張新豐，楊殿閣，連小珉

（1.同濟(jì)大學(xué) 汽車學(xué)院，上海201804；2.清華大學(xué) 汽車安全與節(jié)能國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100084）

20世紀(jì)初德國(guó)博世公司陸續(xù)發(fā)明了高壓磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)、起動(dòng)機(jī)、直流發(fā)電機(jī)，隨后電動(dòng)雨刮器、前照燈等各種電器在汽車上開(kāi)始廣泛使用，20世紀(jì)50年代汽車上開(kāi)始安裝電子管收音機(jī)和晶體管收音機(jī)，1960年硅整流交流發(fā)電機(jī)開(kāi)始在美國(guó)克萊斯勒汽車公司和日本日產(chǎn)汽車公司應(yīng)用，不久便迅速推廣到全世界，20世紀(jì)60年代發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù)開(kāi)始使用，80年代后期總線通信技術(shù)開(kāi)始大量使用.據(jù)統(tǒng)計(jì)，到21世紀(jì)初國(guó)外汽車各種電氣電子設(shè)備已經(jīng)占汽車總成本的30%［1］，汽車已經(jīng)變成一個(gè)由許多控制器和電器構(gòu)成的非常復(fù)雜的分布式控制系統(tǒng).

1 汽車電子電器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演變與創(chuàng)新

汽車電器指對(duì)汽車上的電路進(jìn)行接通和分?jǐn)?、?duì)電路參數(shù)進(jìn)行變換以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或用電設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)、切換、檢測(cè)和保護(hù)等作用的電工裝置、設(shè)備和元件.現(xiàn)代的汽車電器由于功能、用電量、外觀造型等因素差異很大.為了便于對(duì)汽車電器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，這里對(duì)獨(dú)立的汽車電器進(jìn)行定義.可通過(guò)線束與汽車電器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電氣分離的車載用電設(shè)備稱為一個(gè)汽車電器.

隨著汽車性能提升、電子技術(shù)的發(fā)展，汽車上電器的數(shù)量逐年增加，并出現(xiàn)了許多集成數(shù)字電路、能控制電器工作狀態(tài)改變的控制電路.功能上完整、物理上獨(dú)立并通過(guò)導(dǎo)線與汽車電器相連的成片數(shù)字邏輯電路稱為控制器，控制器也是一種電器.

按上述定義，可對(duì)汽車上的電器和控制器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并定義分布指數(shù)i，i＝c／d，式中：c為控制器數(shù)目；d為電器個(gè)數(shù).比如一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)關(guān)控制器，既是一個(gè)電器，同時(shí)也是一個(gè)控制器；具有網(wǎng)關(guān)功能1個(gè)車身控制模塊（body control module，BCM）也只能算做1個(gè)電器和1個(gè)控制器；普通的汽車組合前燈可以算1個(gè)電器，但不是控制器.分布指數(shù)i為0～1之間的正實(shí)數(shù)，0表示沒(méi)有控制器，系統(tǒng)為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，1表示全分布式電器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所有電器中均含有控制器.i能綜合反映汽車電器系統(tǒng)中控制器相對(duì)于電器的控制水平和控制器的分布程度：分布指數(shù)越小，表明控制器所占比重越少，分布設(shè)計(jì)程度不高，反之則系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布程度高.

汽車電子電器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷演化與發(fā)展創(chuàng)新，其典型的結(jié)構(gòu)有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接系統(tǒng)、集中式控制系統(tǒng)和分布式控制系統(tǒng)等，如圖1所示.

圖1 汽車電器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.1 Automoitve electrical system architecture

圖1 a～1c所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，i分別為0，0.05和0.36.最早的汽車電器導(dǎo)線互相連接，直到20世紀(jì)80年代初期所有汽車均使用這樣的電器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖1a所示.80年代中后期開(kāi)始，基于單片機(jī)的電子控制技術(shù)大量使用，中央集中式控制器開(kāi)始應(yīng)用［2］，90年代后期車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大量應(yīng)用，分布式控制系統(tǒng)開(kāi)始出現(xiàn)，汽車電器系統(tǒng)分布指數(shù)大為提高.比如飛思卡爾、恩智浦和沃爾沃都提出自己的汽車電器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)［3］，斯堪尼亞卡車［6］、大陸汽車、沃爾沃［7］等都采用了多總線結(jié)構(gòu)，其分布程度及發(fā)展趨勢(shì)如圖2所示.

由圖2的發(fā)展趨勢(shì)可以看出，如果采用分布指數(shù)來(lái)指示，則從20世紀(jì)90到現(xiàn)在，其分布指數(shù)從不足0.10逐步增加到0.20，表明汽車電子電器系統(tǒng)的分布程度越來(lái)越高，張新豐提出的智能電器系統(tǒng)［8］是一種近似全分布式的控制系統(tǒng).

圖2 汽車電器系統(tǒng)分布控制發(fā)展現(xiàn)狀Fig.2 Development trend of automotive distributed system

2 全分布式汽車電器系統(tǒng)構(gòu)架

全分布式結(jié)構(gòu)中所有電器均為智能電器，系統(tǒng)連接由2個(gè)獨(dú)立的部分組成，即數(shù)字信號(hào)網(wǎng)絡(luò)和供電網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)如圖3所示.圖中，δi，j為局域電器；di為骨干電器，γj為第j個(gè)網(wǎng)關(guān)；Lj為第j個(gè)局域網(wǎng)；為第j個(gè)復(fù)合智能電器；C為骨干網(wǎng)絡(luò)；E為電網(wǎng)絡(luò)；L為局域網(wǎng)絡(luò)集；CCCU為中央?yún)f(xié)調(diào)器（central coordination control unit）.如圖3所示，數(shù)字信號(hào)網(wǎng)絡(luò)具有分層結(jié)構(gòu)，是由C和L構(gòu)成，并且所有車載電器都具有數(shù)字化接口，并通過(guò)C或L網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái).骨干網(wǎng)是整車范圍內(nèi)數(shù)字通信的唯一網(wǎng)絡(luò)，目前的主流技術(shù)為高速CAN總線；而局域網(wǎng)主要用于分擔(dān)整車網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，并以位置空間或功能需求進(jìn)行電器劃分.

圖3 全分布式汽車電器系統(tǒng)構(gòu)架Fig.3 Completely distributed electrical system architecture

全分布式汽車電器系統(tǒng)中引入電源網(wǎng)絡(luò)E，電源網(wǎng)由多個(gè)獨(dú)立的 “電源通道”構(gòu)成，并且：①為所連接的電器提供電源并且在汽車停機(jī)狀態(tài)下控制靜態(tài)電源消耗；②監(jiān)控蓄電池狀態(tài)，以減小蓄電池因長(zhǎng)期電力消耗導(dǎo)致虧電的可能性；③檢測(cè)通道上的電流，當(dāng)電流超過(guò)合理范圍時(shí)關(guān)閉通道以達(dá)到整車安全用電目的.

與骨干網(wǎng)絡(luò)C相連的中央?yún)f(xié)調(diào)器用于執(zhí)行整車的控制邏輯并協(xié)調(diào)整車電器正常工作.電器通過(guò)數(shù)字接口與中央?yún)f(xié)調(diào)器進(jìn)行指令和信息的交換.在全分布式汽車電器系統(tǒng)中，對(duì)整車電器的控制指令都從中央?yún)f(xié)調(diào)器中發(fā)出，如圖3中指令流所示.指令流進(jìn)入骨干電器di或通過(guò)網(wǎng)關(guān)γi進(jìn)入局域電器δi，j，同時(shí)從電器中發(fā)出的狀態(tài)信息都在數(shù)字信號(hào)網(wǎng)絡(luò)（C及L）上實(shí)現(xiàn)共享.駕駛員的輸入控制操作被諸如組合開(kāi)關(guān)、控制面板、車載電腦等電器接收，并通過(guò)數(shù)字信號(hào)網(wǎng)傳遞到中央?yún)f(xié)調(diào)器，中央?yún)f(xié)調(diào)器檢查相關(guān)電器的狀態(tài)，并根據(jù)控制邏輯發(fā)出控制指令，然后由相應(yīng)的執(zhí)行電器執(zhí)行指令.由于中央?yún)f(xié)調(diào)器，系統(tǒng)中的電器只保留最基本的控制及診斷功能，與其他電器建立了間接的邏輯關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了相對(duì)獨(dú)立性，提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性.

與現(xiàn)有的分布式系統(tǒng)相比，全分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)勢(shì)：①數(shù)字化全分布式的系統(tǒng)對(duì)每個(gè)電器進(jìn)行單獨(dú)控制和診斷，并在車載電腦、控制面板和操作按鈕的幫助下很容易實(shí)現(xiàn)多模式操控；②具有很大的可配置、可維護(hù)與可升級(jí)性，標(biāo)準(zhǔn)化的電氣接口能夠在不改變上述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和線束的前提下衍生出多個(gè)汽車型號(hào)的配置；③由于全分布式系統(tǒng)中電器的相對(duì)獨(dú)立性，全分布式汽車電器系統(tǒng)便于對(duì)故障電器隔離，提高了系統(tǒng)的可靠性.

3 全分布式系統(tǒng)數(shù)學(xué)描述與設(shè)計(jì)

全分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通過(guò)數(shù)字信號(hào)網(wǎng)絡(luò)和電源網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息與能源的傳遞并使用不變線束實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)連接.

3.1 分布式數(shù)字信號(hào)網(wǎng)絡(luò)

為達(dá)到減小網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度和網(wǎng)負(fù)載的目的，整車電器被分為2類，即骨干電器和局域電器，并被分配到骨干網(wǎng)和局域網(wǎng).骨干電器與局域電器的分類原則如下：①有較高時(shí)效性信息交換要求；②有大量信息交換的要求；③在原車電器系統(tǒng)中有較高安全性相關(guān)要求.

局域電器根據(jù)實(shí)際空間位置、功能需求和布線約束組成局域網(wǎng)絡(luò).局域網(wǎng)組合需要考慮以下幾點(diǎn)：①實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)所用技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)限制；②權(quán)衡增加節(jié)點(diǎn)和新建網(wǎng)絡(luò)所需的費(fèi)用；③潛在的擴(kuò)展性（系統(tǒng)配置升級(jí)）要求.

數(shù)字信號(hào)網(wǎng)絡(luò)由骨干網(wǎng)C和若干局域網(wǎng)Li組成式中：bC為骨干網(wǎng)線束，比如CAN總線等；D為骨干電器集，包括2類：?jiǎn)涡凸歉呻娖骱蛷?fù)合型骨干電器式中：di為單型骨干電器，i＝1，2，…，N；N和M分別為單型骨干電器數(shù)和復(fù)合型骨干電器數(shù).局域網(wǎng)絡(luò)集為局域網(wǎng)絡(luò)數(shù).Lj＝式中：bj為局域網(wǎng)線束，比如LIN總線等；Δj為局域電器集；m（j）為局域電器集Δj中電器數(shù).

骨干網(wǎng)C和局域網(wǎng)Lj通過(guò)網(wǎng)關(guān)γj相連，網(wǎng)關(guān)的作用是過(guò)濾并轉(zhuǎn)發(fā)與之相連2個(gè)網(wǎng)絡(luò)間的消息.網(wǎng)關(guān)γj和局域網(wǎng)Lj構(gòu)成式（3）中所述的復(fù)合型智能電器＝（Lj，γj），j＝1，2，…M.

3.2 分布式電源網(wǎng)絡(luò)

全分布式控制電器系統(tǒng)中電源需求分為2個(gè)部分：低壓弱電電流消耗和高壓強(qiáng)電電流消耗.低壓弱電流消耗指電器內(nèi)部控制器和數(shù)字信號(hào)網(wǎng)絡(luò)等電子電路的用電，電壓一般可采用12V或5V甚至更低；高壓強(qiáng)電電流消耗指電器負(fù)載部分的消耗（新能源汽車上的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)用電源暫時(shí)不在本系統(tǒng)考慮范圍之內(nèi)），其電壓有12V（轎車）或24V（客車），甚至有向42V系統(tǒng)推廣的趨勢(shì)［9］.低壓弱電流需要1個(gè)不受電器系統(tǒng)工作干擾的穩(wěn)定電源，并有很小的功率消耗；高壓大電流則對(duì)電源電壓質(zhì)量要求不敏感，并有很大的功率消耗.

全分布式汽車電器系統(tǒng)中的電源網(wǎng)絡(luò)E包括弱電電源Ef和強(qiáng)電電源Ep兩個(gè)部分，E＝（Ef，Ep）.弱電電源用于給電器中的控制器、總線等供電，包括3個(gè)電位線.Ef＝（es，et，ed），式中：es為常通電源，用于駐車后不間斷工作的電器，比如鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)、時(shí)鐘及中央?yún)f(xié)調(diào)器等；et為可控電源；ed為前述電源地線.強(qiáng)電電源用于給電器功率消耗部分供電，并且監(jiān)控用電，保持發(fā)電機(jī)、蓄電池的電量平衡.強(qiáng)電電源Ep包括2個(gè)部分式中：Q為電源通道集；G為接地（也稱車身搭鐵）點(diǎn)集.電源網(wǎng)絡(luò)E可采用智能電源管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)也是由1個(gè)網(wǎng)關(guān)和若干局域電器組成.其中1個(gè)局域電器管理1個(gè)電源通道q，利用電流檢測(cè)器和繼電器及電流保護(hù)電路等方法實(shí)現(xiàn)電源開(kāi)關(guān)控制、電流檢測(cè)和過(guò)流保護(hù)等功能［10］.

3.3 不變線束系統(tǒng)

根據(jù)有人統(tǒng)計(jì)，21世紀(jì)初一輛高檔汽車擁有多達(dá)400個(gè)的接插件和多達(dá)3 000個(gè)的接線端子［11］，線束電纜總長(zhǎng)度長(zhǎng)達(dá)1 500～2 000m［11］.線束制作的材料和勞動(dòng)成本占零部件費(fèi)用相當(dāng)?shù)谋壤?全分布式汽車電器系統(tǒng)的一個(gè)重要的特征就是簡(jiǎn)化汽車線束.全分布式汽車電器系統(tǒng)的線束結(jié)構(gòu)為H＝（HC，HL，HP），式中：HC，HL，HP分別為骨干網(wǎng)線束、局域網(wǎng)線束和電力線束.為簡(jiǎn)化安裝，骨干網(wǎng)線束和局域網(wǎng)線束在物理上都包含3個(gè)部分，如圖4所示的干線、支線及延長(zhǎng)線.

圖4 骨干網(wǎng)線束和局域網(wǎng)線束Fig.4 Backbone network harness and local network harness

骨干網(wǎng)線束HC定義了標(biāo)準(zhǔn)化的物理接插件及與插件端子對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線集WC，WC＝（cH，cL，es，et，ed，qc，gc），式中：cH和cL為CAN 信號(hào)雙絞線；es，et，ed為弱電電源線；qc和gc為強(qiáng)電電源.局域網(wǎng)線束HL定義了標(biāo)準(zhǔn)化的物理接插件及導(dǎo)線集Wj，Wj＝（et，ed，nj，qj，gj）.

電力線束用于給骨干網(wǎng)線束和局域網(wǎng)線束供電，其包括干線和諸多分支，如圖5所示.電力線束只包括由單線構(gòu)成的電源通道，其導(dǎo)線集WP＝｛qj｜j＝1，2，…，Q｝.

利用不變線束進(jìn)行整車的線束三維布置則變得相當(dāng)簡(jiǎn)單，比如根據(jù)電器的排列可采用魚骨型或門型布局［12］，二維工程圖紙則更加簡(jiǎn)化.

圖5 電力線束結(jié)構(gòu)Fig.5 Power network harness structure

4 基于關(guān)聯(lián)子系統(tǒng)的整車協(xié)調(diào)控制

中央?yún)f(xié)調(diào)器最關(guān)鍵的任務(wù)是根據(jù)數(shù)字信號(hào)網(wǎng)上的信息產(chǎn)生正確的控制指令，因此關(guān)鍵是整車協(xié)調(diào)控制算法.利用關(guān)聯(lián)子系統(tǒng)的方法來(lái)分析全電子汽車系統(tǒng)中電器的協(xié)調(diào)控制邏輯關(guān)系.

關(guān)聯(lián)子系統(tǒng)Ψ＝（xe，DX，DY，ce，Λe），DX，DY?D，式中：xe為協(xié)調(diào)控制指令；DX為受指令xe控制的電器集；DY為協(xié)調(diào)控制用信息來(lái)源電器集；ce為協(xié)調(diào)信息集；Λe為協(xié)調(diào)函數(shù).

中央?yún)f(xié)調(diào)器最重要的問(wèn)題是設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)函數(shù)Λe.協(xié)調(diào)函數(shù)Λe定義為從協(xié)調(diào)信息集ce（含從Ψ（x）個(gè)信號(hào)）到控制指令xe的映射：Λe：xe＝Λ（ci），ci∈ce，i＝1，2，…，Ψ（x）.為了便于使用代數(shù)工具來(lái)計(jì)算Λe的值，定義，式中：c為一個(gè)可以使用與（∧）、或（∨）、非（?）等算子的邏輯表達(dá)式；T與F表示真假值；m，n為數(shù)值.協(xié)調(diào)函數(shù)的設(shè)計(jì)原則為：①行駛安全優(yōu)先設(shè)計(jì)；②駕駛員意圖優(yōu)先設(shè)計(jì)；③最少電器狀態(tài)改變.

由于中央?yún)f(xié)調(diào)器是整車電器系統(tǒng)最關(guān)鍵的部件，除了保證其自身的可靠性外，還可采用對(duì)其進(jìn)行冗余備份及監(jiān)控的方法，提高全分布式汽車電器系統(tǒng)的可靠性［13］.

5 全分布式電器系統(tǒng)樣車驗(yàn)證與分析

對(duì)一輛國(guó)產(chǎn)大型客車的電器系統(tǒng)進(jìn)行了改造設(shè)計(jì)，以驗(yàn)證全分布式汽車電器系統(tǒng)的可行性.實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、防抱死系統(tǒng)等涉及到汽車動(dòng)力及安全相關(guān)的電器子系統(tǒng)仍保留原來(lái)的控制器，并作為骨干電器添加網(wǎng)絡(luò)通信接口，所有車身電器實(shí)現(xiàn)了全分布式控制.

5.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)骨干網(wǎng)和局域網(wǎng)數(shù)字信號(hào)網(wǎng)絡(luò)分別采用CAN總線和LIN總線技術(shù)加以實(shí)現(xiàn).由于全分布式汽車電器系統(tǒng)其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、供電方式、線束布置及協(xié)調(diào)控制邏輯等都已被大幅簡(jiǎn)化，因此實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)主要的工作量在于電器的智能化.如圖6a所示，通過(guò)分別對(duì)每個(gè)電器設(shè)計(jì)控制器達(dá)到電器的智能化目的.

第1步先根據(jù)3.1節(jié)所述電器分類及組網(wǎng)原則將原車所有電器分為骨干電器和局域電器，其中單型骨干電器如表1所列，共14個(gè)，其余72個(gè)局域電器構(gòu)成7個(gè)局域網(wǎng)，即7個(gè)復(fù)合型骨干電器.

圖6 智能電器結(jié)構(gòu)及樣機(jī)Fig.6 Smart device structure in automotive

表1 單型骨干電器Tab.1 Single backbone devices

第2步將所有原車電器中所含的電器件負(fù)載按電氣特性進(jìn)行分類和整理，得到其智能化控制所需控制指令、狀態(tài)信號(hào)以及硬件驅(qū)動(dòng)電路，得到如表2所示10類基本電器件.

表2中的基本電器件基本上能涵蓋現(xiàn)有車載電器所有的負(fù)載類型，即通過(guò)上述基本電器件組合可得到所有原車電器.也就是說(shuō)，每個(gè)電器可能只包含上述1個(gè)基本電器件（比如行駛燈），或多個(gè)基本電器件（比如前組合燈）.其中具有控制指令x的基本電器件可由電氣動(dòng)作，具有狀態(tài)信號(hào)y的電器件則定義該基本電器件輸出的狀態(tài).

表2 基本電器件分類Tab.2 Classification for basic devices

第3步對(duì)所有電器進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)，使得電器能進(jìn)行數(shù)字化控制，并具有標(biāo)準(zhǔn)化接口.智能化設(shè)計(jì)可采用模塊化設(shè)計(jì)方法，針對(duì)上述基本電器件設(shè)計(jì)電路模塊，然后進(jìn)行模塊組合，開(kāi)發(fā)出電器智能化所需控制器.智能電器原型樣機(jī)如圖6b所示.其中出現(xiàn)的內(nèi)部線束只有在原理樣機(jī)中出現(xiàn)，可通過(guò)將電器與控制器的集成化設(shè)計(jì)最終退化為印制電路（甚至芯片）內(nèi)部的導(dǎo)線.

最后進(jìn)行整車協(xié)調(diào)控制設(shè)計(jì)并完成全分布式汽車電器系統(tǒng)的集成，全分布式汽車電器系統(tǒng)的整車原理如圖7所示.

在圖7所示基于全分布式汽車電器系統(tǒng)的客車整車電器系統(tǒng)原理圖中共有單型骨干電器14個(gè)，局域電器72個(gè)，組成7個(gè)局域網(wǎng)，其中L1～L6分布在車前、車中前、車中中、車中后、車尾及車頂，智能電源局域網(wǎng)絡(luò)LPSN下有8個(gè)局域電器，7個(gè)用于控制電源通道，1個(gè)用于監(jiān)測(cè)蓄電池狀態(tài).

5.2 結(jié)果分析

原車電器系統(tǒng)經(jīng)過(guò)全分布式汽車電器系統(tǒng)改造后的大型客車在保持原有功能的基礎(chǔ)上增加了如電器自我診斷、多模式操作等新的功能，在不同的溫度、氣候及道路環(huán)境下對(duì)所有電器進(jìn)行了測(cè)試，證明系統(tǒng)是可靠的.全分布式汽車電器系統(tǒng)所用不變線束與原車線束相比導(dǎo)線和接插件定義具有不變特性，與電器種類和數(shù)量無(wú)關(guān)，因此大為簡(jiǎn)化，其結(jié)果如表3所述.

表3 不變線束與原線束對(duì)比Tab.3 Comparison between invariant and traditional harness

全分布式電器系統(tǒng)中控制器數(shù)量大幅增加而線束大幅簡(jiǎn)化，在提高整車性能的前提下，對(duì)于全分布式設(shè)計(jì)的附加總成分析如下：

（1）電器智能化所需控制器可以標(biāo)準(zhǔn)化，并可采用專用芯片，成本會(huì)大幅降低，計(jì)算機(jī)和內(nèi)存價(jià)格走勢(shì)能說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，如圖8所示.

圖8 全分布式設(shè)計(jì)附加成本主要因素價(jià)格變化Fig.8 Price of key factor for the additional cost of completely distributed system

（2）汽車線束生產(chǎn)是目前汽車工業(yè)中自動(dòng)化程度最低的環(huán)節(jié)，因此線束成本主要包括銅材和人工成本，銅材成本可參考倫敦金屬交易所公布的國(guó)際銅價(jià)，人工成本可參考《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》中按細(xì)行業(yè)分城鎮(zhèn)單位就業(yè)人員平均勞動(dòng)報(bào)酬中的交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)職工年收入，其年均變化規(guī)律如圖8所示.線束簡(jiǎn)化的節(jié)約必然會(huì)平衡由于控制器增加帶來(lái)的開(kāi)銷.從長(zhǎng)時(shí)間看不僅能平衡控制器增加的成本，且經(jīng)濟(jì)性會(huì)越發(fā)凸顯.

6 結(jié)論與展望

全分布式結(jié)構(gòu)利用獨(dú)立的數(shù)字信號(hào)網(wǎng)絡(luò)與獨(dú)立的電源網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)整車智能電器的數(shù)字化控制，并能提供穩(wěn)定的弱電電源和安全的強(qiáng)電電源，基于電器的標(biāo)準(zhǔn)化接口實(shí)現(xiàn)了汽車的不變線束，不變線束節(jié)省了導(dǎo)線，簡(jiǎn)化了布線設(shè)計(jì)，使得線束簡(jiǎn)化.系統(tǒng)利用中央?yún)f(xié)調(diào)器實(shí)現(xiàn)了整車協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)了智能電器的獨(dú)立控制.

全分布式汽車電器系統(tǒng)目前主要的問(wèn)題及未來(lái)的工作：① 實(shí)現(xiàn)全分布式設(shè)計(jì)的附加成本主要集中在電器智能化所需控制器上，至少當(dāng)控制器成本增加與線束成本減少維持平衡時(shí)，系統(tǒng)才能推廣；②全分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是一種理想體系結(jié)構(gòu)，可將上述全分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作為基準(zhǔn)方案，對(duì)現(xiàn)有電器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以可靠性、可配置性、標(biāo)準(zhǔn)化、經(jīng)濟(jì)性等為設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化.

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