使用生成设计转换电动汽车电气系统-Rtinsights

通过采用生成设计方法，汽车公司可以导航电动汽车开发的复杂性，提高设计性能和速度创新。

随着电动汽车市场（EVS）的发展，初创企业和旧版球员面临着不断增长的压力，可以提供高性能，功能丰富和安全的车辆，以比以往任何时候都更快。但是，除了设计内燃机（ICE）汽车的机械挑战外，电动汽车还具有主要的电气组件，需要新的设计方法。EV汽车制造商越来越多地探索生成设计以解决这些问题。

为什么？电力总成的复杂性，高级驾驶员辅助系统（ADA），信息娱乐和关键性电子产品的复杂性超过了传统的工程工作流程。生成设计提供帮助，因为它提供了一种基于规则的，自动化驱动的方法，该方法有望简化EV电气系统设计。

为什么电动汽车设计达到临界点

现代车辆已经充满了复杂的电子系统。从触摸屏仪表板到管理转向和油门的智能传感器，电气系统是当今驾驶体验不可或缺的。电动汽车进一步依赖电子设备，从推进到空调，每个功能都是电力的。

电子产品的扩散大大增加了功耗。与具有冰的后备以帮助充电电池的混合动力模型不同，完全电动汽车仅依赖于存储的电池能量。每个传感器，每个显示器和每条代码都很重要，因为它们直接影响车辆范围和性能。

对于电动汽车制造商而言，这增加了赌注。仅仅将新技术铺设到遗产设计上还不够。必须从地面重新构想电气和电子（E/E）架构。具体而言，必须优化它们以效率，成本，重量和合规性。这些都是生成设计可以提供帮助的所有领域。

参见：在压缩汽车时间表中平衡速度和质量

什么是生成设计？

生成设计是一种智能，自动化的工程方法，在该方法中，将系统需求和约束用作输入，以生成逻辑，硬件，软件和网络的优化建筑建议。有人说这类似于数字设计助理，该数字设计助理应用了多年的工程知识和规则来生成人类可能不容易看到的解决方案。与单独的人相比，它可以更快，准确性。

生成设计的核心是基于规则的自动化，它可以编码机构知识并始终如一地应用它。现有的工程实践嵌入了设计过程的每个阶段，甚至指导初级工程师生产强大的优化系统。这导致了专业知识的民主化，这在人才和时间短暂供应的快速发展景观中至关重要。

生成设计如何工作

生成设计始于功能模型，该模型是E/E系统预期行为的抽象表示。这些模型可能来自各种格式SYSML图，电子表格或Visio文件。然后将这些不同的输入在电气系统设计环境中归一化。

一旦标准化，工程师就可以生成多个设计建议，以自动整合关键设计规则。这些建议涵盖了从电力网络到ECU（电子控制单元）位置和信号路线的所有内容。然后，团队可以评估和比较不同的体系结构，选择最能平衡性能，重量，成本和合规性的架构。

从那里开始，设计流扩展到线束设计，制造文档，甚至是特定于VIN的服务手册，从而创建了从概念到服务的无缝管道。

解决电动汽车生产的现实世界挑战

从一次性原型过渡到大规模生产的电动汽车提出了许多挑战。制造商必须在达到严格的安全标准和控制成本的同时扩展其设计。生成设计以多种方式解决了这些问题，包括：

• 在平台环境中的设计：生成工具允许工程师考虑整个车辆平台，最大程度地减少子系统之间的接口错误和接线冲突。
• 速度和敏捷性：自动化在不牺牲质量的情况下加速发展，从而降低了后期重新设计的风险。
• 跨域整合：电气系统不存在于真空中。生成设计平台与机械和软件工具集成在一起，允许跨域的实时协作和数据连续性。

发生变化时，这种方法尤其有价值。例如，移动ECU可能会影响网络延迟或信号完整性。生成设计环境支持全面的影响分析，显示了一个人如何通过系统改变级联的传统方法难以有效地做到。

生成设计的最不被评估的方面之一是它创造的真理的单一来源。从初始系统定义到生产和服务文档，每个设计元素都是可追溯和控制的。这种连续性确保所有团队都在使用最新的，经过验证的数据，并且可以在每个步骤都证明遵守安全和认证标准。

设计规则检查内置在环境标志中，在达到原型阶段之前，诸如未终止的线或不一致的束长度之类的错误和昂贵的错误。这导致了更好的初次质量，并大大减少了对返工的需求。

电动汽车竞赛的战略优势

领导电动汽车市场的竞赛不仅涉及性能规格或充电范围。关于谁能在提供创新，可靠和可扩展的产品的同时，谁能最好地管理复杂性。生成设计提供了战略优势：

• 自动捕获和应用专家知识
• 通过智能自动化加速发展
• 确保可追溯性和遵守行业标准
• 允许有效地重复使用跨平台的经过验证的设计
• 启用跨域协作和数据共享

对于初创企业来说，这意味着在没有大型高级工程师团队的情况下，可以实现OEM级设计质量。对于已建立的汽车制造商来说，这意味着在不再奖励较慢迭代的市场中保持敏捷和竞争力。

这些功能至关重要，因为电动汽车行业的成熟以及对电气系统的需求加剧。新车辆将托管更多的传感器，更多的ECU和更多的接线。凭借更大的连接性，网络安全需求和自动驾驶功能，生成设计迅速成为必要。

通过采用生成设计方法，汽车公司可以导航电动汽车开发的复杂性，提高设计性能和速度创新。