电子电气架构 --- 汽车电子电气架构的来龙去脉

我是穿拖鞋的汉子,魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。

老规矩,分享一段喜欢的文字,避免自己成为高知识低文化的工程师:

周末洗了一个澡,换了一身衣服,出了门却不知道去哪儿,不知道去找谁,漫无目的走着,大概这就是成年人最深的孤独吧!
旧人不知我近况,新人不知我过往,近况不该旧人知,过往不与新人讲。纵你阅人何其多,再无一人恰似我。

时间不知不觉中,来到新的一年。2024结束,2025开始新的忙碌。成年人的我也不知道去哪里渡自己的灵魂,独自敲击一些文字算是对这段时间做一个记录。

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一、背景信息

探秘电子电气架构:汽车智能化的核心支撑

什么是电子电气架构?简而言之,它是汽车电子系统的“神经网络”与“智慧中枢”。这一架构涵盖了车上的所有硬件设备、软件程序、传感器阵列、执行机构以及电子电气分配系统。通过系统集成化的技术手段,电子电气架构将这些看似独立的组件无缝整合,构建起一个高效协同的整体。其核心要素可归纳为三大支柱:先进的软件设施、可靠的硬件设施,以及高效的动力与信号分配系统。正是这套系统,将软件与硬件有机融合,赋予汽车智能化的生命力。

未来的电子电气架构,已不再局限于满足车辆本身的基础功能与服务。随着车联网技术的飞速发展,它正逐步延伸至云端,实现车与车、车与交通基础设施、车与人的全方位互联。这种互联互通的能力,将成为未来智能交通体系的关键支撑。

然而,随着智能化汽车与新能源汽车的蓬勃发展,对电子电气架构的要求也水涨船高。用户体验系统、娱乐系统、互动系统以及主动安全功能的不断完善,使得现有的电子电气架构逐渐显得力不从心。空间不足、成本攀升、物理安装困难等问题日益凸显,传统的架构已难以承载日益增长的智能化需求。特别是在自动驾驶与新能源汽车领域,现有架构的负载能力已接近极限,迫切需要一场深刻的变革。

在汽车制造的三大核心领域——车身、底盘与电气中,电气部门往往扮演着“幕后英雄”的角色。车身的美观与底盘的性能,公众有着直观的评判标准;而电气性能的优劣,却往往被忽视。然而,正是这群默默无闻的电气工程师,用他们的智慧与汗水,为汽车赋予了丰富多彩的功能与无限可能。本文将从电子电气架构这一“隐形领域”入手,揭开电气工程师们神秘的面纱,为有志于投身这一行业的人才提供一份宝贵的参考与启示。

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电气架构的起源:从机械到智能的跨越

1885年,德国工程师卡尔·佛里特立奇·奔驰(Karl Friedrich Benz)成功研制出世界上第一辆马车式三轮汽车,这一创举标志着汽车时代的正式开启。然而,在那个时代,汽车仅仅是一个纯机械的产物,电气系统尚未融入其中,“电气架构”这一概念更是无从谈起。

随着汽车技术的不断演进,客户需求日益多样化,汽车大灯应运而生,成为汽车电气化的起点。从最初的煤油灯、乙炔灯,到如今的LED大灯乃至部分高端车型配备的激光大灯,汽车照明技术经历了翻天覆地的变化,不仅照亮了前行的道路,更彰显了科技的魅力。或许在未来的某一天,随着自动驾驶技术的成熟,汽车大灯的需求将逐渐淡化,但这一演变过程无疑见证了汽车电气化的重要一步。

照明系统的引入,催生了汽车电气系统的初步构建。为了驱动大灯,蓄电池应运而生,为汽车提供了稳定的电力来源;而线束的铺设,则构建了电力传输的“高速公路”,确保电能能够顺畅地送达每一个用电设备。为了灵活控制大灯的开关,人们设计了精巧的开关装置;为了维持电池的电量平衡,发电机被集成到汽车系统中,实现了电能的自给自足。此外,为了保障行车安全,防止线束短路引发的火灾,保险丝作为电气系统的“安全卫士”,默默守护着每一辆汽车。

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然而,随着电气系统的日益复杂,传统开关在控制大电流时暴露出诸多问题,如飞弧现象和触点烧蚀等。为了解决这些难题,继电器这一创新元件被引入汽车电气系统,它如同一位智能的“中间人”,在开关与负载之间搭建起一座桥梁,有效隔离了大电流对开关的直接影响,确保了电气系统的稳定运行。

这一系列的技术革新,不仅推动了汽车电气系统的不断完善,更为后续电子电气架构的诞生奠定了坚实的基础。从最初的简单照明系统,到如今高度集成、智能化的电子电气架构,汽车电气化的每一步都凝聚着工程师们的智慧与汗水,见证了汽车工业从机械时代向智能时代的华丽转身。

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出于一个看似简单的客户需求,汽车上竟需增添如此繁多的电器件,这背后实则是汽车电气化进程不断加速的生动写照。

随着汽车上电器件数量的日益增多,电气架构的雏形也逐渐显现。它如同一位无形的指挥官,精心管理着汽车内部错综复杂的电气系统,确保每一处功能都能精准、高效地运行。

二、电气架构的系统分类与发展

自1920年代电子技术蓬勃发展以来,汽车行业也迎来了电气化的浪潮。越来越多的电子产品被巧妙地融入汽车之中,从简单的照明设备到复杂的控制系统,无一不彰显着科技的力量。为了有效管理这些日益增多的电子产品,汽车电气架构应运而生,并不断演进与完善。

随着汽车照明技术的不断革新,各式各样的灯具被精心布置在车身各处,形成了完善的照明系统,为驾驶者提供了全方位的视野保障。同时,电子技术的飞速发展也为汽车安全性能带来了质的飞跃。通过传感器、控制器与执行器的紧密协作,ABS(防抱死制动系统)等先进安全系统得以问世,有效防止了刹车时车轮抱死的情况,大大提升了行车安全性。

此外,随着人们对生活品质追求的不断提升,车内娱乐系统也日益丰富多样。从基础的收音机到高清触控屏、多媒体播放器,再到智能互联系统,车载娱乐系统已成

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