汽车电子培训课程体系（选修）-曙海培训

汽车电子培训课程体系（选修）

专题划分

专题一：汽车电子基础与系统架构
专题二：汽车传感器与执行器技术
专题三：车载网络与通信协议
专题四：嵌入式控制系统与AUTOSAR
专题五：汽车电子硬件设计
专题六：汽车功能安全（ISO 26262）
专题七：汽车电子测试与验证
专题八：动力总成电子控制
专题九：底盘与安全电子系统
专题十：车身电子与舒适系统
专题十一：智能驾驶与ADAS
专题十二：车载信息娱乐与仪表
专题十三：汽车电子软件开发流程与ASPICE
专题十四：新能源汽车电子（三电系统）
专题十五：汽车电子项目管理与质量
专题十六：综合实战与系统集成

专题一：汽车电子基础与系统架构

培训对象：

• 新入职汽车电子工程师

• 整车厂与零部件企业技术管理人员

• 跨领域进入汽车电子的工程师

培训目标：
掌握汽车电子的发展历程、现代汽车电子电气架构（E/E架构）、核心电子控制单元（ECU）功能，理解汽车电子系统的基本组成与未来趋势。

培训内容：

1. 汽车电子发展历程：从分立电子到域控制器、中央计算平台

2. 现代汽车E/E架构：分布式、域集中式、中央计算式架构对比

3. 汽车电子系统组成：动力总成、底盘、车身、信息娱乐、ADAS

4. ECU的基本结构：微控制器、电源、输入/输出接口、通信接口

5. 汽车电子开发V模型：需求、设计、实现、测试、集成

6. 汽车电子开发工具链：建模工具、编译器、调试器、标定工具

7. 汽车电子标准与法规：ISO、SAE、GB/T、ECE法规

8. 汽车电子发展趋势：软件定义汽车、OTA、车路协同

9. 车载电源系统：12V/48V电气系统、电源分配、能量管理

10. 汽车电子环境条件：温度、振动、EMC要求

11. 汽车电子关键术语：ECU、DCU、域控制器、网关

12. 案例研讨：主流车型E/E架构解析

专题二：汽车传感器与执行器技术

培训对象：

• 传感器系统工程师

• ECU软件开发工程师

• 测试与标定工程师

培训目标：
掌握汽车用各类传感器的工作原理、特性、信号调理方法，以及执行器的驱动与控制，能够根据系统需求选型传感器与执行器。

培训内容：

1. 传感器基础：测量原理、特性参数（精度、灵敏度、线性度）

2. 位置与速度传感器：霍尔效应传感器、磁阻传感器、旋变传感器

3. 加速度与角速度传感器：MEMS加速度计、陀螺仪、IMU

4. 压力传感器：进气歧管压力、油压、胎压监测（TPMS）

5. 温度传感器：发动机冷却液温度、进气温度、排气温度

6. 流量传感器：空气流量计（MAF）、燃油流量计

7. 气体传感器：氧传感器（λ传感器）、NOx传感器

8. 转速与相位传感器：曲轴/凸轮轴位置传感器

9. 执行器类型：电磁阀、继电器、直流电机、步进电机

10. 执行器驱动电路：H桥驱动、PWM控制、电流反馈

11. 传感器信号调理：放大、滤波、模数转换、线性化

12. 综合实战：发动机管理系统传感器与执行器匹配

专题三：车载网络与通信协议

培训对象：

• 车载网络工程师

• ECU软件工程师

• 系统集成工程师

培训目标：
掌握车载网络的主流协议（CAN、CAN FD、LIN、FlexRay、以太网），能够进行网络拓扑设计、报文配置、诊断通信，实现ECU间的可靠通信。

培训内容：

1. 车载网络概述：OSI模型、网络拓扑、通信类型

2. CAN总线基础：差分信号、帧格式、仲裁机制、错误处理

3. CAN FD（灵活数据率）：与CAN的差异、波特率提升、数据场扩展

4. CAN网络设计：位时间配置、采样点、总线长度、终端电阻

5. LIN总线：单主多从、帧结构、调度表、睡眠与唤醒

6. FlexRay：时间触发与事件触发、双通道、确定性通信

7. 车载以太网：100BASE-T1、1000BASE-T1、AVB/TSN协议

8. 诊断协议（UDS on CAN/以太网）：诊断服务、故障码（DTC）

9. 网络管理（AUTOSAR NM）：协调睡眠与唤醒、节点管理

10. 网关设计：路由策略、信号映射、网络隔离

11. 通信安全：SecOC、加密、认证、防篡改

12. 综合实战：设计一个简单的CAN/LIN网络并模拟通信

专题四：嵌入式控制系统与AUTOSAR

培训对象：

• 嵌入式软件工程师

• AUTOSAR基础软件工程师

• ECU系统集成人员

培训目标：
掌握汽车嵌入式控制系统的软硬件架构，理解AUTOSAR经典平台的分层架构与开发方法，能够进行基础软件配置与应用层软件开发。

培训内容：

1. 嵌入式微控制器（MCU）：英飞凌AURIX、恩智浦S32K、瑞萨RH850

2. 实时操作系统（RTOS）：OSEK/VDX、AUTOSAR OS、FreeRTOS

3. AUTOSAR概述：发展历程、核心理念、经典平台与自适应平台

4. AUTOSAR分层架构：应用层（ASW）、运行时环境（RTE）、基础软件（BSW）

5. 基础软件模块：MCAL（微控制器抽象层）、ECU抽象层、服务层

6. 通信栈：CAN/LIN/以太网通信栈配置

7. 存储栈：EEPROM模拟、NVRAM管理

8. 诊断栈：UDS、故障管理（DEM）、诊断事件管理

9. I/O驱动：数字输入/输出、PWM、ADC、ICU

10. RTE生成与配置：端口接口、运行体（Runnable）、触发事件

11. AUTOSAR工具链：Vector DaVinci、ETAS ISOLAR、EB tresos

12. 综合实战：基于AUTOSAR的简单应用层软件开发

专题五：汽车电子硬件设计

培训对象：

• 硬件设计工程师

• PCB Layout工程师

• 硬件测试工程师

培训目标：
掌握汽车电子硬件设计流程与规范，能够进行原理图设计、PCB布局布线、电源设计、电磁兼容（EMC）设计，确保硬件满足车载环境要求。

培训内容：

1. 汽车电子硬件设计流程：需求分析、方案设计、原理图设计、PCB设计、测试验证

2. 电源电路设计：DC-DC转换（降压/升压）、LDO、反极性保护、抛负载保护

3. 微控制器最小系统：时钟电路、复位电路、调试接口（JTAG/SWD）

4. 输入接口设计：数字输入调理（电平转换、滤波）、模拟输入调理（分压、滤波）

5. 输出接口设计：高边/低边驱动、H桥、预驱动

6. PCB设计要点：层叠结构、布局分区、信号完整性、电源完整性

7. 热设计：散热计算、散热器选型、PCB散热过孔

8. EMC设计基础：传导发射、辐射发射、抗扰度

9. EMC设计措施：滤波、屏蔽、接地、布线优化

10. 汽车电子环境试验：温度、湿度、振动、盐雾

11. 硬件设计工具：Altium Designer、Cadence、Mentor Graphics

12. 综合实战：设计一个ECU核心板的原理图与PCB布局

专题六：汽车功能安全（ISO 26262）

培训对象：

• 功能安全工程师

• 系统、硬件、软件工程师

• 功能安全经理

培训目标：
掌握ISO 26262《道路车辆功能安全》标准的核心概念与开发流程，能够进行危害分析与风险评估（HARA）、制定安全目标、分解安全要求，实现功能安全开发。

培训内容：

1. ISO 26262概述：发展历程、适用范围、标准结构（Part 1-12）

2. 功能安全基础：安全生命周期、ASIL等级（A、B、C、D）

3. 危害分析与风险评估（HARA）：场景分析、严重度、暴露率、可控性

4. 安全目标定义：安全状态、容错时间间隔、ASIL等级

5. 功能安全概念（FSC）：安全措施、安全机制、安全架构

6. 技术安全概念（TSC）：软硬件安全要求分解

7. 硬件安全设计：随机硬件失效评估（FIT、PMHF）、硬件架构度量

8. 软件安全设计：软件单元设计与实现、防止软件失效

9. 安全分析技术：FMEA、FTA、FMEDA

10. 功能安全测试：硬件集成测试、软件集成测试、安全确认

11. 功能安全管理：安全计划、工作产品评审、认可评审

12. 综合实战：针对一个EPS系统进行HARA并制定安全目标

专题七：汽车电子测试与验证

培训对象：

• 测试工程师

• 验证与确认工程师

• 质量工程师

培训目标：
掌握汽车电子产品测试验证的全流程，包括软件测试（MIL/SIL/HIL）、硬件测试、EMC测试、环境可靠性测试，确保产品符合设计要求。

培训内容：

1. 测试V模型：单元测试、集成测试、系统测试、验收测试

2. 软件测试方法：静态测试、动态测试、白盒测试、黑盒测试

3. 模型在环测试（MIL）：Simulink模型级测试

4. 软件在环测试（SIL）：生成代码与模型对比测试

5. 硬件在环测试（HIL）：实时仿真机、I/O板卡、故障注入

6. 硬件测试：功能测试、性能测试、边界测试

7. 电磁兼容性（EMC）测试：辐射发射、传导发射、抗扰度测试（ISO 11452）

8. 环境可靠性测试：温度循环、热冲击、振动、盐雾

9. 电气特性测试：电压波动、抛负载、电源中断、短路保护

10. 诊断测试：UDS诊断功能验证、故障码触发与清除

11. 自动化测试系统：TestStand、Python测试脚本

12. 综合实战：搭建一个ECU的HIL测试环境并执行自动化测试

专题八：动力总成电子控制

培训对象：

• 发动机电控工程师

• 变速箱控制工程师

• 混合动力系统工程师

培训目标：
掌握发动机管理系统（EMS）、变速箱控制单元（TCU）、混合动力控制单元（HCU）的核心控制策略，能够进行标定与诊断。

培训内容：

1. 发动机管理系统（EMS）概述：汽油机、柴油机控制特点

2. 喷油控制：喷油正时、喷油量、喷油模式（进气道喷射、缸内直喷）

3. 点火控制：点火提前角、闭合角、爆震控制

4. 进气控制：节气门控制、涡轮增压控制、可变气门正时

5. 排放控制：EGR、三元催化、GPF再生、OBD监测

6. 变速箱控制单元（TCU）：自动变速箱、双离合变速箱、CVT控制逻辑

7. 换挡策略：换挡图、扭矩干预、离合器/制动器控制

8. 混合动力控制（HCU）：工作模式切换、能量分配、扭矩协调

9. 整车控制器（VCU）：扭矩需求解析、状态机管理

10. 动力总成标定：标定工具（INCA、CANape）、标定流程

11. OBD诊断：与排放相关的诊断、故障码、就绪状态

12. 综合实战：汽油机EMS基本控制策略与标定入门

专题九：底盘与安全电子系统

培训对象：

• 底盘电控工程师

• 主动安全系统开发者

• 车辆动力学研究人员

培训目标：
掌握底盘电子控制系统（ABS、ESP、EPS、EPB）的工作原理与控制策略，了解车辆动力学与主动安全集成技术。

培训内容：

1. 制动防抱死系统（ABS）：轮速传感器、液压调节、滑移率控制

2. 电子稳定程序（ESP）：横摆率传感器、转向角传感器、主动制动干预

3. 牵引力控制系统（TCS）：驱动轮防滑、发动机扭矩调节

4. 电子助力转向（EPS）：助力特性、回正控制、主动回正

5. 电子驻车制动（EPB）：卡钳电机控制、夹紧力估算、自动释放

6. 电控悬架系统：空气悬架、阻尼可调悬架、车身高度控制

7. 线控制动（Brake-by-wire）与线控转向（Steer-by-wire）

8. 车辆动力学模型：单轨模型、双轨模型、轮胎模型（Magic Formula）

9. 传感器融合在底盘控制中的应用：IMU、方向盘转角、轮速融合

10. 底盘域控制器：集成控制、冗余设计

11. 功能安全在底盘系统中的应用：ASIL D级要求

12. 综合实战：ESP系统控制逻辑仿真与分析

专题十：车身电子与舒适系统

培训对象：

• 车身电子工程师

• 舒适系统开发者

• 智能座舱相关技术人员

培训目标：
掌握车身控制模块（BCM）、车门、车窗、座椅、灯光、空调等系统的电子控制技术，理解分布式与集中式控制架构。

培训内容：

1. 车身控制模块（BCM）：中央门锁、车窗升降、后视镜调节

2. 车门模块：门锁电机、车窗电机、防夹算法

3. 座椅调节系统：多向调节电机、位置记忆、加热/通风控制

4. 智能灯光系统：自动大灯、矩阵式LED、自适应远光灯（ADB）

5. 雨刮控制系统：雨量传感器、间歇刮水、清洗泵控制

6. 空调控制系统：压缩机控制、风机控制、温度风门

7. 无钥匙进入与启动（PEPS）：低频唤醒、高频通信、防盗认证

8. 胎压监测系统（TPMS）：直接式/间接式、射频接收、报警

9. 网络管理在车身系统中的应用：局部网络、部分网络

10. 低功耗设计：睡眠电流、唤醒源、系统状态管理

11. 车身电子诊断：UDS诊断在BCM中的应用

12. 综合实战：BCM中央门锁与车窗控制系统设计

专题十一：智能驾驶与ADAS

培训对象：

• ADAS系统工程师

• 感知算法工程师

• 智能驾驶决策与控制工程师

培训目标：
掌握ADAS（高级驾驶辅助系统）与自动驾驶的核心技术，包括环境感知、决策规划、执行控制，理解传感器融合与功能安全。

培训内容：

1. ADAS功能概览：ACC、LKA、AEB、APA、TJA、NOA

2. 环境感知传感器：摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波

3. 视觉感知技术：目标检测（YOLO）、车道线检测、可行驶区域分割

4. 雷达感知技术：点云处理、目标跟踪、速度测量

5. 多传感器融合：时间同步、空间对齐、卡尔曼滤波

6. 定位技术：GPS/IMU融合、高精度地图、SLAM

7. 决策规划算法：行为决策、路径规划（A*、RRT）、轨迹规划

8. 横向与纵向控制：PID、MPC、线性时变模型预测

9. ADAS域控制器：高性能计算平台、芯片（英伟达Orin、高通Snapdragon Ride）

10. 智能驾驶功能安全：预期功能安全（SOTIF, ISO 21448）

11. 人机交互（HMI）：视觉、听觉、触觉预警

12. 综合实战：ACC自适应巡航控制算法仿真

专题十二：车载信息娱乐与仪表

培训对象：

• 信息娱乐系统开发者

• 全液晶仪表工程师

• HMI设计师

培训目标：
掌握车载信息娱乐系统（IVI）和全液晶仪表（Cluster）的软硬件技术，包括操作系统、图形界面、音频处理、车联网应用。

培训内容：

1. 信息娱乐系统（IVI）架构：SoC、操作系统（Linux、Android、QNX）

2. 车载显示技术：LCD、OLED、触摸屏、HUD（抬头显示）

3. 全液晶仪表设计：图形渲染（OpenGL）、仪表模型、报警显示

4. 音频系统：收音机、数字信号处理、音效算法、车载功放

5. 导航系统：地图数据、路径规划、实时交通、语音引导

6. 车联网应用：4G/5G、V2X、远程控制、在线娱乐

7. 智能手机互联：Apple CarPlay、Android Auto、HiCar

8. 语音交互：语音唤醒、识别、自然语言理解、TTS

9. 空中下载技术（OTA）：固件升级、应用更新、安全机制

10. 信息安全：安全启动、数据加密、防火墙

11. 系统性能优化：启动时间、响应速度、内存管理

12. 综合实战：基于Android Automotive的简单IVI应用开发

专题十三：汽车电子软件开发流程与ASPICE

培训对象：

• 软件开发工程师

• 过程改进人员

• 项目管理与质量人员

培训目标：
掌握汽车电子软件开发的标准化流程，理解Automotive SPICE（ASPICE）的模型与要求，能够按照ASPICE进行过程改进与项目执行。

培训内容：

1. 软件开发生命周期：V模型、敏捷开发、持续集成

2. Automotive SPICE（ASPICE）概述：过程参考模型、过程能力等级

3. ASPICE过程域（VDA Scope）：需求获取（SYS.2）、系统设计（SYS.3）

4. 软件需求分析（SWE.1）、软件架构设计（SWE.2）、软件详细设计（SWE.3）

5. 软件单元实现（SWE.4）、软件单元测试（SWE.5）

6. 软件集成与测试（SWE.6）、软件合格性测试（SWE.7）

7. 配置管理（SUP.8）、变更管理（SUP.9）、问题解决管理（SUP.10）

8. 过程评估模型（PAM）：能力等级0-5级含义

9. 软件开发文档：需求规格、架构文档、测试规范

10. 工具支持：需求管理工具（DOORS、Polarion）、ALM平台

11. 敏捷与ASPICE的融合：在敏捷中满足ASPICE要求

12. 综合实战：按照ASPICE要求执行一个小型软件项目

专题十四：新能源汽车电子（三电系统）

培训对象：

• 新能源汽车电控工程师

• 电池管理系统（BMS）工程师

• 电机控制器工程师

培训目标：
掌握新能源汽车“三电”系统（电池、电机、电控）的核心电子控制技术，包括BMS、MCU、VCU的原理与开发。

培训内容：

1. 新能源汽车电子概述：纯电动（BEV）、混合动力（HEV/PHEV）、燃料电池（FCEV）

2. 动力电池系统：电芯类型、模组、电池包、高压连接

3. 电池管理系统（BMS）：电池状态监测（电压、电流、温度）

4. SOC估算：安时积分、开路电压法、卡尔曼滤波

5. SOH估算：容量衰减、内阻增长

6. 电池均衡：被动均衡、主动均衡、均衡策略

7. 高压安全：绝缘检测、高压互锁、碰撞保护

8. 电机控制器（MCU）：永磁同步电机（PMSM）控制、矢量控制（FOC）

9. 电机控制算法：MTPA、弱磁控制、电流/速度双闭环

10. 整车控制器（VCU）：扭矩管理、模式管理、能量回收

11. 热管理系统：电池热管理、电机热管理、空调系统

12. 综合实战：基于Simulink搭建BMS SOC估算模型

专题十五：汽车电子项目管理与质量

培训对象：

• 项目经理

• 质量工程师

• 供应商管理人员

培训目标：
掌握汽车电子项目从启动到量产的完整管理流程，理解汽车行业质量管理要求（IATF 16949、APQP、PPAP），能够有效管理项目风险与交付。

培训内容：

1. 汽车电子项目生命周期：概念、开发、验证、量产、售后

2. APQP（产品质量先期策划）：五个阶段、输入输出、里程碑

3. 项目管理工具：WBS、甘特图、风险登记册、问题跟踪

4. 供应商管理：供应商选择、开发合同、技术协议

5. 质量管理体系：IATF 16949、VDA 6.3过程审核

6. PPAP（生产件批准程序）：19项要素、提交等级

7. 变更管理：设计变更、过程变更、物料变更

8. 问题解决与8D报告：问题描述、根本原因分析、纠正措施

9. 成本管理：产品成本估算、目标成本控制

10. 项目沟通与干系人管理：定期会议、报告、升级机制

11. 项目收尾与经验总结：项目复盘、知识沉淀

12. 综合实战：制定一个ECU开发项目的APQP计划

专题十六：综合实战与系统集成

培训对象：

• 完成前序学习的各类学员

• 需要综合运用汽车电子技术的项目人员

• 准备就业的汽车电子相关专业学生

培训目标：
通过完整的汽车电子系统案例（如车窗防夹控制系统、BMS控制器开发等），整合汽车电子软硬件开发全流程，掌握需求分析、设计、实现、测试与集成能力。

培训内容：

1. 综合案例导入：车窗防夹控制系统/电池管理系统控制器/ADAS摄像头模块

2. 需求分析：功能需求、非功能需求、接口定义

3. 系统架构设计：硬件框图、软件分层、网络拓扑

4. 硬件原理图与PCB设计

5. 底层驱动开发：MCAL配置、I/O驱动、通信驱动

6. 应用层软件实现：状态机设计、控制算法

7. AUTOSAR基础软件配置（可选）

8. 硬件在环（HIL）测试：测试用例设计、自动化测试

9. 功能安全分析：HARA、安全目标、安全机制

10. 整车集成与标定：网络通信、参数匹配

11. 项目文档编写：设计文档、测试报告、用户手册

12. 综合大作业：完成一个小型汽车电子系统的全流程开发与演示

汽车电子软件/工具链概览

汽车电子认证体系汇总