汽车为什么会跑——汽车电气架构简介_X86,操作系统,特斯拉汽车,设计,汽车设计,技术,Linux

cesifu • 2019年8月10日 am10:00 • 资讯

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汽车不仅仅有人们经常看见的机械结构（如发动机，变速箱，离合器，悬架，制动等机械系统），车身构造（如车门，车窗，座椅，A/B/C柱等），还有十分重要的部分——那就是汽车电气系统。如果说，汽车有生命，那么汽车电气系统就是其身上的中枢神经系统。

什么是汽车电气架构？

Architecture: The fundamental organization of a system embodied in its components their relationships to each other and to the environment and the principles guiding its design and evolution (IEEE 1471).

根据IEEE 1471的定义，直译过来就是：架构是所有子系统有序的集合，包括各个子系统，环境之间的联系，也包括在设计和演变的基本方向。

而汽车电气架构就是汽车上所有电气系统的有序集合，包括了所有电气系统的接口，数据交互，也包括了所有电气系统的运行环境的介绍，是整个汽车设计的灵魂。

汽车电气架构示意图——铜电缆时代

传统的汽车上，在还未引入CAN/LIN总线的时候，汽车电气架构如上图所示，每个功能模块都需要用铜电缆连接交换数据。

各个系统ECU之间的通信交互，需要连接多个数据线。随着系统ECU的增加和功能的不断增加，汽车的数据线越来越多，越来越多。最后你可以想象一下，汽车上会有多少跟数据线。

1986年，Bosch在SAE大会发布了CAN协议，从此汽车电气架构得以简化，良好的发展，解决了当时汽车电气系统复杂的数据线问题，也简化了开发提高了效率。

汽车电气架构示意图——CAN总线时代

以上两种就是比较典型的汽车电气架构。可以看出，汽车电气架构是一种抽象的，主要表示出各个系统之间的关联，和大概的分布。

汽车电气架构的发展

每次的技术革新，都会使技术快速发展，降低设计复杂度和开发成本。汽车电气架构至今经历了铜电缆，CAN总线的两个时代。目前汽车电气架构正在向域控制器转变。

汽车电气架构——铜电缆的时代

汽车电气架构—— Powertrain，Body示意图

铜电缆的时代，每个ECU（功能模块）都是需要用硬线连接（简单粗暴）。而每个ECU至少会有6，7个接口（电源都会占用2个接口）。正如上图所示，如果所有的ECU用硬线连接，大概需要5*7+5*4/2*7=105根硬线。而有些ECU的接口数会是十几个甚至三十几个。并且，上图所示也只是汽车电气架构的一小部分。就目前一般的汽车零部件都有上万个。