摘要：近年来，我国的汽车行业有了很大进展，汽车工业也进入到新的发展阶段。电动化、互联化、智能化成为了未来的发展趋势，对汽车平台化设计、信息网络及功能集成提出了新的要求。文章基于设计实践及业界一些最新的研究成果，系统介绍了区域配电中心的通用性设计考虑，汽车用以太网技术在智能车联网、自动驾驶情景中的应用，以及模块化网络通讯布局对功能整合扩展及线路系统优化的重要意义。
关键词：平台化；汽车以太网；自动驾驶；模块化互联
引言
线束产品作为汽车电器功能的连接载体，实现各电器零部件之间的电路连接。而各电路连接的起点和终点则构成了线束产品内的回路。可以说线束回路是线束产品的核心，线束产品的回路设计的品质直接决定整车线束的安全与可靠性。
1传统线束设计流程及其弊端
传统的线束设计流程、制造工艺必然会产生以下问题：（1）由于结构设计变化导致线束走向、线束分支长度变（2）线束设计、制作、验证时间周期过长；（3）线束测量、试制、试装过程中人为因素影响；（4）线束制作更改频繁，无法固化。以上问题直接影响整车电气系统的可靠性，而且大大增加了设计周期，无法适应产品更新换代的速度和市场的需求。目前，为了进一步缩短开发周期，普遍采用汽车零部件厂家与主机厂进行联合研发、设计。在整车及电气系统结构设计甚至原理设计时即开始使用3D软件进行仿真模拟。
2汽车线束与信息网络优化设计方案
2.1前舱区域
在传统内燃机车型上，一般设计有单独的动力总成低压线束零件，以便于发动机附件、变速箱的预先分装。对于混合动力车型或纯电动车型，分装过程增加驱动电机等部件或者发动机直接被驱动电机所取代，动力总成线束也因此而不同或取消。除了动力总成上的传感器、执行器外，发动机控制模块（ECU）或混合动力整车控制模块（HCU）、变速箱控制模块（TCU）一般也会由动力总成线束进行连接。通常情况下，模块会发出信号经由动力总成线束、车身前部线束对位于前舱主配电盒内的相关继电器进行操纵，以实现主控供电及一些诸如起动机、压缩机、燃油泵、冷却风扇等的外围功能控制。由于整车功能的不断增加，前舱主配电盒的体积也在不断变大，这对布置工作、零部件通用性、车型平台化都是非常不利的。所以考虑设计独立的动力分配电盒与动力总成线束直接连接，可以更加灵活地适配不同配置/动力车型。
2.2合理搭铁
如果搭铁方案设计不合理就会产生各种电磁干扰的问题。汽车中的电子设备与每个搭铁点的连接就是靠线束完成。通常认为，线束产生的阻抗会比车身的阻抗要大，按照这个理论，搭铁在设计的过程中可以设计以下准则：①搭铁线长度尽量最短，如果不能调整线长，那么可以考虑增大线径的办法；②集成电力电子用电器跟车身相连的过程中，只能使用一个连接钉；③静电搭铁和气囊点爆装置的搭铁要区分开来；④传感器的搭铁跟电压梯度零件搭铁（如风扇）以及负载搭铁（如电机）必须使用相同的连接钉；⑤大功率下的功能搭铁与信号搭铁要区分开来；⑥从节点以及局域互联网络共用同一个打铁点；⑦利用星形的模式对信息娱乐系统搭铁进行分布，且要单独使用搭铁。
2.3线束模块化设计
虽然利用CATIA进行3D线束设计已经大大提升的设计效率和可靠性，但是随着用途的不断细分，汽车尤其是商用汽车已经由大批量生产进入个性化定制的阶段。车辆大部分配置都需要根据客户需求进行配置和选择，便会产生出大量的配置变化，而线束作为汽车独立存在的零件（有相应的零件号），起到连接整车用电设备的作用，也需要满足不同的功能配置，具有相当高的变化性和复杂性。事实上产品在更新换代时，原本的一部分结构、功能是保持不变的，这样就很容易造成设计内容的重复性。
为了避免此类问题，缩短设计周期，我们需要对产品进行分析，根据产品所属的平台、车型及具体配置情况，对其进行梳理分类，找出不同产品的共同结构，将此共同的结构做成一个相对固定的模块，模块应具有“高内聚”“低耦合”的特点，各模块之间的结构、功能既相对独立又相互联系，在更新设计时就可以只对变化的部分进行修正，而无需重复工作。
2.3线束布置的优化
对线束布置进行优化设计，在设计初期应对电器部件的安装位置进行合理布置，同时采用科学的布线路径，将线束的路径设置为最短。例如在整车底盘电器件的布置中，应将蓄电池、电器接线盒、起动机等导线分布较多和采用粗线径连接的电器件布置在同侧临近的位置，这样可以大大减少线束的长度和整体的质量。线束布置时可采用H型和E型相结合的布置形式，避免线束回转重复，造成线束长度的增加进而增加线束整体的质量。
2.4安全体系设计
为构架企业网络安全体系，在充分考虑企业信息系统业务的可靠性、可用性的前提下，对现有网络进行改造。整体的实施方向为建设企业互联网统一出口，重新细化功能区域功能，同时部署必要的安全防护设备，建立可行的防护策略。区域的防护包含传统的网关防护等技术很难兼顾安全隔离和数据传输等需求，容易导致攻击的产生和重要信息的泄露。对不同安全级别间的网络进行切断隔离，从而完善网络安全防护。为了确保网络安全域的精细化管理，专门设置划分安全支撑管理区，进行统一的病毒防护、补丁的下发、准入控制和终端管理，不但实现对安全设备的监控和日志分析，且利用运维审计等设备对网络设备和主机进行运维人员管理、追溯运维安全事件。
2.5舒适相关控制
交互系统HMI的舒适相关控制功能，使一些像空调控制开关、室内灯开关、天窗开关等的开关组件得以取消，驾乘体验进一步得到提升。比如空调系统、四门车窗、车顶天窗等功能均可以通过声控的方式打开或调整；交互系统的舒适相关设置功能，可以方便驾驶员进行各种个性化设置。比如记忆模块保存的不同座椅姿态、后视镜镜片角度调节偏好，均可以在触摸屏上进行恢复或重新设置。CAN网络同相关控制模块来进行信息交流，以实现具体功能的控制，这其中很多都要借助于车身控制模块（BCM）。受益于这种模块化网络通信布局，乘员仓布置工作也会变得更加简单、线路系统的导线用量也会减少。
2.6布置要求
容易受到干扰的导线以及容易造成干扰的导线应该区分进行布置。具体有着以下几个要求：①普通导线不可以布置在收音机天线周围；②天线结构与收音机滤波器以及阻抗转换器之间的连接，都不可以跟起亚线束共同捆绑走线；③布置天线延长线的时候，最大限度的与车身相贴；④大电流始终信道导线在布置的过程中，一定要远离放大器以及收音机；⑤搭铁线以及继电器中的雨刮电机电源线在布置的过程中必须紧靠一起；⑥视频线以及倒车影像电源线在布置的过程中应该处于同一边；⑦脉冲宽度调制信号线不能跟倒车影像视频线绑在一起和流过；⑧低压导线与高压导线应该做大程度保持距离。
结语
综上所述，通过建立平台化设计思维，应用最新的汽车用网络技术，采取模块化网络通讯布局策略，整车电源信号分配系统、信息网络架构可以得到充分优化，通用性、扩展性变得更强，满足了未来汽车电动化、互联化、智能化的发展需要。
参考文献
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