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智能汽车：电子电气架构详解

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 机械工业出版社

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第1章 电子电气系统1

1.1 系统的定义2

1.2 系统工程4

1.3 系统思维7

1.4 汽车电子电气系统的构成8

1.4.1 汽车电子电气系统的

定义8

1.4.2 汽车电子电气系统三

视图9

1.5 汽车电子电气系统分解12

1.5.1 系统分解的目的和意义12

1.5.2 系统分解的4个步骤与

3个原则13

1.6 本章小结19

第2章 电子电气架构技术基础20

2.1 架构的定义20

2.1.1 架构词解21

2.1.2 架构与系统的关系21

2.1.3 电子电气架构22

2.2 电子电气架构三视图23

2.2.1 逻辑视图24

2.2.2 物理视图26

2.2.3 过程视图27

2.2.4 3种视图的关系29

2.3 电子电气架构的4个子架构30

2.3.1 网络架构31

2.3.2 电气架构35

2.3.3 功能架构41

2.3.4 软件架构44

2.4 理解架构设计与系统开发的

关系56

2.4.1 架构设计与城市规划57

2.4.2 系统开发与街区设计57

2.4.3 零部件设计与建筑设计58

2.4.4 供应商开发与施工实现58

2.4.5 架构设计的重要性58

2.4.6 架构设计与系统开发的

区别59

2.5 架构设计的意义59

2.6 本章小结60

第3章 电子电气架构的发展

历程61

3.1 IPO模型61

3.2 电子电气架构发展的驱动

因素63

3.2.1 汽车电子的诞生63

3.2.2 ECU的诞生64

3.2.3 汽车电子电气架构的

诞生65

3.2.4 汽车电子的6个发展

阶段65

3.3 基础技术的发展66

3.3.1 芯片66

3.3.2 通信和网络68

3.3.3 软件73

3.3.4 电气架构的相关技术89

3.4 电子电气架构的演进93

3.4.1 车身控制模块的诞生93

3.4.2 电子电气架构的演进94

3.4.3 电子电气架构的8条

基本发展规律101

3.5 本章小结102

第4章 系统开发方法与工具103

4.1 基本开发方法103

4.1.1 正向开发与逆向工程103

4.1.2 瀑布开发模型104

4.1.3 瀑布开发模型在整车

开发中的应用107

4.2 需求工程110

4.2.1 需求的定义111

4.2.2 需求的种类112

4.2.3 需求工程的5个活动113

4.2.4 需求工程的意义和

目的120

4.3 基于模型的系统工程121

4.3.1 MBSE的定义122

4.3.2 MBSE模型的4个

象限123

4.3.3 MBSE的三大支柱124

4.3.4 MBSE的实施130

4.4 本章小结133

第5章 电子电气架构设计的

目标与原则134

5.1 架构设计的目标134

5.1.1 为什么需要架构设计135

5.1.2 理想的架构设计136

5.2 架构设计的原则137

5.2.1 设计原则的产生与

传递138

5.2.2 设计原则的分层138

5.2.3 架构设计的三大原则139

5.3 本章小结143

第6章 电子电气架构开发方法144

6.1 定义产品特性145

6.1.1 用户的需求145

6.1.2 从用户故事开始设计147

6.1.3 特性149

6.1.4 用例151

6.1.5 卡诺模型155

6.2 功能开发157

6.3 架构形态设计161

6.3.1 电子电气系统的物理

分解162

6.3.2 架构形态设计的5个

步骤166

6.3.3 电气架构与网络架构的

雏形167

6.4 系统开发170

6.4.1 子系统开发概览170

6.4.2 收集需求172

6.4.3 系统设计173

6.4.4 评审和更新179

6.5 线束开发180

6.6 网络设计181

6.7 基础技术开发183

6.8 零部件开发184

6.9 验证和确认185

6.9.1 测试的种类185

6.9.2 测试的基本理念186

6.10 电子电气架构开发方法

总结189

6.10.1 一个源头：需求189

6.10.2 两条主线：功能与

性能190

6.10.3 两个工作：分解和

分配190

6.10.4 两种思路：增量与

重构191

6.10.5 一个问题：架构设计

是技术还是管理193

6.11 本章小结194

第7章 电子电气架构管理195

7.1 电子电气系统4类关系的

管理195

7.2 电子电气系统的利益相关者197

7.2.1 利益相关者的分类197

7.2.2 常见的6类利益相

关者198

7.3 架构团队：利益相关者之间

的平衡器200

7.4 架构师的8项基本能力202

7.4.1 洞察业务本质的能力203

7.4.2 强大的学习能力203

7.4.3 高瞻远瞩的能力204

7.4.4 适当妥协的能力204

7.4.5 高度的抽象能力205

7.4.6 系统思考的能力205

7.4.7 良好的沟通能力206

7.4.8 强大的领导力207

7.5 电子电气架构的哲学思考207

7.5.1 忒修斯之船与系统

结构208

7.5.2 熵增原理与架构发展209

7.5.3 电子电气架构的评价210

7.6 本章小结210

第8章 “新四化”与软件定义

汽车212

8.1 汽车行业的“新四化”212

8.1.1 “新四化”概念的

诞生212

8.1.2 “新四化”的演进213

8.1.3 “新四化”的最新

定义215

8.2 软件定义汽车216

8.2.1 软件定义汽车的起源217

8.2.2 软件定义汽车的含义218

8.3 软件定义汽车实现的基础222

8.3.1 技术条件222

8.3.2 量产后软件更新的

成本222

8.3.3 用户为软件付费的

意愿223

8.3.4 车载半导体技术223

8.3.5 观念224

8.4 软件定义汽车面临的挑战224

8.4.1 物理视图的挑战225

8.4.2 逻辑视图的挑战227

8.4.3 过程视图的挑战229

8.5 不变的基本价值233

8.6 本章小结235

第9章 智能网联汽车新技术236

9.1 智能座舱237

9.1.1 激烈的竞争237

9.1.2 发展历程239

9.2 座舱技术241

9.2.1 显示设备242

9.2.2 多模态交互245

9.3 自动驾驶251

9.3.1 自动驾驶汽车的历史252

9.3.2 自动驾驶的等级254

9.3.3 自动驾驶系统257

9.3.4 自动驾驶感知设备259

9.3.5 自动驾驶控制器268

9.3.6 自动驾驶执行器269

9.3.7 自动驾驶的挑战270

9.4 人工智能与大数据274

9.4.1 人工智能274

9.4.2 大数据276

9.5 系统安全278

9.5.1 系统安全的概念与

流程278

9.5.2 系统安全的母标准280

9.5.3 功能安全282

9.5.4 预期功能安全288

9.5.5 对系统安全的思考291

9.6 网络安全291

9.6.1 ISO/SAE 21434简介292

9.6.2 网络安全管理293

9.6.3 网络安全开发294

9.7 本章小结297

第10章 汽车行业的变革与

机遇298

10.1 变革——历史的必然298

10.1.1 第二曲线299

10.1.2 产品的变革300

10.1.3 电子电气架构的变革

将持续进行303

10.1.4 性价比——产品普及的

根本动力304

10.2 商业模式的变革307

10.2.1 盈利模式变革307

10.2.2 营销模式变革309

10.2.3 售后服务模式变革312

10.3 产业格局的变革313

10.3.1 新势力的进攻314

10.3.2 分工的变化316

10.4 政府的力量320

10.5 车企的基本能力322

10.5.1 车企五力模型322

10.5.2 从“打铁”到

“服软”326

10.6 重塑能力，迎接挑战329

10.6.1 明确愿景329

10.6.2 确立原则330

10.6.3 行动方向333

10.7 本章小结336

本书以智能汽车的电子电气架构为主线，微观层面上，从复杂系统工程视角讲解了智能汽车电子电气架构的原理、技术、设计、开发与管理；宏观层面上，用全局性和前瞻性的视角梳理了电子电气架构与“软件定义汽车”、“新四化”以及智能座舱、自动驾驶、汽车安全等新技术的关系，揭示了以电子电气架构变革为代表的汽车行业变迁的底层逻辑，旨在帮助车企能更快地实现转型并看清未来的发展方向。

通过阅读本书，你将：

（1）全面了解汽车电子电气系统的构成与分解方法；

（2）深刻理解复杂系统的工程方法和系统思维在汽车行业的应用；

（3）全面了解智能汽车电子电气架构的必知常识和技术基础；

（4）深刻理解系统工程、 需求工程、 工程哲学的基本思想和原理及其在汽车行业的应用； 

（5）掌握智能汽车汽车电子电气架构设计的目标与原则；

（6）掌握智能汽车电子电气架构开发的流程和方法；

（7）学会在项目中平衡电子电气系统中各种利益相关者的关系；

（8）了解电子电气架构师的能力体系；

（9）了解“软件定义汽车”和“新四化”及其与电子电气架构的深层关系；

（10）了解智能网联汽车中智能座舱、自动驾驶、汽车安全等各种关键技术的概况；

（11）洞察汽车行业的商业模式变革、产业格局变化和未来发展方向；

（12）窥见汽车行业发展的一些基本规律。