如果设计错误，可以通过刷软件进行更改，而原来错误的设计需要批量更改

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车辆的智能化也将促进电气结构的智能化，进而推动车辆智能化的发展。我们这一代汽车人也将实现这一未来。

关于汽车电子和电气架构的文章可以说是铺天盖地，但汽车行业的任何人都可以与您讨论架构。然而，作者认为目前讨论的大多数架构都是虚拟的，不太实用，更具理论性，很少指导您登录。作者还参加了许多类似的会议。每个人都在反复引用博世的图表。很容易计算10G以太网的中心计算。似乎没有这些，架构就无法运行。

顺便说一下，我要谈谈汽车的电气化。电气化和车辆电气化都在进行中。电气化是走向智能化的第一步。只有通电后，车辆才能实现电子化和智能化。

事实上，智力的本质是可控性、可感知性和进化性。从专业角度来看，它是可控的、可诊断的、可编程/可配置的和网络化的。总体开发思路是相同的，从飞机的拉线控制到电传控制，到当前的热线控制底盘，再到我们依靠人力的方向制动。智能网络的所有基础都是电子的。以卡车的主电源开关为例：

将来可以通电的就通电,可以通电了的电器元件也会通电。电子和电力之间的界限将变得越来越模糊。你和我将拥有我，但智慧的方向将保持不变。

它很远。让我们把它拉回来。通常，当我们分析事物时，我们必须分析他们的过去和现在的生活。让我们首先普及商用车的基本特性，以便我们的合作伙伴能够理解它们，然后看看商用车电气架构的发展历史。

1.商用车的基本特性

从事乘用车的小型合作伙伴可能不太了解商用车。商用车的整体电子和电气技术落后于乘用车。作者总结了商用车的一些特点：

01长运行时间

02高可靠性要求

公共汽车坏了就是耽搁，卡车坏了就是浪费钱。

03车型很多，但单辆车的数量很少

由于规模较小，tier 1很难与新开发合作，这将导致许多问题。例如，设计不能像客车那样定制，只能使用一般用品。“通用产品”指“可使用但不易使用”。它只能暂时使用，因为不同型号的要求可能会有很大差异，而且设计中有许多地方需要更改。例如，Ge设计的信号为高电平，应更改为低电平。你不能让tier 1为你改变它。现在改变已经太晚了。最好添加一个继电器，使其更快。

04电气设计裕度大，成本高

由于设计中考虑了更多的模型，通用兼容性设计非常重要，这将导致更大的设计裕度和更多的储备，并相应增加成本。

商用车辆线束的设计考虑了机械强度和可靠性。一般情况下，没有小于0.5mm2的线束，总线甚至从0.75mm2开始。线束成本核算广泛，细度不够-线束是劳动密集型产品。由于数量少，变化多，线束厂很难计算成本，可以直接按重量计算。

05广泛的电气设计

由于模型多、荷载类型多、不确定性高，因此不可能也不可能进行精细设计。有些负载甚至不知道它们的电气特性。

06.整车零部件多，需求量大

商用车，尤其是拖拉机，零件比乘用车多，只有车灯比乘用车多得多。客车有许多部件和要求是不具备的，例如缓速器和发动机预热和后处理。像许多可能在加油站看到尿素的小伙伴一样，他们想知道为什么使用尿素。它实际上用于卡车的后处理。

07用户需要修改更多，电气安全隐患较大

商用车辆，特别是卡车和公共汽车，对改装的需求很大。在卡车上安装停车空调和更换车灯是例行操作。

08新技术应用缓慢

商用车辆的电气环境复杂，通常比乘用车的电气环境更差。电子化、智能化程度低，新技术应用缓慢。例如，peps一键启动在乘用车中非常常见，卡车的装载能力非常小。

09修改周期短，任务重

2.传统商用车的电气结构

嗯，我们对商用车有初步了解。让我们来看看传统商用车的电气结构，其主体是配电箱。按照老规矩，上面的照片将首先拍摄，这样每个人都可以有一种直观的感觉。

你认为它大、暗、厚，没有技术含量，结构简单，一点也不高科技吗。淘宝上有很多保险丝和继电器。机箱配电箱的价格超过100元，这也包含在邮件中。但不要低估它。整个车辆的所有动力和大部分控制都来自这里。让我举几个例子：

配电箱

保险丝/继电器

保险丝

30A

遥控门锁

30+

保险丝

80A

交流发电机

30+

保险丝

30A

发动机ECU

驾驶室

信号1

保险丝

发射

驾驶室

30+

保险丝+继电器

10A

远光灯

驾驶室

30+

保险丝

15A

防抱死制动系统

保险丝盒功能示例

不管哪辆车有问题，你的车都跑不动。

卡车的配电箱与公共汽车的配电箱相似。一般分为两个阶段：第一阶段安装在电池侧。通常，有一个手动电源主开关。需要将其关闭，以避免长期关机后的功耗。否则，一旦电池断电，下次将无法启动；辅助配电箱安装在驾驶室内，也称为驾驶室配电箱或中央配电箱。

现在让我们看看它的电气原理。只要你没有把物理还给你的初中老师，你就应该能够理解它。

让我们解释一下基本情况：

1.商用车的电池电源一般分为两类。直接连接到电池的电源称为B+，也称为正常电源。其类似于乘用车的正常功率kl30。除蓄电池线路或蓄电池外，它始终处于充电状态，无法关闭。

2.通过主电源开关的功率称为30+，也称为主开关的受控功率。当主电源开关接通时，有电源；当主开关断开时，没有电源。不要将tier 1合作伙伴与kl30乘用车混淆。如果您想在停车后通电，并且OEM图纸显示30+，则需要再次确认。

3.由于商用车底盘配电箱远离驾驶室，点火锁装置的许多配电继电器放置在驾驶室配电箱中，以便更靠近点火锁并拉近电线。

4.与乘用车发动机舱的配电箱相比，商用车底盘的配电箱较少。它们都是大型板型保险，许多甚至没有继电器。当然，这因模型而异。机箱有很多功能，配电箱更复杂。这不能一概而论。

5.当底盘配电箱被拉到驾驶室时，会有许多电源线，包括B+和30+。考虑到电流和强度，一般为4mm2-6mm2。当底盘配电箱连接到驾驶室配电箱时，电源将通过不同的小保险丝分配，以向负载供电。如果需要控制，将添加继电器。底盘配电箱就像社区中的配电柜，驾驶室配电箱就像家庭中的弱电配电箱。你家的进线是一根4平方米的电线，但出租车里有很多。

在分析了传统商用车的电气架构之后，您认为这不是一种架构吗 这是配电系统！是的，如果你有这种感觉，你是对的。

正如我们前面所说的，技术应该改进，食物应该结巴。基于这种情况，是否要转到区域进行中心计算 绝对不是！基于商用车电气架构的现状，我们需要首先构建一些基础设施，而电气架构就是这个基础设施。

3.自动驾驶需要什么样的电气结构

分析了传统的电气结构。它能满足未来情报的需要吗 自动驾驶需要什么样的电气结构

你会说，“这不是胡说八道。它必须需要一个智能的电气架构。”。正如我前面所说的，所有不是由真正的功能需求驱动的技术都是流氓。我们不能为了智慧而聪明。功能需求必须是第一推动力。

让我们改变角色，从自动驾驶的角度来看核心需求是什么。最后，你会发现只有四个词：安全和可控；安全性和可控性是基本要求，可控性还包括功能要求。因为车上和路上都有人，“安全可控”这个词可以称为自动驾驶的“元需求”。根据这一需求，我们可以推断出以下要求：

1.为了安全，需要增加冗余，包括电源冗余和控制冗余；

2.为了安全起见，可能需要采用更安全的新技术解决方案来取代现有技术解决方案；

3.为了可靠，需要实时监控。可监测的维度越多越好；

4.通过监测，需要进行故障报警和故障诊断。故障报警和诊断需要联网；

5.为了安全可靠，还必须是可控的，如故障线路及时断开和隔离，故障排除后功能自动恢复；

6.为了可控，以前不需要控制的东西现在需要控制；

7.为了不断迭代函数，需要支持OTA升级；

8.为了满足潜在的功能不确定性，回路需要单独可控，以支持可配置、可编程、可升级和迭代。

分析这一点后，你是否发现这一点的本质与从“电气化”中提取的“可感知、可控制和可进化”相同→ “电气化”→ “智能化” 如上所述，如果一座建筑具有上述特征，我们可以称之为“安全智能电气建筑”。毕竟，没有人想在时速120公里时失去动力。

现在我们有了具体的需求，我们将继续分析如何实现这种智能电气架构。

传统方法通常基于现有的电气架构，以了解如何升级和改造以满足我们的需求。我们分析了现有的电气架构。让我们看看如何升级它：

1.冗余电源：增加多个保险丝；

2.冗余控制：增加多个继电器；

3.线路可独立控制：在所有需要的线路上添加继电器；

4.实时监测：熔断继电器增加电压和电流监测功能；

5.故障诊断：增加诊断功能；

6.联网：增加交流；

……………………。

如果你是一名电气工程师，你将来肯定会发疯。今天在这里拉一根电线，明天在那里加一个继电器，后天改变功能。“今天我们换第五行，明天换第十行，然后我们必须睡一晚。从一开始，我们可以看到四个方面，产品经理就在这里。”。虽然现有的电气结构将再挣扎三到五年，但最终的复杂性将越来越高，电气设计工程师将遭受越来越多的损失。从长远来看，这一改变不会奏效。

正如19世纪的人们所说，他们想要更快的车。你可以加一匹马使它跑得更快。这个方向注定是短的。然而，也不可能拆卸汽车的轮子，增加机翼并将其改装成飞机，因为实际情况不允许这样做。因此，我们必须在现有电气架构的基础上保留“车轮”，然后对其进行升级。

让我们看看如何转换现有架构：

1.维持现状：保留底盘配电箱和司机室配电箱的前后配电箱；电池和发电机/DC-DC通过相同的连接方法直接连接到机箱的配电箱。

2.升级：电子设备取代用于控制和保护的保险丝和继电器技术，电气设计改为电子设计；电子化后，将增加诊断和联网功能，并集成一些输入信号检测。OTA升级将自然到来。

基于上述假设，商用车智能电气架构的实现方法如下所示。让我们看看新的架构：

为了比较，我将再次介绍传统建筑。

你是否发现，如果传统的建筑电气图仍然需要一些“初中物理知识”，那么智能建筑甚至不需要这些知识。如果没有继电器的逻辑美、复杂的配电和智能电气架构，它会变得如此乏味，就像一台没有漂亮机械键盘的智能机器，就像一块砖块。

现在让我们比较一下智能电气架构和传统架构之间的差异：

1.每个电路都是单独可控的，这意味着每个电路都支持独立的编程控制，这是实现逻辑架构的基础。

2.在每个电路单独可控后，功耗控制和能量管理都不是问题。因此，主电源开关GB7258规定，长度为6米或以上的母线不得取消。

3、无电源特性。所有电路都可以定义为任何功率特性。在过去，定义权力属性的原因是为了便于管理，但现在没有必要这样做。

4.司机室配电箱的B+电源保持不变，但由多线变为单线。例如，它过去是四根4 mm2的导线，但现在使用一根10 mm2的导线就足够了。

5.介绍了通信网络。原来的配电箱没有网络，但现在你敢想象没有网络的生活。

6.可以对其进行监测和诊断。原来的配电箱充满了无源元件，没有状态监测和故障诊断，就像一个黑匣子。它现在可以被感知并连接到整个车辆网络。

那么，电气架构现在看起来像“架构”吗 它可以补充电气拓扑、网络拓扑和逻辑架构。智能电气大楼的配电箱实际上是一个特殊的区域控制器，anbofo称之为PDC。根据自动驾驶的水平，安博认为智能汽车通常需要2-6个PDC。例如，特斯拉Model 3使用前三个分布式区域控制器。

有些人可能会问为什么信号采集部分不可见，因为它是一个区域控制器。事实上，电气架构的难点在于配电和控制部分。电子配电箱的集成开关信号采集或传感器信号采集是一件很自然的事情，在此不再具体讨论。在电气原理图中，我没有信号部分，所以每个人都能理解。

此外，让我再次解释，一些合作伙伴可能不理解基于MOS的解决方案包括MOS离散解决方案和HSD集成解决方案，统称为MOS解决方案。

4.智能电气建筑带来的价值

直接价值

智能电气架构带来的直接价值主要集中在三个方面：产品功能可靠性和维护成本。具体地说——

01产品功能

每条线可以独立控制。

保护功能不仅限于短路，还包括过载、过压和断路保护。

每条线路不仅可以监测和诊断电压，还可以监测电流和温度。

您可以设置需要在休眠期间保持活动的设备。

故障排除后，可以自动恢复或根据需要恢复。

它可以联网，信息可以实时上传。

控制逻辑是可编程的，可以是Ota。

实时监控自动驾驶下的车辆电源状态。

无人驾驶车辆的远程电源管理。准确的供电管理和可控的供电定时是智能化的基础，包括未来新能源重型卡车的供电管理。

02可靠性

可实现双电源+双输入的高可靠性。

MOS器件本身的高可靠性。

改进的保护级别和更高的安全性。例如，原来的防护等级可能仅达到IP54，但现在配电箱可以完全密封。一旦达到IP67或ip69，就没有水了。这对于商用车的使用环境也是非常有价值的。

03营运成本

维护提醒和故障警告，以防止车辆在运行期间出现故障，降低商用车辆的运行成本。

使用寿命长，免维护。商用车的价值远大于乘用车。高可靠性和低维护意味着更少的停机时间、更少的延迟和更多的资金。

支持未来新能源卡车先进无人驾驶技术对车辆电气架构的要求，包括基本功能要求和功能安全级别要求。

间接价值

01网络管理设计的优化

我想你会惊讶地说，“你应该控制ECU的睡眠和唤醒”。如果您进一步提问，您会发现最终目标是控制整个车辆的功耗。当需要相关功能时，可以启动相关ECU节点以节省电力。

如果您继续学习，为什么不直接控制ECU 我们已经提到了车辆上的电源类型。然而，实际应用需求差异很大，因此电源管理和能源管理将非常复杂。然而，不可能向每个电源电路添加继电器控制。ECU连接到can总线后，人们怀疑基于can总线的网络管理能否用于能源管理，因为电力管理远远不够。

但是，在智能电气架构阶段，我们发现，呃，一些原始的实践似乎是多余的，太复杂了。如果我们认真学习，我们甚至可以本末倒置！例如，我们进行了一大套极其复杂的can网络管理，最终发现这是为了省电！等等，你在说什么 你想省电吗 这不是智能电气架构的基本技能吗 智能电气架构最基本的功能是实现对每个电路的电源的独立控制。

为了回到业务，让我们看看当前的can网络管理。根据唤醒模式，ECU网络节点类型一般分为两种：本地唤醒和远程唤醒。

例如，本地唤醒使用kl15或其他硬接线传感器等信号。此时，唤醒信号可以直接连接到智能配电模块，以便配电模块可以收集外部信号以执行唤醒逻辑。由于诸如kl15的信号最初由配电模块生成，因此即使kl15也可以取消并用虚拟kl15代替。

因此，基于智能电气架构的功率和能量管理策略可以实现一些现有的can网络管理功能，以优化车辆网络设计并降低网络通信负载率。如果商用车网络管理不好，负载率很容易出错。当然，这种设计理念极具颠覆性。OEM和tier 1需要探索如何优化网络管理以降低整个设计的复杂性。

02指导车辆设计优化，提升OEM品牌价值

作为一个有着100多年历史的行业，它的许多设计都是继承的。继承意味着连续性和微小的变化。这类似于法庭剧中经常出现的“祖先的法律不可违反”一句。它包含了许多前辈的智慧。因为前任并不愚蠢，他们在制定这条规则之前一定踩过很多坑。这是合理的。如果您继续使用它，您可能没有问题，因为每个人都在使用它，没有问题。

例如，当你问OEM的电气部门为什么这辆车的发电机保险配备了125A时，他可能会说“我们一直这样使用它”，从来没有反馈过“烧坏了”。这是一个后续设计。如果你想问他为什么匹配的线束只有16平方米，根据手册匹配是错误的。如果125A需要匹配25根方形导线，他肯定会告诉你，“这是我们的经验，没问题，请放心。”。

您是否发现，由于缺乏有效的数据支持、理论计算、分析和模拟，以下设计和实证设计实际上是最佳解决方案！正如我们在电路设计中所做的那样，如果WCCA最坏情况分析和计算没有过时，如果您可以通过实际测量证明没有问题，或者如果您有应用案例和可靠性数据支持，则也可以认为您通过了测试。原因是一样的。

在这一点上，你会发现为什么我们使用传统设计而很少改变它，因为它是对过去经验和智慧的总结和沉淀，是成本和可靠性之间的平衡。但在智能化之后，一切都发生了变化。我们拥有实时监控、诊断、数据、网络、云和大数据人工智能算法。

例如，原始车辆的能源管理实际上非常广泛，因为它无法测量，无法测量，并且没有连接到互联网，因此有必要估计功耗。然而，在数字化和网络化之后，我们可以提高数据粒度、数据量和实时性能。此时，大数据和人工智能将投入使用。例如，智能电表、水表普及后，警方可以通过大数据分析，发现用电量、用水量的异常情况，从而抓捕毒贩；社区服务可以根据异常用水情况及时发现独居老人同样的跌倒风险。

指导整车电气平衡设计；

指导整车能源管理设计；

指导车辆通电和断电的时序设计；

电池发电机的直接DC-DC设计；

优化负载选择、线路直径和保护电流匹配设计，以降低成本；

在早期阶段，通过仿真建立和设计数据库模型；

指导整车电气设计，缩短开发周期，降低开发成本；

建立季节性天气环境模型进行模拟设计。

此外，在改进数据的维度、粒度和实时性后，OEM可以通过后台实时获取车辆上每个负载模块的电流和整个车辆的总电流。此时，大数据和人工智能将投入使用。通过使用能源管理算法可以实现智能节能和节油，还可以指导用户如何优化驾驶习惯以实现节油。

此时，OEM可以通过应用程序向用户提供车辆建议和维护提醒，这也可以被视为品牌价值的一部分，可以作为OEM或品牌溢价的营销亮点。因此，从某种意义上说，智能电气建筑也是一种“硬件嵌入式”，可以为未来的“软件支付”奠定基础。

03加速跨领域集成和功能迭代

在智能电气架构中，经过控制和执行的集成后，配电箱实际上是一个特殊的区域控制器，配电架构成为功能逻辑架构的一部分，这是实现跨域集成和区域架构的基础。

例如，特斯拉的fbcm做了大量的热管理工作，包括阀门控制和电机驱动，以及空调压力和温度信号采集。Lbcm执行左侧照明、门窗控制、座椅调节，甚至安全气囊控制。这些功能最初由独立的ECU执行。

因此，ECU功能集成将是一大趋势。首先，它应该是该领域的功能集成，如照明、雨刮器、车门控制座椅等，这曾经是车身领域。当车门控制功能集成到域中时，车门控制模块被保存，后部可以跨域进入座舱舒适系统；例如，可以直接集成空调控制算法以节省空调控制器。这是否意味着点域集成。在未来，如果OEM具有这种能力，或者如果它与Tier 1联合开发，当然可以将更多的动力底盘功能投入其中。这将更多地发生在执行级别，并且可以为以后的Ota提升逻辑。

此外，智能架构实施后，设计更改速度更快，后期迭代速度更快，更改设计的成本更低。这对于具有多个车型和小批量开发周期的商用车辆的特性尤其有价值。例如，更改控制逻辑时，需要更改电路或配电箱的设计。无论如何，这很麻烦。现在只需移动鼠标并重新配置即可。

例如，配电部分电气设计的开发速度可以从原来的一个月缩短到目前的一周甚至更短。即使原始设备制造商也可以升级配电和控制逻辑，而无需依靠tier 1重新设计配电模块。这与客车领域的当前现象相似。OEM增加了软件能力的构建和参与零件设计的深度。总体趋势是一致的，包括特斯拉的大部分部件是独立开发和生产的。

据笔者了解，客车领域有一款基于半导体可编程控制的底盘配电箱，正在大规模取代原有的传统配电箱。虽然成本增加了，但车辆制造商支持现场编程以改变设计逻辑是很方便的。汽车厂的工程设计师甚至爱上了这种新的设计模式。他们可以根据订单要求快速更改整车的电气设计。设计变更非常简单和快速。不需要改变硬件设计，他们也不怕设计错误。如果设计错误，可以通过刷软件进行更改，而原来错误的设计需要批量更改。

04提高消防安全性能

消防安全一直是商用车辆的问题。商用车不同于乘用车，其应用复杂度要高得多。拉人的客车很好，但拉货物的卡车很复杂。在新闻中，我们经常可以看到卡车在高速公路上起火的报道。火灾的一个问题是没有死亡的证据。火灾后很难找到故障。

大功率负载接线松动，接触不良，接触点发热；

电路老化、线束松动、绝缘磨损、断线、接地短路；

用户未经许可连接电线，使用超负荷电器；

如果保险丝熔断，更换大保险丝或劣质保险丝；

水进入电器，导致电路短路，并点燃附近的可燃物。

鉴于上述电气问题，基于MOS解决方案的电子智能架构可以解决大部分甚至所有问题，从而消除电气火灾，提高车辆的消防安全性能。

对于线路的老化、绝缘磨损和轻微接地，我们可以根据同一模型的历史数据比较或应用比较，通过监测线路电流来检测故障。如果是严重的接地短路，MOS方案的保护灵敏度可能非常高，并且存在短路电流限制，如前一篇文章所述。电流限制意味着点火非常小，而高灵敏度意味着点火后可以立即检测到点火，并且保护速度可以很快。保护速度可达到传统熔断器的1000倍以上，从而降低火灾风险。

保护速度

短路电流限制

保险丝/片

MS~s级

无，可能高达100 a

μS~ms级

高达0.1A

用户未经授权连接车辆上的电线，以更换大型保险公司使用的过载装置。在智能电气架构下不会出现此问题。

在传统的配电箱中，用户很容易连接自己的电线。如果无法携带，可以更换较大的保险丝。然而，MOS方案的配电箱是完全密封的。如果不考虑维护和更换，用户将无法打开它。他们打开后无法理解和连接。上一篇文章对此进行了详细描述。此外，即使用户从外部断开导线，一旦超过设计保护阈值，也会触发过电流保护，更换大保险丝后导线不太可能烧坏。

如果电器的水短路火灾事故基于MOS方案，则由于其保护的敏感性，可以避免一些故障。

基于上述分析，我们可以发现，基于MOS方案的智能电气架构在提高商用车消防安全方面的优势无法用BOM成本来衡量。

05车辆EMC改进和成本降低

我们不会过多谈论EMC知识。今天，我们只关注智能电气体系结构可以为EMC带来什么价值以及商用车辆的成本。

标准要求

OEM要求

12V系统

5a:87V，5b:35V

5b:35V

24V系统

5a:174V

5a:174V

5A和5b乘用车和商用车的脉冲试验要求

回到话题上来，为什么全球原始设备制造商不敢问5A 根据他们的经验，5b就足够了，因为他们整辆车的电气环境非常好。这是一个系统性问题。整车电气环境改善后，测试标准降低，零部件成本也降低，整车成本也降低。

另一个例子是，80后一代应该记住，当他们年轻时，电压是不稳定的，电压调节器、电压调节器和冰箱保护器是他们家中的标准配置。否则，电视机、冰箱和其他家用电器很容易损坏。当然，他们已经很久没有露面了。并不是家用电器的质量有所改善，而是电源电压稳定，很少发生停电。这是国家电网的功劳。

说了这么多，我实际上想解释两点：第一，在设计中应该考虑实际应用；第二，电器受整体电气环境的影响。回到商用车，为什么商用车仍然需要5A 这是因为整车的动力环境不够好。如上所述，商用车的整体技术落后于乘用车，因此您可以轻松拆卸商用车的电路板。您可以一目了然地看到以下内容，即电源的电压调节器。每个ECU都有它。

好的，让我们回到主题上来，看看智能电气架构能给我们带来什么价值。由于智能电气结构是电子结构，我们可以在底盘配电箱的电源输入端添加电压抑制设计。由于5A脉冲来自电源端子，整车电源来自底盘配电箱，相当于通过配电柜稳定送至社区，然后送至每户。因此，家用电器不需要配备额外的电压调节器。

我们还可以从电压波形中看到，脉冲电压已从174v降至44.8v，效果非常明显。这能带来什么价值

车辆ECU测试标准降低至5b，测试成本降低；

取消了整车的ECU级电压抑制设计，降低了BOM成本。整车一般有几十个ECU，一台电视要几元；

整个车辆的主电源的耐受电压水平降低。在传统的24V设计中，一次电源的耐受电压要求为60V，60V设备比50V昂贵得多；

改善整车的EMC环境。

事实上，车辆EMC环境的改善并不局限于车辆供电端电源的改善，ECU与负载之间的相互干扰也将得到改善。

传统的配电箱都相互连接。脉冲将无处不在，ECU和负载也将相互影响。智能电气架构的底盘配电箱不仅在电源端增加了电压抑制设计，而且每个输出通道都有电压抑制设计。这避免了电气设备之间的相互干扰。换言之，干扰脉冲并非无处不在，而是直接被吸收。

此外，与EMC相比，芯片的开关特性也有所改善。芯片通常由开关的低速率控制，但继电器不是。当保险丝熔断时，可以避免由无限短路电流和保险丝熔断特性引起的EMC影响。我们不会扩展这些芯片。

06消除反向电源连接的影响

只要您接触电子设计，无论是消费者、工业还是汽车，估计您都知道应在电源设计中添加二极管，如下所示：

这种设计简单、实用、有效，可以避免许多应用中的错误布线问题，因为一旦连接错误，整个电源将被烧毁，产品将被报废。成本非常高。从事设计的人从来没有做过这样的事。

事实上，车载设计也是如此，因为在车辆的实际应用中，电源偶尔会反向连接。例如，如果车辆蓄电池因电源故障而无法启动，当另一辆车辆用于跨接启动时，很可能会反向连接电源；此外，在维护期间，蓄电池的正极和负极将反转。当然，专业人士永远不会犯这样的错误。因此，在车辆设计中考虑了这种情况，ISO标准也有相应的规定。

因此，对于汽车电子设计人员来说，ECU电源的防伪设计是一项基础设计，大家都习惯了。只要是电源，二极管将首先布置。这是绝对正确的。但说到智能电气架构，虽然我们已经实现了整车的智能化和电子配电，但传统设计将被悄然颠覆，就像移动支付逐渐颠覆了使用现金的习惯一样。

让我们看看发生了什么

在传统的电气结构中，配电箱负责配电。没有电子设备，也没有办法设计电源的反向连接。一旦电源反向连接，整车所有ECU负载的电源将反向。

然而，在智能电气架构的时代，由于实现了电子设计，我们可以在底盘配电箱的电源输入端添加反反向连接设计。由于整车的电源来自底盘配电箱，在电源处实现反向连接设计后，我们阻断了电源处的反向电流。即使蓄电池电源反向连接，整个车辆中也没有反向电压和反向电流。

这将带来什么价值

除一级配电模块外，整车所有ECU和负载无需设计防止电源反向连接，降低了设计难度、设计成本和BOM成本；

OEM可以取消相应的测试项目，以降低车辆设计和验证成本。

消除蓄电池电源极性反转对整车的影响，如电子和电气部件的燃烧以及负载误操作的风险。

这里的一些朋友可能想知道，当电源倒转时，为什么会有电子和电气部件燃烧和误操作的风险。顺便说一下，我会给你一些科学知识。

整车ECU电源的所有逻辑控制部分均反向设计，而不采用大多数负载控制和大电流控制。由于大电流反向连接设计的复杂性和难度，不允许每个电源的成本。如果确实反向连接，则足以确保ECU不会出现故障且不会损坏。至于其余的，目前还不够。

让我们看看当传统电气架构中的电源极性反转时会发生什么

对于传统的汽车电子设计，无论是基于传统继电器的负载控制还是基于HSD芯片的负载控制，由于大电流电路中没有反向连接设计，一旦电源极性反转，继电器控制的LSD芯片将因寄生二极管而自动导通。当继电器动作时，HSD将自动导通，负载将开始通电。如果是灯泡，则应直接点亮，因为灯泡本身没有极性。如果是电机，则应直接反转。它是否会导致车辆故障或电气部件损坏取决于命运。在任何情况下，ECU都不会在短时间内损坏。

因此，智能电气架构带来的配电和控制技术的电子化对整车和整个汽车行业产生了很大的影响，甚至在某些方面具有颠覆性，甚至行业标准也会发生变化。目前，我们可能无法感知其影响，但在未来，其对汽车行业的影响将是深远和长期的。即使是将来从事汽车电子设计的孩子也会忘记在电源中添加二极管的必要性，就像现在不懂纸币的孩子一样。

07节省线束电路，降低成本

7.1线束电路的节省

线束电路的节省可分为几个方面：

.节省从底盘到驾驶室的30多条电源线。

我不想说太多。让我们看看上面的图片。更容易理解：

我不知道你是否发现了问题。底盘配电箱基本上是一个大保险丝，驾驶室配电箱基本是一个小保险丝。底盘配电箱通过扁平保险丝将电源分为多个通道，然后将其拉至驾驶室，然后通过小保险丝将电源分配至整车电器。这种设计也是基于安全考虑。如果保险丝爆炸或电线出现故障，只有一些功能会受到影响。

采用智能架构后，芯片的可靠性远远高于熔断器，芯片的性能基本不受冲击电流大小的限制。然而，保险丝芯片必须考虑这个问题。为了降低风险，将其分为多个电源。

保险丝

保险丝：100000脉冲

10^15后无衰减

因此，在采用智能架构后，基于芯片的高可靠性，我们可以将底盘到驾驶室的电源线设计为单线，这为我们降低成本提供了可能性，并且电线的直径也可以适当减小，这将在下面进行详细分析。

继电器控制电路的环路节省

已经证明，每个继电器需要一条控制线，而整个车辆有几十条控制线。使用该芯片后，控制可以本地化，也可以通过can等通信手段进行控制，节省一些线束。

.减少其他硬接线电路

① 减小信号输入线。例如，一些开关信号，如车门状态信号和车灯开关输入信号，最初主要通过硬接线，每个ECU需要拉动它。这不仅增加了成本，还可能导致信号之间的潜在路径问题，增加设计复杂性和故障风险。

② 控制电路线束减小。例如，两个信号同时控制一个功能。传统设计使用两个继电器串联控制，并且仅当两个信号都有效时。使用智能架构要简单得多。这两个信号通过can进行通信，并可由软件直接处理。更灵活的逻辑。

③ 削弱硬线信号，如accon。例如，如果电源由on信号供电，则可以直接由on信号或继电器供电。并且智能架构可以将任何输出配置为on属性。另一个ECU使用on作为信号。你需要为它画一条线。现在驾驶室配电箱可以采集点火锁信号并通过can通信发送。可以共享整个车辆的所有点火锁信号。

7.2减小钢丝直径

让我们拿两个实际负载来看看线束匹配的差异。

首先，让我们看看保险丝设计匹配：

额定功率

最大电流

冲击电流

保险丝选择

匹配钢丝直径

右远光灯

70W

3.1A

44A

10A

1.0mm2

180W

8.6A

30A

15A

1.5mm2

让我们看看使用的芯片：

额定功率

最大电流

冲击电流

芯片选择

匹配钢丝直径

右远光灯

70W

3.1A

44A

0.5mm2

180W

8.6A

30A

10A

1.0mm2

通过上图的比较，我们大致可以看出，对于相同的负载，采用芯片设计时，芯片电流可以选择得更小，相应地，导线直径可以更小，并且至少可以减少一个齿轮。

在上一篇文章中，我们详细分析了保险丝和继电器的降额设计，但我没有提出芯片设计的降额。为什么不多说呢 让我们比较一下上述数字：

从比较中可以明显看出，芯片给出的额定电流测试条件为85℃的高温，而保险丝为25℃的常温。如果温度较高，则需要降额。此外，可靠性的基本降额为25%。这次你看到了多少减额 这没有考虑到i2t可能必须降额。

请注意，我将给出一个非常重要的结论。我们稍后将测试：

一般来说，与原保险丝设计相比，芯片设计的额定电流可以稍小，甚至是原设计的一半，相应的导线直径也会减小。

因此，我们必须改变基于未来智能架构的芯片设计思路。当有人说电流为20a时，你必须问他之前的保险丝是配备20a还是额定负载电流为20a。否则，如果每个人的理解不是基于相同的基础，沟通就会出错。

7.3避免线束的长线效应

我们在前一篇文章中提到了这一点，但没有深入讨论。如果你不是一个专门从事电气设计的人，你可能对它了解不多。顺便说一下，我们来谈谈。

之前，我们讨论了如何匹配保险丝和线束，但我们没有说在设计线束时应考虑线束长度。由于商用车很长，线束的长度可能为几十米。如果导线直径较小，短路期间短路阻抗可能较大，短路电流不会上升。因此，保险丝将不会熔断，故障将始终存在，故障点将始终是热的。

使用该芯片后，由于芯片的电流检测精度非常高，可以区分正常电流和故障电流，然后进行保护以避免风险。此外，在设计线束时，无需计算线束长度，降低了设计匹配和测试验证要求的难度，也在一定程度上降低了设计成本。

7.4线束成本

最后，让我们谈谈成本。估计这是我们最关心的。在一辆中型卡车的基础上，作者分析了整个车辆线束，精确到每根导线的每个端子和接头。具有智能架构的整车线束的BOM成本降低了15.8%。Anbofo还计算出，使用区域架构后，线束成本可降低25%。博世还进行了类似的计算，以降低线束的成本。

特定线束部件的减少与整车的结构和配置密切相关，不能一概而论。然而，总的方向是，车辆功能越多，配置越高，ECU越多，采用新结构后降低成本的空间就越大。

08客户价值

商用车不同于乘用车。作为一种生产手段，商用车的功能应该实用，使用成本应该低，可靠性应该高，维护成本应该低。基于这些考虑，智能电气架构的客户价值主要体现在以下几点：

自动休眠以防止电源故障。可以取消主电源开关。即使没有取消，也可以在关机后自动休眠。使用更方便，完全消除了停机期间断电的可能性。

实现车辆的智能化和网络化功能。例如，远程车辆电源管理包括用于远程车辆电源监控和自检的电气开关。例如，远程启动空调，远程预热发动机，远程检查灯。

降低维护成本。高可靠性和更少的维护意味着更少的停机时间、更少的延迟和更多的资金。

改善了用户体验。故障排除后，可以自动恢复或根据需要恢复，以改善用户体验。例如，如果前照灯线束断开并接地，传统保险丝必须直接爆炸，灯将不会点亮。保护后，芯片可以自动重启。专业名称为自动重置。如果只是偶尔接地，并且没有持续短路，驾驶员将看到指示灯仅闪烁。因此，车辆的运行不受影响。停车后，仪表可提醒驾驶员左侧远光灯短路故障，便于查找故障并快速找到维修位置。

引导用户优化驾驶习惯，实现节能降耗。这要求原始设备制造商通过基于车辆运行数据和大数据平台的应用程序向用户提供车辆使用建议。这也可以被视为品牌价值的一部分，可以作为OEM的营销亮点。

5.智能电气架构是智能车辆的基础设施

作者估计，读完这本书后，你会问另一个问题：成本是多少

虽然我们也进行了多维成本分析，但没有提到软件部分。根据anbofo的预测，区域架构可以将软件成本降低75%。目前，主要的原始设备制造商也在朝着构建自己的软件能力的方向发展，软件成本也应该提前考虑，因为按照目前的趋势，在未来的产品开发中，软件成本将远远超过硬件成本，特别是相关工具链的购买和软件平台架构建设的投资。

然而，笔者认为，应该从基础设施建设的角度来审视智能建筑。智能电气建筑的建设将成为未来智能车辆的新基础设施，以及实现智能无人驾驶车辆的基础设施。施工中必须考虑先进性、公共服务和基础设施，而不仅仅是BOM成本。

说了这么多，让我们简单总结一下：

1.自动驾驶商用车需要一个能够感知、控制和进化的智能电气架构；

2.智能电气架构可以大大降低车辆开发和测试成本；

3.智能电气架构的构建能够满足当前OEM软件能力建设的内部要求；

4.智能电气架构可以提升OEM的品牌溢价，为“硬件嵌入和软件支付”奠定基础，延伸价值链，也为OEM从汽车制造商向服务提供商的转型提供帮助；

5.智能电气建筑是区域建筑的一部分，是支持未来新能源卡车和先进无人驾驶技术的基础设施；

参考资料：