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EEAElectrical/Electronic Architecture是一个综合性的概念它涉及汽车电子电气系统的设计和整合。EEA是汽车上电气部件之间的相互关系以及包含所有电气部件和电气系统所承载的逻辑功能的组织结构。它是系统的组织结构表现体现了物理功能和信息功能之间的关联及其分配原则。以下是关于EEA的详细解释 历史和发展EEA最初由德尔福公司提出作为一个整车电子电气解决方案的概念包括了车辆的电子电气系统原理设计、中央电器盒设计、连接器设计以及电子电气分配系统等方面。 概念含义EEA旨在将动力总成、驱动信息、娱乐信息等车身信息转化为实际的电源分配物理布局、信号网络、数据网络、诊断、容错和能量管理等电子电气解决方案。 与其他领域的联系虽然EEA最初起源于汽车行业但它也被应用于其他领域如IT行业。在这个背景下EEA被理解为按照整车各功能域类型划分的集成多个功能ECU的控制体系。 标准的定义在电气与电子工程协会制定的IEEE Std1471-2000《软件密集型系统的架构描述推荐实践》标准中架构被定义为系统的组织结构表现是物理功能和信息功能之间关联及其分配原则的体现。
为什么要做EEA
车辆上电子电气系统已经由简单的点火、灯光、雨刮、喇叭、车速指示、燃油指示、各类指示灯以及收音机演变为由超过60个控制器通过CAN总线以及其它总线如车载以太网、FlexRay、MOST和LIN等相互通信从而满足车辆安全性、舒适性、动力性需求的功能集合。 EEA是整车层面电子电气相关需求的继承及扩展确保工程开发满足整车层面的需求 前期好的EEA规划能够实现降低成本增强产品的竞争力 EEA会前期定义好软硬件接口从而避免在系统开发设计过程中出现系统之间不匹配的问题 EEA能够是实现平台化、模块化的基础保证技术方案的一致性避免重复的开发及验证缩短开发周期降低成本。
建立一个系统的E/E平台能够满足未来各种车型的开发而又不大量增加开发成本降低成本缩短开发稳定可靠扩充拓展E/E平台收益 模块化设计方法重复利用HW / SW模块、接口测试和工具等资源 降低平台车型的开发时间和成本 建立多车型共用的EE平台数据规模化、兼容性、可扩展性、可靠性 平台生命周期5年 满足市场销售目标 成本与重量优化
EEA的主要支撑技术
1.车载以太网在车载以太网概念出现之前我们知道汽车内已经有不同的总线标准在应用包括CAN、LIN、FlexRay、MOST等那为什么还需要车载以太网呢主要还是因为车载以太网在面向未来应用的低成本、高带宽、低延迟等特性。 2. 仿真技术依赖于V流程有整车级、系统级、软硬件等多种层级的仿真针对于具体应用包括新能源、智能驾驶等领域的仿真主要优点是可以缩短产品开发流程、降低开发成本。 3. 信息安全在EEA中当车与外界互联时涉及到信息安全。在第一、二代EEA中广播收音系统、胎压监测系统、汽车安全门禁系统等都涉及到信息安全未来EEA中面向5G的LTE V2X基于以太网的DOIP等与外界频繁交互的功能及相关产品需要考虑信息安全。 4. 功能安全现在讲功能安全的车厂和零部件公司很多但始终不要忘记功能安全是正向开发的一个优秀的EEA会将功能安全需求合理的分配给相应的零部件。 5. 网络设计根据EEA要求设计网络节点、点与点的通信方式、传输速率等。 6. 诊断设计根据EEA要求参考相关诊断标准完成ECU级别的诊断设计。 7. 电气设计主要指线束设计作为汽车内部的神经血管未来EEA中对于线束设计的要求方向是轻量化、缩短整车线束长度电气设计还包括整车的电源分配、EMC设计等。 8. 硬件设计EEA需要通过硬件来实现落地。未来架构中域控制器/中央计算平台会随着MCU/MPU的性能提升而不断提升而每个域下的传感器和执行器会逐步走向标准化。 9. 基础软件设计每个ECU的基础软件会走向标准化即满足Classic AUTOSAR和Adaptive AUTOSAR。 10. 应用软件设计基于模型的应用层软件开发将会是未来的发展趋势而未来的EEA将是基于服务的类似于手机APP,可实现软硬分离车厂可以根据用户的需求快速开发应用软件。
域控制器架构
以域控制器为处理核心融合各ECU的功能并努力集中到少数几个域控制器上。这里的域控制器(DCU, Domain Control Unit)是根据功能来划分的。在Centralization/集中化阶段整车分为信息娱乐域自动驾驶域动力总成域底盘域车身域等5个主要的功能域每个域由一个域控制器来实现域内ECU的功能。在这种EEA架构下需要有一个中央网关来连接各域控制器。通过以太网这些域控制器相互之间可以实现通信。
随着域控制器的进一步发展进入了跨域融合的时代。这时部分域控制器会实现合并5个域彼此重组融合最后形成了3个域智能驾驶域智能座舱域车辆控制域。
其中车辆控制域基本将原动力域、底盘域和车身域等传统车辆域进行了整合智能驾驶域和智能座舱域则专注实现汽车的智能化和网联化。涉及的零部件主要有4类车控域控制器VDCVehicle Domain Controller、智能驾驶域控制器ADCADAS\AD Domain Controller、智能座舱域控制器CDCCockpit Domain Controller以及中央网关其中
VDC作为Private DCU负责整车控制实时性安全性要求高
ADC作为Public DCU负责自动驾驶相关感知、规划、决策相关功能的实现
CDC作为Public DCU负责人机交互和智能座舱相关功能的实现
这时各ECU将降低成为执行器和传感器失去了独立决策的能力。作为执行器它们接收来自域控制器的命令做出反馈动作。作为传感器它们采集各种内外部信息传递到域控制器的感知系统。
注意对于ECU的功能变迁只是一种高层级的描述。在实际应用中由于汽车控制的要求与供应链的要求涉及到车辆运动系统的变动例如转向安全防护等还不能完全脱离传统ECU的功能定义。
