博会,马拉松啥的,我可以根据需求统一变化,适应各种需求。

博世电子电器架构研究研究
这里还是要再专业点描述这个问题,在软件定义汽车思维下有三个重要的关注点
硬件成本进一步降低:相同功能需求下,减少ECU(电子控制单元)数量,可以降低ECU 物料成本,另一方面也进一步减少了整车线束使用量。

Model S 线束约 3 公里长,而Model 3 缩短了近 1 倍。

硬件抽象:此前的供应体系是供应商将「软件+零部件」打包卖给主机厂,软硬件的耦合很深,议价能力差,测试调试苦难。

特斯拉的牛叉在于软件基本自己写,即便更换硬件供应商,也不会显著影响软件功能的部署。

OTA升级:在硬件抽象的基础上,特斯拉可以通过OTA 的方式进行新功能的更新下放,以及对车辆状况进行良好监控,降低维修成本。

整车软件开发变得更多样化,更简单。

一个最经典例子:特斯拉通过OTA 解决制动距离过长的问题。

彼时Consumer Reports(消费者报告)发布的特斯拉Model 3 测评中指出,这台车的60mph-0 刹停距离并不理想,达到了46.33 米,但是经过OTA,Model 3 的刹车距离得到了显著提升。

刚才说了有三批工程师来解决这些问题,目前第二批工程师代表了主流的主机厂,而第三批工程师代表了Tesla等新兴的车企。

主流主机厂看Tesla不眼馋嘛?家大业大干不过他?还真是。

阻碍帝国成长的是帝国本身,软件定义汽车本质就不是一个技术问题
表面上,车子都是整车厂造出来的,但这并不意味着车上的所有技术都是由整车厂研发的,供应商才是大部分技术的幕后功臣,而「整合」才是整车厂的重要任务。

汽车工业百年发展,早已形成完备且复杂的供应商体系,比如我们常说的一级供应商、二级供应商、三级供应商。

如此多供应商的加持,看起来更牛逼了。

旧时代看着是一只军队,新时代里就变成了乌合之众。

车企转型需要自身有足够强的研发能力,还得和供应商不断博弈,付出大量的人力物力财力,还需要经过一个比较长的磨合期,才能真正在量产车上落地。

更重要的,欲练此功,必先自宫,主机厂们担心特斯拉的这种设计趋势会淘汰掉他们数十年来培育起来的零部件供应链。

谁能想到有一天,曾经让主机厂安逸发财的供应链成为阻碍其创新的绊脚石?
大众、丰田、上汽等传统整车厂,体量巨大。

在电子电气架构上动刀子,如果不成功,谁来为负责?轻则影响公司未来几年产品的销量,重则事关生死。

而且,难免会因此而触犯别人的利益,推行阻力很大。

特斯拉体量小得多,也没什么历史包袱,因此可以直接上手去做。

而马斯克个人秉承的第一性原理的思维方式以及超强控制欲,多年以来,公司坚持创新自研、垂直整合,已经是这家公司的深刻烙印。

特斯拉在电子电气和软件层面的优势,并不是偶然。

传统车厂也在行动:大众开发了自己的MEB 纯电动平台,同时斥巨资成立软件中心,提升自己的软件能力,与此同时,大众设计了全新的E3 电子架构,计划将70 个ECU 减少到 3 个域控制器。

去年 5 月,通用汽车发布了新一代电子电气架构,支持整车OTA。

宝马也在全新一代产品(3 系、X5、X7)都已经可以支持整车OTA,如果不是在电子架构层面做改变,这个特性是很难实现的。

中国的头部OEM 都在积极开发下一代的电子电气架构,并且在2022 年左右实现新一代电子电气架构的平台化。

趣闻:量产过程,不是自动驾驶工程师不努力,而是臣妾做不到哈
如果你知道整车开发流程,一定知道“冻结”这个概念,关键接口,关键零部件在每个小迭代周期都会进行冻结,以维持各个块线的合作和同步推进。

没有OTA或者域控制器之前,智能驾驶功能必须要等到底盘性能完全冻结才能开始进行标定、调教和测试,虽然多数时候会分多个迭代过程,进行多个周期的调试,但不管哪个周期,智能驾驶功能永远是拍在最后的。

一旦前面的某些开发出现了延期,在量产前最着急最痛苦的就是智能驾驶工程师,因为压缩的基本都是他们性能提升和测试的时间。

自动驾驶的研发周期理论上就不可能和整车研发周期契合!
无论生物成长还是汽车制造基本都一个道理:简单构件往往会优先产生并投入工作,以支持复杂构建的产生,骨架,心肺,往往都会优先形成机能并支持大脑器官的发育,后者的成熟周期往往是最长的。

不同器官需要处理的任务维度不同,因此复杂度也不同
就像小宝宝,如果它脑袋在出了娘胎后就不成长(传统电气架构),那牛津大学也要在娘胎里读了。

虽然骨架,肌肉,心肺都可以在出生前健全,但10个月时间脑子的核心功能是好不了的,他需要对接外部环境。

但如果可以后天学习,那ok了,差不多时候我就可以从娘胎里出来了。

OTA或者域控制器的产生,为自动驾驶等功能释放了更多空间和时间,让其开发周期和测试周期得到必要的保障。

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