张彬　徐疏峰　苏东辉

摘 要：文章先分析了新能源汽车发展概况，随后介绍了智联网汽车整车电气系统智能化和自动化发展，包括图像传感器应用、超声波雷达应用以及惯性传感器应用，最后介绍了智联网汽车整车电气系统控制，包括预警功能分析、整车电气架构开发、关键方案设计、硬件模块化设计、软件分层设计，希望能给相关人士提供有效参考。

关键词：新能源汽车 智联网汽车 整车电气系统

1 引言

在社会持续发展和科技不断进步背景下，新能源汽车以及智联网汽车相继诞生，新能源汽车将高压蓄电池当成基础动力来源，整车电气系统整体创新优化和传统汽车比起来拥有更好的节能效果。新能源汽车作为智联网汽车基础载体，经过不断创新改进和完善优化进一步提高了智联网汽车整体智能化和自动化水平，增强了汽车驾驶安全性。

2 新能源汽车发展状况分析

现代化社会背景下基于先进科技支持，促进我国汽车产业实现全面创新发展，进一步扩大汽车销量。汽车在成为全新代步工具后，随着科技发展和市场规模持续扩张，汽车逐渐变成人们日常生活的基础必需品，社会关于汽车的需求也越加多样化，立足于政府视角分析，汽车大范围扩张对社会公众造成一定影响，比如能源不足以及环境污染等问题，城市中的交通问题也越加突出。而从车主自身角度分析，对于汽车驾驶便捷度、舒适性以及安全性也提出更高要求。新能源汽车也基于该种背景下诞生，新能源汽车特别是电动汽车持续创新发展，进一步通过电能取代石油能源提高了汽车行驶环保性和清洁性，有效改善了当下的环境污染和能源问题。

结合我国汽车产业发展规划分析，我国新能源汽车在2019年的销售量已经破百万，未来将会不断增长，结合相关预测分析，我国新能源汽车整体保有量将会突破五百万。中国作为新能源汽车最大的销售市场，首先来对新能源汽车相关电气系统进行综合分析，和传统汽车比起来，以新能源汽车中的纯电动汽车为例进行分析，其主要通过高压电池进行供能，借助电力转换装置针对现有电能实施合理转化，随后借助电机把高压电能进一步转换成机械能，利用出传动系统发力带动汽车前进。汽车在减速和制动过程中，主要将电机当成发电机实施发电，随后利用电力转化系统把所性能电能进一步转化为高压直流电，为汽车电池充电。汽车相关能量利用率远远超出一般汽车。除此之外，新能源汽车因为基础电能来源是高压电池，和一般汽车中仅设置12V蓄电池比起来，进一步扩展了电能利用方式，延伸电能应用范围。比如数据处理系统、电池控制系统以及整车控制系统能够支持对整个车辆行驶状态以及不同子电气系统实现精准化管理和全面控制。以新能源汽车为基础优化改造整车，借助电力能源提高整车运行安全性和舒适度。基于先进科技支持下诞生的智联网汽车能够从某种条件下对相关问题进行有效处理，新能源汽车也是促进智联网汽车进一步创新发展的最佳载体。

3 智联网汽车整车电气系统智能化和自动化发展

3.1 图像传感器应用

和新能源汽车比起来智联网汽车的整车电气系统得到全面优化提升。智联网汽车对应电气系统能够促进整车实现自动化和智能化发展，为促进整车的自动化、智能化发展，需要针对整车电气系统合理增设不同类型传感器。图像传感器具体功能和正常图像传感器不同，包括信号处理以及镜头采集信息两部分构成。整个系统可以借助转换设备将所采集图像信息进一步处理分析转化成二维数据，为后期图像匹配提供基础参考依据，随后借助该项工作准确判断交通标志、行车线、行人以及来往汽车，做好图像处理工作。除此之外，还可以结合物体实际运行状态和运动模式判断物体和车辆之间的相对距离以及行动速度，主要可以分成多目摄像装置、鱼眼单目摄像以及一般单目摄像。智联网汽车内的电气系统中合理设计安装摄像装置能够支持各种功能实现，首先能够对汽车自身和所处环境条件进行全面监测，比如应用鱼眼摄像能够实时监察整车所处环境状态。其次可以利用摄像装置监控驾驶员具体活动行为，为后期实施有效的控制预警，提醒驾驶状态奠定良好基础。除此之外，汽车能够借助摄像装置准确识别前往目標，掌握目标动态活动参数，进行精准测量。

3.2 超声波雷达应用

智联网汽车对应整车电气系统内优化设置超声波雷达，此种技术处于新能源汽车以及传统汽车内普遍被当成辅助泊车以及倒车雷达。超声波雷达处于智联网汽车内可以与控制系统进行有效配合，促进智联网汽车实现自动化停车。因为超声波雷达存在声波频率方面的限制。智联网汽车对应整车电气系统同时涵盖毫米波雷达，可以对那些近距离毫米波实施有效监测，基于控制系统辅助下能够促进驾驶员进行变道操作。除此之外，当前所出现的各种交通施工普遍是行车盲点造成的，基于毫米波雷达有效辅助能够帮助驾驶员强化盲点监控。辅助变道功能实现无法脱离毫米波雷达，后期运行中发挥出辅助变道功能也需要借助毫米级雷达，后续发挥出其他辅助功能，比如紧急制动对应电气控制模块内同样设置毫米波雷达，毫米波雷达可监控范围较广，监测距离远，能够支持自动驾驶系统功能实现，帮助合理确定障碍物所处范围，明确角度和速度要求。智联网汽车中同样也应用各种激光雷达装置，整车电气系统内合理设置激光雷达可以辅助汽车进行精准测距，通常在四周设置激光雷达，或在车顶设置激光雷达。

3.3 惯性传感器应用

在智联网汽车内也经常可以看到各种惯性传感器，将其设置于汽车安全气囊以及防盗系统内可以发挥出良好的空间定位功能。比较分析智联网汽车相关整车电气系统可以发现其中各种传感器的摄像装置具有较强的远距离探测能力和强大的目标识别能力，容易受到恶劣环境和气候等方面的影响，同时系统夜间处理能力较差，导致其充当车用传感器过程中，一旦遇到前方障碍物以及各种报警状况条件下存在某种错误报警风险，即向整车电气系统以及车主提示错误信息，导致行驶系统和整车电气系统出现动作误差。车速测量活动中，对应摄像采集能力较差。超声波具有较强的夜间运行能力，不会受到气候环境过大的影响，但在远距探测方面存在一定问题，整体目标识别能力较差，相关运行状况会被各种烟雾、雨雪等恶劣环境状况影响，该种状况下容易导致整车控制系统于车辆前行中针对道路状况进行错误判断预警，因为辅助控制和预警使得整车机械系统和电气系统产生错误动作。毫米波雷达具有强大的远距离探测和夜间监测功能，不会被气候环境所影响，但整体目标识别性能较差。综合比较不同传感器优缺点，通常会针对整车电气系统内设置两种以上传感装置，支持设备协调发展，准确感知车内外环境状况。

4 智联网汽车整车电气系统控制

4.1 预警功能分析

智联网汽车在新时期发展中能够支持实现多样预警功能，整车电气系统通过协调配合实施辅助驾驶和自动驾驶需要一定功能支持。整车电气系统控制方面，智联网汽车主要策略如下。整车电气系统内不同预警功能实施中需要一定条件支持，并基于司机和整车状态满足基础条件，会自动撤销预警。比如针对前行碰撞问题进行预警过程中，驾驶者未主动刹车，车辆高速行驶和不处于变道条件下，整车电气系统能够借助传感器对车辆前行中的环境状况进行全面监测，在出现向前碰撞风险条件下能够自动发出预警蜂鸣。应用传感器设备针对前方车辆进行测距监控中，提醒前方车辆间隔距离前，汽车内的控制系统能够对车速进行判断，分析是否超速，车辆是否存在其他故障，随后在驾驶者未及时刹车以及变道条件下提醒相关行为。基于上述两种状况，整车电气系统控制中的预警退出基础条件包含车辆低速运行、车辆转弯以及驾驶者主动刹车，启动电气系统功能是实现相关预警功能的基础前提。汽车想要进一步发挥出疲劳监控功能，等待驾驶员启动相关功能后，处于良好光线条件下，车辆行驶速度超出特定范围内，假如监测到汽车驾驶者出现疲劳状态能够进行提示预警。汽车实施前方交通穿行相关示警功能中主要控制策略如下：

智联网汽车通过内部整车电气系统互相协调配合能够发挥出汽车辅助驾驶功能。比如自动紧急刹车以及辅助保持行驶车道等功能。控制辅助和预警功能不同，能够支持实现整车动作，即利用整车电气系统控制车辆行驶过程。例如车辆处于特定运行条件下，可能出现碰撞隐患，可以借助紧急自动刹车功能促进整车控制系统自动开启。

智联网汽车在我国拥有较大的发展优势和发展潜力。除此之外，立足于汽车产业发展层面分析，关键零件以及核心技术之间形成较大竞争力。比起传统汽车，新能源汽车主要差异是关于电能利用，在促进整车电气系统持续创新发展进化基础上，智联网汽车能够帮助改善汽车所形成的交通隐患，从而进一步降低交通事故几率。基于新能源汽车相关电气系统进一步创新设计，最终所形成的智联网汽车具有良好环保特性，具有绿色特征，智联网汽车的智能化特性能够帮助驾驶者降低疲劳强度，提升道路交通效率。除此之外，智联网汽车在不断优化完善电气系统基础上能够促进实现共享出行，扩大车辆综合利用率[1]。

4.2 整车电气架构开发

整车电气架构设计开发中需要做好全面需求分析，电气架构需求作为架构开发早期，结合需求分析能够准确识别开发约束和开发目标，创建完善的功能场景。具体开发内容包括电气功能需求、控制策略、功能定义、信号设计、系统方案设计、保险丝选取、整车功能性测试、供电方式等。围绕智联网汽车相关电气架构设计和一般汽车电气架构不同，需要进一步突出域控制器架构、高带宽车载通信、自动驾驶、车联网以及智能座舱等内容。相关领域开发应用可以进一步提升电气架构智能化、共享化以及网联化。面向智联网汽车进行电气架构设计需要满足车辆在多种场景中的稳定运行需求，保证车辆便捷性和安全性，提高人机交互智能性，优化物联网和互联网间交互扩展性[2]。

4.3 关键方案设计

车身控制器相关设计方案联系具体需求需要满足各项功能要求。通过细致分析各种功能模块的信息传输能够进一步得出和车身控制器关联系统，包括天窗系统、安全气囊、组合仪表、组合开关、控制器、保险丝盒、一键启动、智能进入以及空调系统等。整车电气架构对应系统方案设计涵盖各种电气系统方案。初步确定系统功能框架后能够进一步得到不同电气系统内在信号联系。综合考虑不同系统实际信号需求，获得整车信号需求。通过硬线连接不同系统，支持网络总线连接，需要对电器设置部位以及信号接收技术难度进行系统分析，比较网络连接和硬线连接成本进行设计。硬线连接下无法支持多方信号接收，任意修改都会导致硬件插接件变更，具有较长验证周期，但能够减少驱动芯片以及网络控制芯片相关设置成本，消除网络软件设计。在网络模块逐渐降低成本背景下，后续网络信号修改更加便捷，缩短周期，一个网络信号能够支持多个控制器同步接收，网络连接逐渐取代硬线连接。结束整车电气信号策略设计以及整车电气框架设计后，针对系统网络进行优化设计。对应网络设计分为网络拓扑以及整车通信矩阵。整车电气原理图设计中需要率先采集整车用电信息，为整车电气原理图、用电器接口、发电机选型、线束设计和电源设计提供有效参考依据。明确各个用电器、系统和电源/保险丝，其他系统连接模式，网络线束和连接线的编号、线径以及色彩等，插接件针脚和线束明确列表，构建不同系统整车电气设计图[3]。

4.4 硬件模塊化设计

针对电子硬件和结构实施模块化分解，汽车不同型号联系不同子模块实施全面整合，满足变型车设计需求。变型车对于电器结构、造型拥有不同需求，针对电器结构件设计需要联系汽车具体造型特征和安装需求实施差异化设计，但应该尽量保障内部核心元件一致性，支持零件实现通用化发展。中空台多媒体针对显示屏实施模块化设计，相同显示屏搭配不同边框模块构成多样显示部件。结合电子架构设计相关功能模块，支持顺利实现输入输出，对关联电子组件进行准确演算，结合最高功能需求设计传输接口以及电子线路，满足汽车电气功能需求[4]。

4.5 软件分层设计

针对控制器软件实施有效分层设计，具体可以划分成车型配置、标定软件以及基础软件。其中基础软件模块和电子硬件、结构件充当基础零部件，供应商负责直接供应。配置软件以及标定软件充当单独零件，整车生产厂家负责线上直接组装。软件模块化能够从最大程度上提升控制器的通用化性能，不但能够于平台内实现跨车型，同时还可以支持跨越平台，扩大规模化发展水平。后期开发设计中只需对应相关配置软件和标定软件模块，进一步减少软件开发周期，减少设计开发费用。对于售后缺陷只需对部分软件进行刷新，保持元件良好通用性[5]。

5 结语

综上所述，随着时代发展，人们对于汽车性能提出更好要求，关于汽车网联化、智能化、电动化以及共享化需求相继提升，同时进一步从国家战略发展层面提出智联网汽车电气系统研发需求。为此需要基于整车层面，联系智联网汽车电气架构需求，提出有效设计实施方案，促进智联网汽车整车电气系统实现进一步创新发展。

“2021年度吉林省职业教育科研课题”课题名称：汽车专业“技能导师工作室”建设研究与实践，项目批准号：2021XHY129。

参考文献：

[1]向朝参，李耀宇.基于深度强化学习的智联网汽车感知任务分配[J].计算机学报，2022，45（05）：918-934.

[2]张薇薇，魏代礼.移动网络新媒体时代下的新能源汽车销售策略研究[J].办公自动化，2022，27（22）：18-20.

[3]郭美华，刘杰.“新能源汽车技术”在智能网联背景下的高职高专教育课程体系构建探索[J].时代汽车，2021（07）：107-108+111.

[4]马子程，张建琦.智联网情境下企业商业模式创新的三阶段动力机制探究[J].广东财经大学学报，2021，36（01）：61-72.

[5]李保生，曾宪宁.某电动汽车无线电骚扰窄带超标问题的排查与优化[J].中国汽车，2022（11）：38-41+53.