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绝对值得收藏的干货 - 德国汽车企业电子电器系统正向开发流程解析(第二篇)

 LamdaKe 2018-08-07



受篇幅限制,这个大的话题将会分为以下三个大的部分来和各位朋友讨论:


第1部分:在德国流行的对EEA的定义

第2部分:EEA在研发流程中的意义以及对产品本身的意义

第3部分:EEA在CarIT时代下的发展趋势 



在前一篇的第1部分(上半部分)里,我们聊过了:


第1.1段:在德国流行的对EEA的定义

(EEA则是个上层概念,站在全局的角度调配、评估资源。)

第1.2段:CustomerFeature / Requirements Engineering需求层

第1.3段:Functional Architecture 功能架构

第1.4段:SoftwareArchitecture 件架构 



原文链接点这里:

绝对值得收藏的干货 - 德国汽车企业电子电器系统正向开发流程解析(第一篇)


今天,咱们继续聊一聊下面几个话题:


第1.5段:Hardware Architecture硬件拓扑

第1.6Communication Layer / Network Design 通信层

第1.7Wirning Harness / Bordnetz(中文叫线束拓补?)



第1.5Hardware Architecture硬件拓扑:


和软件层类似,对于EEA来说,这里的HWArchi更多的是为了Network的通信而建立起来的拓扑结构,而不是指每个HW Component具体怎么设计。在EEA的工作中,所有的软件功能都会被对位到具体的HW ECU上,在分布式系统的框架下,同一种功能可以有不同的被分布在ECU上的组合方式,他们会对ECU产生不同的负荷工况,会对整个EE架构的总线负载产生不同的影响,会对整个EE架构的Engergy Consumption / Energy Management产生不同的影响,亦或者对ECU的使用数量,继而对整车成本产生不同的影响。如果结合通信层(Communication),不同的ECU拓扑方式会影响信号通信时间,这如果某个信号晚个几十毫秒到达,也是可能引起大祸的。从这点而言,ECU拓扑在EEA中,至少在Concept阶段,对于用来验证上述指标很重要。上述指标正确,才能继续进一步的开发,不然就得改Concept。这里大家或许已经可以感觉到一些EEA工作带来的好处,即所谓的FrontLoading,具体我们在Chapter2章节讨论。

 

第1.6Communication Layer / Network Design 通信层:


顾名思义,这个领域的任务是进行整个车辆网络的设计。上一篇已经或多或少的提到了诸如DataElement,Signal,Message等概念,NetworkDesigner的工作就是根据通信协议,总线协议及各主机厂自己的Specification,把Signal放进用于被传送的PDU包(ProtocolData Unit),而这些PDU一起被安排在Frame中的特别位置,由此决定了一条Message的结构,及各个Bit各个Byte所代表的含义。然后,在实际开发工作中,Network Designer的工作并不能这么如愿的有条不紊。由于CAN总线技术本身的问题,即Message在总线上的各个ECU节点(Node)之间并不是点到点的传输,Message永远在总线上占着位置,这条Message被谁接收是靠它的Identify来定义的,这个Identify会被ECU的节点所识别。这就意味着,每条Message里的位置都很珍贵,要增加Message的数量更要经过反复推敲(意思就是吵架),因为太多信息会造成总线上的交通堵塞。到这里其实诸位也会发现,随着CarIT,大数据在汽车领域的运用,BUS总线,5年7年之后,应该是要退出舞台了。。。至少在豪华车上。。那么会有些什么新技术新手段呢?我们留在下一篇讨论。

 

第1.7Wirning Harness / Bordnetz(线束拓补?)


之前描述的那些个层,想必都不太接地气,总觉得和车辆本身还隔着些什么东西。对,Wirning Harness那个横卧在他们之间的货。WirningHarness泛指把这些电子电器包括通信部件落实在车上所需的电气技术(ElectricalEngineering:Klemmsteuerung, Schaltplan, PowerDistribution etc…),连接它们及固定它们,以及在整车装配时的工艺问题等相关技术及领域,在德语概念里它叫Bordnetz。别小看了Wirning Harness,在整车质量中,车身占第一位,动力总成占第二位,它占第三位,所以除了电学科本身的问题外,很多轻量化技术也在向这个领域渗透。另外,它是对成本非常敏感,像A4的Bordnetz线束长2到3公里。E-Class,S-Class这样的车,Bordnetz线束可以长达5公里 (电子功能越多,自然线束趋势也会长,所以跑车的线束不长,高配911的才约1.5公里,低配Boxster从EE的角度就像一个空壳子了),对于OEM来说这是非常多的钱和工时(HoursPerVehicle),另外,由于同样的功能可以有不同的实现方案,考虑到车型售价定位,销量定位,在Bordnetz的层面会有很多不同的变种Variants


所以千万不要小看了这一接地气得层,它非常受主机厂重视。但是和混动的圈子里说的48V-Bordnetz等又有出入,48V-Bordnetz领域包括了很多强电(High Voltage)及强电所需的安全技术(Hochvoltsicherheit),以及比如12V-48V两个Bordnetz之间的转换,包括出于Energy考虑的PartitialNetwork Management等。不过总体而言,德国汽车界正在一起推下一代的WirningHarness技术和标准,当然,是同时囊括了普通Bordnetz和48V-Bordnetz两者的内容。


图1-a.整车Wirnging Harness

图1-b.整车Wirnging Harness

 

这里要多说一句,德国这么多主机厂,供应商,虽然看起来互相间竞争很激烈,但是在面对行业领先优势保护这件事情上还是经常做出一些“不要脸“的抱团的举动的….除了一起开发下一代技术和标准外,还有比如一起买下诺基亚的地图业务比如一起拒绝与Google,Apple,Tesla的进一步合作还有大众出事之后问戴姆勒董事会要救兵,戴姆勒一句“为了德国汽车业的团结“,就放集团首席法务官去了….

 


图2.“德系五常“厮混一起定义48V新标准

 

洋洋洒洒说了这么多,算是基本介绍了下EEA下各个层的构成,在上一篇开头有提到中日韩与德国OEM对EEA的理解有不同,主要在于:德国目前把EEA作为一个大系统来统筹,其下各个层分别有庞大的研发团队深入负责,在中日韩,当人们提起EEA则总是自动把它等同于Network Designer或者Wirning Harness,所以并非全局或者缺乏全局,以至于无法应对更加复杂的产品结构和功能。不过近年也看到日韩厂家在转化到德国的模式我们自主品牌也不甘落后,开始建立自己的EEA体系。那么为什么大家开始运用这种EEA模式了呢?它究竟有什么好处?面对数字化,智能汽车的浪潮,EEA的作用和面临的挑战与变革又有哪些?请见下几期的讨论。另外,EEA中各个层都有着各自深厚的学问,希望之后有机会也能在各个层内部展开交流。

 

感谢您的阅读!本文由陆巍编写,转载请注明作者陆巍及公众号@欧洲汽车那些事儿。

陆巍,曾就职于IAV,现工作于德国戴姆勒,从事EE构架设计及新车型原型车EE方面的工作。

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