汽车电子电气架构设计与优化策略初探

引言

伴随现代汽车技术的飞速发展，汽车电子电气架构已经成为汽车设计的核心，不但会影响车辆的性能和安全性，而且会直接关联到汽车制造商的成本控制与未来技术升级。基于此，本文重点探讨汽车电子电气架构设计和优化策略，内容如下。

1 汽车电子电气架构设计流程分析

在汽车电子电气架构设计流程当中，相关人员要进行需求分析，有效明确车辆性能指标与功能需求，此步骤是整个设计流程的重要基础，会对后续设计方向与重点起到决定作用。需求分析结束后，设计团队需要重点制定初步系统架构方案，包含确定电子控制单元的分布和通信网络类型等等。然后进入详细设计阶段，此步骤要对每个电子控制单元的功能进行细化处理，还需设计相关软件架构，硬件选择与布局规划也是此阶段的主要任务，进而保障系统的运行效率与可靠性。同时还要综合考虑系统的安全性与故障诊断机制，保证在各种情况下均可以确保车辆稳定运行。

设计结束后，进入验证与测试环节，此环节需通过仿真与实车实验来检验设计的性能指标与准确性。在测试期间，可能会发现设计当中所存在的不足，此时设计团队要结合测试结果，针对设计方案进行优化，设计经过充分验证并满足所有要求之后，才可以进入生产准备环节，主要包含生产流程和准备生产工具设备以及对工作人员的培训等等。准备工作结束后，汽车电子电气架构设计流程才能够算作真正完成，产品才能够投入到批量生产当中，整个流程需跨学科团队之间的紧密合作，包含电子工程师和软件开发人员以及测试工程师等等，保证设计效率与质量[1]。

2 具体优化策略

2.1 数据库优化设计

在汽车电子电气架构设计和优化过程当中，工程师致力于开发更加安全与高效的系统，进而更好地满足日益增长的车辆性能需求。伴随技术的不断进步，车辆当中的电子控制单元数量逐渐增加，要求设计人员需要采取模块化与集成化设计方法，不断简化布线并提升系统安全性。为更好适应自动驾驶与智能网联汽车发展趋势，电子电气架构要具备高效的计算能力与数据处理速度，并且能够保证系统的实时性与安全性。

在数据库优化设计环节，重点在于保证数据的快速存取与高效化管理，设计人员要全面考虑数据的结构和索引策略，包括数据冗余问题。采取先进的数据库管理系统，能够实现数据高效存储与快速检索，这对实时处理车辆运行数据非常重要。伴随车辆数据量的逐渐增加，数据压缩与存储优化技术也变得特别重要，不断减少存储空间的占用，同时降低数据运输成本。

在实际应用过程当中，以上优化策略需要和车辆的其他系统之间密切协同，比如动力系统和底盘控制系统等等。还要全面考虑车辆的整体性能与用户体验，设计人员能够创建出更加高效与安全的汽车电子电气架构。伴随未来技术的不断演进，这些策略也要持续更新，进而更好适应新的挑战与需求。

2.2 科学选择通信网络

结合汽车电子电气架构设计和优化现状能够得知，选取适宜的通信网络特别重要，设计人员要全面考虑网络的实时性，由于汽车当中的很多系统，比如制动系统和动力控制等等，对响应时间有着较为严格的要求，所以确定通信网络是否可以满足这些系统对时间敏感的需求特别重要。同时网络的带宽与数据传输速率也是设计过程当中需要考虑的主要因素，伴随车辆功能的逐渐丰富，比如车载信息娱乐系统与高级驾驶辅助系统等等，对数据传输的需求也在逐渐增加，所以选取一个可以支撑高数据吞吐量的通信网络，对确保车辆性能与用户体验至关重要[2]。

另外，网络的可靠性与容错能力也特别重要，汽车电子系统可以在各种环境下稳定运行，包含极端温度和湿度以及电磁干扰等等，要求通信网络具备高度稳定性与容错能力，保证在任何情况下均可以可靠传输数据。与此同时，成本效益分析也是选取通信网络时要考虑的主要因素，在确保性能的基础上，选取成本效益最高的网络方案，能够更好控制整车成本，提升产品市场竞争力。在汽车电子电气架构设计和优化过程当中，合理选择通信网络，要全面考虑实时性与带宽以及成本等多方面因素，进而保证最终设计的系统既经济又高效。

2.3 设计工具优化升级

在现阶段快速发展的汽车行业当中，电子电气架构设计是保证车辆性能和安全性的核心，伴随车辆功能的逐渐复杂化，以往的设计工具已经不能够完全满足现代汽车电子系统运行需求，故升级优化设计工具显得特别重要，设计工具的升级要重点提升其集成度与模块化水平，通过加强模块化设计，能够简化复杂系统管理，让各个子系统间的交互更为高效，并且便于后期的维护与升级。集成度的提升还可以减少硬件冗余，不断降低制造成本，提升系统安全性与可靠性，设计工具还要支持更加高级的仿真与验证功能，在实际制造与测试之前，通过仿真能够预测并解决潜在的设计问题，有效减少开发周期与成本，工具可以模拟各种驾驶条件与环境，保证电子电气系统的安全性。

除此之外，设计工具的用户界面要更为直观易用，可以适应不同背景的工程师，一个较为直观的界面，能够显著减少学习曲线，提升工作效率，并且可以减少因为操作不当而引起的错误。伴随自动驾驶与车联网技术的飞速发展，设计工具要具有处理大数据与实时数据流的能力，还可以支持高级数据分析与处理算法，保证车辆可以实时响应外部环境变化，通过优化升级设计工具，能够显著提升汽车电子电气架构设计质量与效率，为后续汽车技术的发展奠定坚实基础。

2.4 加强电气故障检测

在汽车电子电气架构设计优化环节，设计人员要保证系统具有高度的模块化与可扩展性，模块化设计能够简化维修与升级过程，并且提升系统的整体安全性，可拓展性测试能够确保伴随技术的进步与市场需求的不断变化，系统可以灵活地增加新功能，不必进行大规模重构。在电气故障检测过程当中，要特别重视预防性维护与实时监控，预防性维护包含定期检查电气连接紧固状态与绝缘材料完整性等等，实时监控系统要集成先进传感器与诊断工具，快速发现异常电流和电压波动，进而在故障发生之前采取正确措施 [3]。

另外，设计人员还要全面考虑电气系统的电磁兼容性，保证在复杂的电磁环境之下，汽车电子设备可以正常工作，不受任何干扰，一般需要在设计阶段进行电磁干扰模拟与测试，进而优化布局，采取合理屏蔽措施，在软件层面，需采取先进的诊断协议与算法，不断提升故障检测的准确性与效率，比如通过车载诊断系统接口，能够实时读取车辆故障代码，运用专业软件进行专业分析，快速定位出问题所在。与此同时，针对技术人员与维修人员加强培训，让他们熟悉最新的电子电气系统与故障诊断工具，这也是保证汽车电子电气架构设计优化与电气故障检测有效的核心环节。通过进行持续教育与技能提升，能保证汽车电子电气系统的维护与故障处理达到最佳的状态。

3 结语：

综合上述分析可以得知，本文重点探讨汽车电子电气架构设计与优化策略，不仅可以提高汽车电子电气架构设计质量，而且能够推动行业稳定发展，获得较好效果，所以能够为有关工作人员提供借鉴。

参考文献：

[1] 霍海波 . 汽车电子电气架构设计与优化对策分析 [J]. 内燃机与配件 ,2019,(23):91-92.

[2] 赵洪林 , 关志伟 , 杜峰 , 等 . 智能电动汽车电子电气架构的设计与优化措施 [J]. 汽车零部件 ,2019,(06):20-23.

[3] 陶华胜 , 陈欢 , 雷君 . 关于汽车电子电气架构设计与优化的研究 [J]. 时代汽车 ,2019,(07):96-97.

作者简介：欧中林（1993.8-），男，汉族，湖南宁乡，本科，助理工程师，主要从事电气系统设计、整车供配电电气设计、DCDC、电机控制器匹配等工作