基于PREEvision的汽车电子电气架构设计与研究

论文摘要

近几年,中国汽车行业飞速发展,越来越多的电子电气功能出现在了汽车上。设计与开发汽车电子电气架构成为一个相当巨大的工程,涉及到软件,硬件,网络,线束等具体的专业知识。PREEvision是一款用于实现电子电气架构设计构想的开发工具。这款工具的最大的目的之一就是可以在不同的层面进行电子电气架构的建模。本文首先回顾了汽车电气系统的基本概念,并对其中涉及到电子电气架构设计的部分,比如汽车线束,端子,电缆,保险丝,CAN总线作了较为详细的介绍。其次介绍了基于模型的整车电子电气架构的设计流程。在整车电子电气系统的开发进程中,会涉及到功能需求设计、网络设计、逻辑功能设计、原理设计,线束设计等多方面内容,由不同部门或工程团队进行共同开发。为了实现多团队并行开发过程中的合理分工与协作,整个电子电气架构设计需要按照分层设计的思路展开。在模型开发过程中需要进行不断的评估优化,最终选择最优的设计方案。PREEvision概念开发工具在德尔福工具链中扮演了重要的角色。该工具集合了从客户获取的基本数据,以及全局数据网络中获取的基本数据,而且该工具是对不同架构设计进行详细分析及评估的最优环境。在定义了需求层之后,抽象出功能模块及相互之间的关系,随后将功能模块分配到网络层。在网络层中详细描述ECU、带有不同总线系统的网络、复杂的供电系统等内容。原理层中对电路图进一步的细化。德尔福的核心竞争力在物理层,在该层中分布式模块、控制器、传感器及执行器等相互之间的关系能够通过引脚、连接器、对接件、护套等连接下,形成完整的网络。最后,在车辆的拓扑图中定义电子部件的位置以及线束可能的布局信息。设计中可以对这些结果进行不断的优化,并通过Metrics算法评估架构。在为神龙汽车有限公司D1XX项目开发过程中,德尔福承担了电子电气架构设计与研究的职责。我们运用导入参照车型建模,变量管理及应用,得出了最适合研发车型的电子电气架构,极大的缩短了研发周期。本文是利用长期从事汽车电子电气结构设计与研究的经验结合电子电气架构设计开发工具PREEvision提出了一套新的电子电气架构开发的新方法以适应于日益紧缩的汽车开发周期。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 本章小结
• 第二章 技术基础--汽车电气系统
• 2.1 系统的方法
• 2.1.1 系统的定义
• 2.1.2 汽车系统
• 2.1.3 开环系统
• 2.1.4 闭环系统
• 2.1.5 汽车电气系统的发展
• 2.2 汽车线束和端子
• 2.2.1 电缆
• 2.2.2 线束设计
• 2.2.3 保险丝和断路保护器
• 2.2.4 端子
• 2.3 多元化的汽车线束系统
• 2.3.1 传统线束系统的限制
• 2.3.2 CAN 总线（控制器区域网络）
• 2.4 本章小结
• 第三章 软件的介绍
• 3.1 PREEvision 概述
• 3.2 电子电气系统设计方法的创新
• 3.3 基于模型的电子电气架构开发
• 3.4 功能简介
• 3.4.1 需求层 （Requirements Layer）
• 3.4.2 逻辑功能架构（Logical Function Architecture）
• 3.4.3 系统软件架构（System Software Architecture）
• 3.4.4 硬件系统架构 （Hardware Architecture）
• 3.4.5 线束层 （Wiring Harness）
• 3.4.6 拓扑层（Topology）
• 3.4.7 映射功能（Mapping）
• 3.5 本章小结
• 第四章 整车电子电气架构设计流程
• 4.1 车型市场定位
• 4.2 标杆车型分析
• 4.3 需求开发
• 4.4 电子电气架构模型设计
• 4.4.1 功能需求定义
• 4.4.2 功能逻辑定义
• 4.4.3 硬件系统设计
• 4.4.4 拓扑图层设计
• 4.5 架构评估
• 4.6 本章小结
• 第五章 PREEvision 应用实例
• 5.1 功能需求分析
• 5.2 标杆车型分析
• 5.2.1 特性配置分析
• 5.2.2 拓扑逻辑图分析
• 5.2.3 电气功能分布
• 5.2.4 接地点分析
• 5.3 建立基准模型
• 5.3.1 数据重组
• 5.3.2 数据导入
• 5.3.3 拓扑图设计
• 5.3.4 映射和一致性检查
• 5.4 变量管理
• 5.4.1 变量分析
• 5.4.2 功能配置划分
• 5.4.3 变量应用
• 5.5 架构评估
• 5.5.1 线束信息评估算法
• 5.5.2 部件信息评估算法
• 5.5.3 材料及产品成本评估
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结
• 6.1 工作总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 符号与标记（附录1）
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文