汽车电气接口的平台化设计五步法及应用分析

(整期优先)网络出版时间:2024-04-07
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汽车电气接口的平台化设计五步法及应用分析

孙佩旭

安徽江淮汽车集团股份有限公司         安徽 合肥        230601

摘 要:近年来,我国的汽车电子技术在整个车辆中所占的比例不断增加。但是,大多数的汽车电子零件根本不涉及外形,其连接方式和接口关系也不是消费者关心的重点,所以,平台化战略更适用于汽车的电气设计。通过统一的平台化接口设计,可以达到零件复用,降低成本,提高效率等目的。本文将结合笔者多年的工作实践,提出了一种适用于汽车电气接口的平台化设计,即接口设计五步法。

关键词:汽车电气;平台化;五步法;接口设计

如今,随着汽车产业的竞争不断加剧,传统的制造方法需要高额的模具和制造设备成本,都分摊到了年销售量不大的车型上,难以获得利润,而传统的汽车制造商往往需要3—5年的研发时间,很难适应不断变化的汽车产品所提出的需求。所以既要降低成本又要提高生产效率给汽车厂商带来了很大的挑战。因此,世界各地的汽车厂商都采取了平台化战略。汽车平台化就是通过对发动机、车身结构、底盘等的基本部件进行统一设计,仅对外形和轴距进行区分,来适应不同的市场细分需要。平台化战略可以让汽车制造商重复使用的零部件超过50%,从而节省20%到40%的零部件研发和购买成本以及30%的产品研发时间。

1.平台化接口制定五步法基本思路

(1)系统接口的范围和优先级划分。其目标是对接口的范围进行识别,编制接口计划,受设备厂商人员的制约,无法在同一时间为所有电气系统建立统一的平台化接口。应该对各个接口制定计划,以便进行随后的工作。

(2) 系统方案的平台化策略研究。这一步是建立一个合理的、基于平台的接口,包括需求分析、潜在供应商分析、计划分析以及绩效分析。通过这些因素的综合分析,能够对各个子系统形成进行全面地认识。

(3)系统接口的平台化提升和优化。在对第二阶段进行深度剖析的基础上,给出了一个面向系统接口的平台方案。该方案需要经过多个层次的评审,并经过项目的检验,最后形成一个可供以后工程使用的平台化接口规范。

(4)平台化方案实施策略。当新旧平台转换或者低价工程等原因使得一些接口不能采用平台化接口的时候,该接口要求进行偏离确认,并提出偏离报告。

(5)经验汇总。要将平台化接口在实施中遇到的问题做好记载。

2.平台化接口制定实例

2.1系统接口的范围和优先级

汽车的整个系统通常可以分为13个域,将汽车的全部电气功能都配置在这13个域内,在对系统进行划分之后,应该确定接口的先后顺序。通常将接口划分为3个层次:第一,涉及全局部件和交叉部件的接口,如供电方式,车辆速度,环境温度等。这一类型的接口范围很大,有很大的争论,它对汽车的作用和重要性很大,其中动力、底盘以及安全方面的接口最为重要。第二,单一部门负责的跨零件接口。这种接口不需要外部门,对用户的争论和冲击都较小,可以减少用户的优先级。第三,单个零件的接口。这样的接口对汽车整体性能的影响较小,可以最终形成一个完整的平台化接口方案。

2.2系统方案的平台化策略研究

需求分析涉及子系统的职能和利益团体的需要。该子系统主要包括以下3个部分:第一,对用户的需求进行分析;第二,法规分析,即对国标及相关规定进行分析;第三,对标分析,可以参照整车企业过去的实践经验,或者竞争对手的产品性能。通过对可能的厂商进行分析,可以更好地理解市场上已经存在的一些比较成熟的技术解决方法,从而为开发一个适合于平台的接口设计提供参考。一般情况下,为了减轻汽车厂商的研制负担,汽车制造商仅负责关键零件的研究与开发,而将其他的工作交给厂商来做,仅需要提交相关的要求文件。在这个要求文件中还包含一个完善的基于平台的接口标准。在对供应商进行筛选时,要将其技术成熟度与费用等因素进行分析,可信的供货商能更好地实现该平台。经常要求对供货商的能力进行综合评价。通过对比研究,可以得到以前工程的设计方案,也可以得到竞争对手车型的技术计划与产品资料。将市场的需求与可能的供货商的分析相结合,可以得到许多可能的解决方法,这时就需要对其进行方案的分析。项目的设计需要从成本、可行性、可扩展性、可维护性等多个方面来进行。与前瞻等体系结构工具相配合,可以对项目的各项指标进行定量化,使项目的评价更加容易。系统的可靠性、功耗、响应时间等是其常用的指标。对线路进行分析,得到较好的电气设备设计方案。

2.3系统接口的平台化提升和优化

平台化接口规范模板通常为个人制定,有一定的局限性所以需要各级对其进行评审。首先是通过本单位的内部审核,然后经过本单位的专家开会或其他方式进行审核修改后通过,其次是本单位的内部审核。不包含多个部门接口,只需通过本部门的内部评审即可最后,跨部门的接口还应与部门之间进行共同评审,毕竟不同的部门之间牵扯的接口很大,如果一个部门想要建立一个不同的接口所建立的接口肯定会偏向自己的部门所以并不是最好的

方案跨部门的接口在制定时,应兼顾所有方面的利益,并从公司层面进行评估

2.4平台化方案实施策略

一旦制定完一个完整的平台化接口规范,那么之后的项目就可以直接使用该接口规范。如果一个平台化接口具有多个场景,那么这个系统的应用程序就需要向界面感兴趣的各方核实一下。若由于某些特定的理由致使不能采用平台化解决办法,则应进行偏离确认。对被偏离批准的界面需要提交偏离报告,偏离报告应该由所有平台化接口共同批准,并且仅用于单个的项目中,而不适用于任何其他项目,这样就可以最大限度地减少对用户的偏离。

2.5经验汇总

将平台化接口规范运用于实际项目中,应该对其在布局、安装等关键环节产生的经验进行记录。另外,由于产品使用时间、气候等外部因素的变化,导致某些接口出现故障,在进行成因分析之后,也要提取该接口的实施要点,并进一步改进规范。从实践中总结出一些标准,可供今后新系统的开发提供参考。

结束语:

综上所述,接口五步法可以建立更加严谨的平台化接口。但即便是如此严谨的平台化接口,也不可避免地会出现漏洞,而想要修改平台方案,所付出的成本是非常庞大的。由于平台化方案一经实施,其使用规模将会非常庞大,如果强行修改必然会产生较大的影响,这就是平台化最大的难题。另外,在新旧两个平台之间的转换时,零部件之间的协调也很容易出现错误。所以,在项目的制定过程中,要综合考量各个方面的因素,尽量减少修订的工作量。

参考文献

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