基于域控技术的电子电气架构平台.pdf
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1、37Designresearch/设计研究汽车电器2 0 2 3年第8 期基于域控技术的电子电气架构平台李小侠,王剑峰,王远波(陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院,陕西西安7 10 2 0 0)【摘要】本文设计一种基于域控的新一代电子电气架构平台,可深度融合智能网联新技术,实现集中决策区域化控制,支持整车协同式安全管理,满足不同细分市场用户的差异化和智能化需求,实现功能灵活扩展和快速迭代,在成本、网络、可扩展性等方面最优。【关键词】商用车;电子电气架构;域控;平台中图分类号:U463.6文献标志码:A文章编号:10 0 3-8 6 39(2 0 2 3)0 8-0 0 37-0 3Electr
2、onic and Electrical Architecture Platform Based on Domain ControlLI Xiao-xia,WANG Jian-feng,WANG Yuan-bo(Automotive Engineering R&D Institute,Shaanxi Heavy-duty Automobile Co.,Ltd.,Xian 710200,China)Abstract)This article designs a new generation electronic and electrical architecture plaform based o
3、n domaincontrol,which can deeply integrate new intelligent networking technologies,achieve centralized decision-making andregional control,support collaborative safety management of the entire vehicle,meet the differentiated and intelligentneeds of users in different market segments,achieve flexible
4、 expansion and fast iteration of functions,and achieveoptimal cost,network,scalability,and other aspects.Key words commercial vehicle;electronic and electrical architecture;domain control;platform1前言智能网联车辆融合了以人工智能、高速网络、5G通信、互联网与大数据等为代表的新一代信息技术,将汽车由传统的运载工具变成智能的移动平台,技术的融合对汽车硬件、软件、网络等提出了更高的要求。目前行业大多数车型
5、采用分布式架构,随着智能网联发展,各系统间的交互要求越来越多,实现智能化控制的难度越来越大,不能适应未来的发展需求,主要表现在以下问题 2 。1)各控制系统独立决策,缺少系统之间的协调,缺乏对整车功能、性能指标的权衡与全局管控,不能满足用户对车辆日益严苛的经济性、动力性、智能驾驶等需求。2)安全方面仅基于运营场景进行了车辆主被动安全设计,并未从功能安全、信息安全等系统运行安全方面进行全方位的安全管理设计,不能满足智能网联背景下用户对安全的要求。3)传统的单系统应用式设计导致各控制系统依赖性太强,无法灵活地满足不同细分市场用户的差异化需求。4)各控制系统的耦合性太强,无法实现软硬件分离,无法满足
6、用户对新功能、新技术快速迭代、快速响应的需求。传统的电子电气解决方案无法满足未来车辆对通信、安全、智能化等的需求,呕需开发一个全新的电子电气架构,深度融合智能网联新技术,实现整车对环保、安全、节能、舒适等要求。基于域控的电子电气架构平台深度融合智能网联新技术,实现集中决策区域化控制,支持整车协同式安全管理,满足不同细分市场用户的差异化和智能化需求,实现功能灵活扩展和快速送代。收稿日期:2 0 2 3-0 1-0 42整车电子电气架构2.1定义整车电子电气架构是以需求为导向,以功能实现方式为主导的系统性技术解决方案。它定义了包含软硬件在内的所有车辆电子部件之间的相互关系和它们共同承载的功能逻辑之
7、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。电子电气架构通过建立电子部件之间的网络拓扑、电气拓扑、逻辑拓扑,同时以整车的安全、可靠、成本等方面的因素为原则,实现系统最优方案。2.2发展趋势整车电子电气架构从分布式架构到跨域集中架构、中央集中架构趋势发展3,具体特点见表1。3电子电气架构平台开发内容3.1设计思路域控架构是一种以集中式决策、区域化控制为功能实现方式的电子电气架构。域控架构的开发通过需求研究、功能开发及零部件设计、网络开发与验证、开发验证等环节,建立电子电气架构设计开发V流程。总体设计思路如图1所示。1)需求研究。建立基于需求的电子电气开发平台,实现数据需求管理平台与
8、开发流程融合,通过细分市场、市场属性、需求库、产品4个层面搭建需求研究模型,实现市场研究、需求分析、一致性审查、配置管理、问题反馈等功能,保证结构化数据可追溯、变更可管理。2)功能开发及零部件设计。采用模型化架构设计方法,通过需求逻辑模型一致性和模型化管理,实现数据交互、设设计研究/Design research38-AutoelectricpartsNo.08,2023表1电子电气架构发展电子电气架构拓扑图架构类型分布式架构(阶段1)分布式架构(阶段2)分布式架构(阶段3)跨域集中架构中央集中架构需求研究需求管理功能需求分析功能方案开发设计功能分配网络功能开发通信功能安全设计开发零部件开发样
9、件开发DV试验控制设计图1总体设计思路计过程的全数字化,提高架构开发效率。同时,通过对零部件开发过程的管控,保障架构方案的落地。3)网络开发与验证。建立基于V模型的网络开发与验证流程,通过整车网络架构设计、网络架构仿真测试、整车通信矩阵编制等流程确保网络开发的合理性和准确性。4)开发验证。建立自动化测试流程,验证覆盖从架构设计、系统开发到实车运行的每一个环节,保证车辆设计开发阶段就能通过测试更早发现功能缺陷问题,实现网络及域控的自动化测试,提高整车的开发效率。通过基于HIL的虚拟验证技术,使用虚拟环境来模拟车辆的运行特性以及环境场景,对架构方案验证、对比和评估,在架构开发实施阶段,利用虚拟整车
10、的HIL系统进行半实物半虚拟到完整实物系统的验证。3.2采用集中式决策方式实现商用车电子电气架构的区域化控制域控电子电气架构分析了整车控制流、信息流以及能量流,采用模型化设计方法,搭建本地感知控制、智能驾驶感知控制、云端感知控制、能量管理的功能逻辑模型,主要特点采用集中式决策、区域化控制的方式进行功能实现多方案1)独立的ECUs设计,并开发一套科学的评估算法进行评估,形成包括底2)功能分离盘动力域、智能座舱域、智能驾驶域、网联协同域及能量3)每一个功能都有各自的ECU管理域在内的商用车电子电气域控架构方案,实现车辆控1)功能域ECU整合制流、信息流、能量流的融合,整体方案在成本、网络、可2)域
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