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高压电气元件系列 | News Center

主动驾驭商用车需求什么样的电气架构?

发布时间:2022-06-02 16:23:26 来源:环球体育bet

  车辆的智能化也必将驱动电气架构的智能化,而智能电气架构又将反过来助推车辆智能化的开展,这个未来也将由咱们这代轿车人亲手来完成。

  本文将以主动驾驭技能,或许说智能化给传统商用车电气架构带来的应战为切入点,剖析智能化是怎样驱动商用车电气架构开展的,以及智能化的电气架构作为车辆的根底设施,还将给商用车职业带来哪些影响。比方,OEM软件才干和品牌价值的进步;比方,推进OEM从车辆生产商到服务商的改动等。

  搞商用车主动驾驭的小伙伴们或许一向重视的是传感器、芯片、算法啥的,对商用车电气架构这块儿还不怎样了解。文中将遍及一些根底的货车电气原理,包含配电盒、电气操控、线束等,以便于咱们更好地了解,这样,咱们至少在和OEM进行技能对接时不至于被人当成“小白”,或许在遇到问题需求“撕”的时分能够派上一点用场,也算是这篇文章的一点价值吧。

  现在谈车辆电子电气架构的文章能够说是浩如烟海,漫山遍野,但但凡轿车职业的,都能跟你聊几句架构,但笔者以为,现在谈的架构大都虚的多,实的少,理论多,能辅导你落地的少。笔者也参加了不少相似的会议,咱们都在重复引证博世的那张图,动辄便是算力、10G以太网、中心核算,好像离了这些,架构就无法玩了。

  其他,商用车架构好像都被咱们挑选性地疏忽了。笔者一向以为高等级主动驾驭技能首要落地的必定是商用车,而非乘用车。在此前的《特斯拉为什么要“干掉”稳妥丝和继电器?》一文中,咱们现已对传统配电和智能配电技能进行了深化剖析,虽触及了一点商用车,但侧重点仍在乘用车,而本文将依据前文,侧重评论商用车电气架构。

  车辆电子电气架构EEA(Electronic Electrical Architecture)一般指网络拓扑、电气拓扑和逻辑架构的调集,传统电气架构仅侧重于电气拓扑,而依据MOS技能的智能电气架构则能够交融网络和逻辑拓扑,这进一步含糊了电子和电气的边界。

  讲到这儿就趁便讲一下车辆的电气化。车辆的电子化和电气化都在进行,电气化是通往智能化的榜首步,电气化了才干电子化,然后智能化。

  其实智能化的实质便是可操控、可感知、可进化,用专业术语说便是可控、可确诊、可编程/可装备、可联网。从飞机的拉线操控到电传操作,到现在炽热的线控底盘,从咱们打方向、刹车靠人力(机械)到电助力(电气)到线控(智能),全体开展思路是共同的,一切智能化、网联化的根底,都是电子化。咱们以货车的电源总开关进行举例:

  未来能够电气化的必定会电气化,能电子化的电气部件,也必定会电子化,电子和电气的边界会越来越含糊,你中有我,我中有你,但智能化的方向是不变的。

  扯远了,咱们拉回来。依照惯例,咱们剖析一个东西,必定要剖析它的宿世此生。咱们先遍及一下商用车的底子特色,便于小伙伴们了解,然后再看商用车电气架构的开展前史。

  搞乘用车的小伙伴或许不太了解商用车,商用车全体的电子电气技能是落后于乘用车的。笔者总结了商用车的一些特色:

  尽管规划生命周期都是15年,可是商用车的运转时刻要远大于乘用车。商用车是用来赚钱的,除了装卸货,便是跑,放那儿停着便是亏钱,何况许多仍是借款买的。我国70%以上的货车是个体户,跑长途便是两个人轮番开,人歇车不断。

  全球范围内,商用车的量不到乘用车的1/2,我国在1/4左右;此外,商用车的细分车型极多。以春风天龙为例,春风天龙15年累计出售104万辆,细分车型1172款,均匀下来一个车型不到900台,一年不到60台。

  由于量小,Tier 1欠好合作新开发,这就会产生许多问题,如规划上无法像乘用车相同定制化,只能用通用品。“通用品”的意思便是“能用,但欠好用”,只能凑合着用,由于不同车型的需求差异或许很大,需求规划更改的当地较多。比方通用规划的一个信号是高,要改成低,你不或许让Tier 1给你改,改你也来不及啊,还不如自己加个继电器给转一下快一点。

  由于规划时就考虑到车型多,通用性、兼容性规划就很重要,就会导致规划裕量大,预留多,本钱相应会添加。

  商用车线束规划考虑到机械强度和可靠性,一般没有低于0.5mm2的,客车乃至0.75mm2起步。线束本钱核算较粗豪,精细化程度不行——线束算是劳动密集型产品,由于量小,改动多,线束厂欠好核算本钱,或许直接就按分量算了。

  由于车型多,负载类型多,不确定性较高,不或许也没条件进行精细化规划,有些负载连供货商自己都不搞清楚其电气特性。

  商用车,特别是牵引车,整车零部件比乘用车更多,仅车灯就比乘用车多出来不少,还有许多零部件及需求是乘用车底子没有的,比方缓速器、发动机预热、后处理等,就像许多小伙伴或许在加油站看到卖尿素的还古怪是干嘛用的,那其实是给货车后处理用的。

  商用车,特别是货车、客车,用户改装需求很大,货车加个驻车空调,改个灯都是惯例操作。

  商用车的整车电气环境杂乱,全体较乘用车差,电子化、智能化程度偏低,新技能运用慢。比方乘用车常见的PEPS一键发动,货车装车量很少。

  新车型小改一下,周期或许便是几个月,更改验证的作业量很大。在这儿要疼爱一下搞商用车的小伙伴们,你们心里苦啊,这个苦是搞乘用车的人领会不到的,期望未来的智能电气架构能够解救你们一下。

  好了,咱们现已对商用车有了一个开端的了解,书归正传,咱们看一下传统商用车的电气架构,其主体便是配电盒。按老规则,先上图,这样便利咱们有个直观感触。

  是不是感觉没一点技能回含量?傻大黑粗,结构简略,一点都不高科技,一堆的稳妥丝和继电器,淘宝上都有卖的,底盘配电盒一百多块钱,还包邮。但你可别小看它,整车一切的电源和大多数操控都来自于这儿,给你列一些看看:

  货车的配电盒和乘用车差不多,一般都是分前后两级:一级装在蓄电池边上,一般都有一个手动电源总开关,长时刻泊车需求关掉,防止耗电,不然,蓄电池一旦亏电,下次就发动不了了;二级配电盒装在驾驭室里边,也叫驾驭室配电盒,或许中心配电盒。

  1. 商用车蓄电池电源一般分两种,直连续蓄电池的叫B+,也叫常电,相似于乘用车的常电KL30,除了拆电瓶线或蓄电池,永久有电,无法封闭。

  2. 经电源总开关的叫30+,也叫总闸电、受控电,合上电源总开关就有电,关掉总开关就没有了。Tier 1的小伙伴们不要和乘用车的KL30搞混了,假如你想要泊车后还有电,而OEM图纸上写的是30+,那你就要再承认一下了。

  3. 商用车由于底盘配电盒间隔驾驭室较远,焚烧锁档位(OFF、ACC、ON、START)的分电继电器(图中蓝框虚线部分)许多就放到了驾驭室配电盒里边,这样离焚烧锁更近,拉的线. 比起乘用车的发动机舱配电盒,商用车底盘配电盒一般东西不多,都是大板式稳妥,许多连继电器都没有。当然了,这个因车型而异,底盘功用多的,配电盒也就杂乱些,不能混为一谈。

  5. 底盘配电盒拉到驾驭室会有许多根电源线+,考虑到电流和强度,一般都是到4mm2~6mm2的,到驾驭室配电盒再经不同的小稳妥丝分出去给负载供电,需求操控就再加继电器。底盘配电盒就像小区的配电柜,驾驭室配电盒就像家里的弱电配电箱,你家里进线平方线,可是驾驭室有许多根。

  剖析完了传统商用车的电气架构,咱们是不是觉着这就不是个架构啊?这便是个配电啊!没错,你有这种感觉那就对了。

  前面咱也说了,技能要一点点前进,饭要一口口吃。就依据这个现状,你就想上区架构、中心核算?必定不行!依据现在商用车电气架构的现状,咱们要先建造一些根底设施,而电气架构便是这个根底设施。

  好了,传统电气架构(权且称其为架构吧)现已剖析完了,那么它能够满意未来智能化的需求吗?主动驾驭需求什么样的电气架构呢?

  你会说“这不废话吗,必定是需求智能电气架构啊”。前面我说过,一切不以实在功用需求驱动的技能,都是耍流氓,咱们不能为了智能化而智能化,功用需求必定是榜首驱动力。

  咱们转化一下人物,从主动驾驭的视点动身,看它的中心需求是什么?终究你会发现,其实只要四个字:安全可控

  元需求”,依据这个需求,咱们能够推导出来以下需求:1. 为了安全,需求添加冗余,包含供电冗余和操控冗余;

  4. 有了监控,就需求毛病预警、毛病确诊,为了毛病预警和确诊,就需求联网;

  5. 为了安全可靠,还需求做到可控,比方毛病线路的及时堵截、阻隔,以及毛病免除后的功用主动康复;

  8. 为了满意潜在的功用不确定性,就需求回路独自可控,然后才干支撑可装备、可编程、可晋级、可迭代。

  好了,剖析到这儿,小伙伴们有没有发现,这和前面咱们讲的“电气化 → 电子化 → 智能化”终究提炼出来的“可感知、可操控、可进化”,其实质是相同的?假如一个架构具有了以上特征,那咱们就能够称其为“安全的智能电气架构

  惯例做法一般是依据现有电气架构,看怎样进行晋级改造,使其满意咱们的需求。前面咱们现已对现有电气架构进行过剖析了,咱们看一下怎样对其进行晋级改造

  你要是电气工程师,后边你必定会疯掉的,今日这儿拉根线,明日那里加个继电器,后天再改个功用。“今日改五线,明日改十线,然后得一夕安寝。起视四境,而产品司理又至矣

  就像19世纪的人说他想要一辆更快的马车,你再加匹马来让它更快,这个方向注定走不远。但也不或许把车轮子拆了,加上翅膀,改成飞机,由于实践条件也不允许。所以,咱们有必要依据现有的电气架构,“轮子”还要保存,然后在此根底上晋级改造。

  1.维持现状的部分:保存底盘配电盒和驾驭室配电盒的前后两个配电盒规划;蓄电池和发电机/DC-DC直接接入底盘配电盒,接法不变。

  2.晋级的部分:电子器材代替稳妥丝和继电器技能进行操控及维护,电气规划改为电子规划;电子化后,添加确诊和联网功用,集成一些输入信号检测等,OTA晋级就瓜熟蒂落了。

  依据以上假定,下面给出一种商用车智能电气架构的完成方法。咱们来看一下新的架构:

  小伙伴们有没有发现,假如说传统架构电气图还需求一些“初中物理常识”,那智能架构就连这个也不需求了。没有了继电器的逻辑之美,也没有了杂乱的电源分配,智能化的电气架构,便是这么单调、单调、且庸俗,就像智能机连美丽的机械键盘都没有了,像板砖相同单调。

  1. 每路独自可控,这就标明每条线路都支撑独自编程操控了,这是完成逻辑架构的根底。

  2. 每路独自可控后,功耗操控及能量办理就不是问题了,所以就能够撤销电源总开关了(GB7258规则大于等于6米的客车不能够撤销)。

  3. 电源没有特色之分了,一切的线路都能够界说为恣意供电特色。曩昔界说供电特色的原因便是为了便于办理,现在不需求了。

  4. 驾驭室配电盒B+供电不变,可是从多根线的线的线. 引入了通讯网络。原本的配电盒是没有网络的,而现在离了网络的日子你敢想。

  6. 可监控、可确诊。原本的配电盒里都是被迫元件,是没有状况监控及毛病确诊的,像个黑盒子,现在它能够被感知了,还接入了整车网络。

  好了,现在这个电气架构是不是就有点“架构”的姿态了?电气拓扑、网络拓扑和逻辑架构就能够往里边弥补了。智能电气架构的配电盒实践上便是一个专门的区域操控器,安波福称其为PDC。依照主动驾驭的等级区分,安波福以为一台智能轿车往往需求用到2~6个PDC,比方特斯拉Model 3)选用的是前、左、右三个分布式区域操控器。

  这儿或许有人要问既然是区域操控器,为什么没有看到信号收集部分?其实电气架构这一块儿的难点在于电源分配及操控部分,电子化后的配电盒,集成开关信号收集或传感器信号收集是瓜熟蒂落的作业,在此就不专门评论了。电气原理图里边那我也没有放信号部分,咱们了解就好。

  其他再次解释一下,怕有的小伙伴们不了解,依据MOS的计划包含:MOS分立计划和HSD集成计划(包含eFuse),咱们在此总称MOS计划。

  智能电气架构带来的直接价值首要会集在产品功用、可靠性及维护保养本钱三个方面。详细地说——01 产品功用方面

  (9)无人驾驭车辆长途电源办理。准确的供电办理及可控的供电时序,这个是智能化的根底,包含未来新能源重卡的电源办理,这一块儿含义严峻。

  (1)可完成双供电电源+双接线柱输入的高可靠性。(2)MOS器材自身的高可靠性。

  (3)防护等级进步,更安全。比方原本防护或许只到IP54,现在配电盒能够全密封,一下就到IP67或IP69了,就不或许进水了,这个对商用车恶略的运用环境来讲,也很有价值。

  (2)长寿命及免维护。这个对商用车来讲,价值比乘用车要大得多,可靠性高,维护的少,就意味着毛病泊车少,能够少耽误事,多赚钱。

  支撑未来新能源货车、高阶无人驾驭等技能对车辆电气架构的需求,包含底子的功用需求及功用安全等级要求等。

  我估量你会愣一下,然后说“要操控ECU的休眠唤醒啊”,再问下去你就会发现,终究意图其实是为了操控整车功耗,当需求相关功用时,再让相关ECU节点发动起来,以节省电能。

  假如你继续深究下去,为什么不直接操控ECU呢?前面咱们现已讲过了车上的电源品种,也就那几种,但实践运用需求千差万别,所以供电办理(上下电时序)及能量办理就会很杂乱,但又不或许每一个供电回路都加一个继电器操控。在ECU都接入CAN总线今后呢,咱们就想到了是不是能够用依据CAN总线的网络办理来进行能量办理,由于仅靠供电办理远远不行嘛。

  为此乃至还搞出来了更杂乱的PN(Partial Networking)功用,但到现在都很少真的用起来,由于许多传统ECU的CAN收发器不支撑,换了收发器又发现MCU硬件也不支撑,你总不或许去换了MCU吧?关于Tier 1来说,换MCU那底子是不或许的,这个打击面太广,本钱太高。

  但到了智能电气架构阶段,咱们发现,咦,原本的有些做法好像有点弄巧成拙了啊?太杂乱了不说,细究起来乃至还有点舍近求远,舍本求末了呢!就比方咱们搞了一大套极端杂乱的CAN网络办理,终究发现居然是为了省电!等一下,你说啥?要省电?这不正是智能电气架构的底子功吗?智能电气架构最根底的功用便是能够完成每一个回路电源的独自操控啊。

  言归正传,咱们先来看一下现在的CAN网络办理,依照唤醒方法,一般将ECU网络节点类型区分为两大类:本地唤醒与长途唤醒。

  本地唤醒比方选用KL15或其他硬线、传感器等信号唤醒,这时其实能够将唤醒信号直接接入智能配电模块,让配电模块收集外部信号,来履行唤醒逻辑,由于原本KL15等信号也是从配电模块产生的,乃至KL15都能够撤销了,改成虚拟的KL15(ACC、KL30也相同)。

  至于长途唤醒,支撑PN(Partial Networking)会好一些,而关于不支撑PN功用的网段,一切ECU同睡同醒,网络办理能起到的作用就比较有限。所以,对休眠唤醒速度要求不高的功用,这时分就能够考虑直接断电,让智能电气架构来直接完成ECU的电源办理,这样,大部分原本的CAN网络办理功用就直接搬运到了电气架构层面了,需求做网络办理的节点就会大幅削减,网络办理也能够得到很大程度的优化了,作业量也能够大幅下降了,规划改动也变得更简略了,由于逻辑上移了嘛。比方座椅操控ECU,到必定条件,比方车速超越20KM/h,直接断电,功用禁用。如需求泊车后延时下电的功用,也能够由电气架构来做这个上下电时序操控。

  所以,依据智能电气架构的供电及能量办理战略,是能够完成现有的一部分CAN网络办理功用、然后优化整车网络规划及下降网络通讯负载率(商用车网络办理做得欠好的话,负载率很简略出问题)。当然这种规划思维比较推翻,还需求OEM和Tier 1一同探究怎样进行网络办理的优化,然后下降整个规划的杂乱度。

  轿车工业作为一个具有上百年前史的工业,其许多规划是有传承的,传承的意思便是有延续性,改动较少。相似于宫殿剧里常常呈现的“祖先之法不行违”这句话,这其间是包含了许多前人的才智的,由于前人不傻,他必定是踩了许多坑,才定下了这个规则,是有其道理的,你继续用,大概率是没问题的,由于咱们都一向这么用,也没出问题。

  比方你问OEM的电气,这辆车发电机稳妥为什么配125A,他大概率会说“咱们一向就这么用的”,历来也没反应“烧过”啊,这是沿袭规划。你要问他那配的线平方,按手册引荐匹配来看不对啊,125A要配25平方的线啊,他必定又会跟你说“这是咱们的经历,没问题的,定心”。

  你发现没有,沿袭规划和经历规划其实是在缺少有用数据支撑、无法理论核算剖析、也无法模仿仿真时的最佳处理计划!就像咱们在做电路规划时,假如WCCA最差状况剖析核算不过期,假如你实测能够证明没问题,或许你有运用事例和可靠性数据支撑,那也算你过,道理是相同的。

  讲到这儿你就发现了,传统规划咱们为什么都在沿袭,很少改动,由于那里边都是前人经历才智的总结和沉积,是本钱和可靠性的均衡。但智能化今后,一切都改动了。咱们有了实时监控,有了确诊,有了数据,有了网络,云端、大数据、AI算法。

  举例来讲,原本整车的能量办理实践上是很粗豪的,由于测不到,测禁绝,没联网,所以用电这一块儿便是估的,可是数字化和网联化今后,咱们就能够进步数据的颗粒度、数据量和实时性了,这时分大数据和AI就派上用场了。就比方智能电表、水表遍及今后,差人能够运用大数据剖析,发现用电用水反常来抓毒贩;社区服务能够依据用水反常,及时发现茕居白叟的跌倒危险相同。

  数字化及网联化今后,OEM能够经过后台实时获取车上每一个负载、模块的电流及整车总电流,取得整车Load profile数据,并且还能够按不同的维度来进行剖析(详细维度能够拜见笔者上篇文章),这些数据就能够辅导车辆的规划,比方:

  (6)树立数据库模型(负载维度、功用运用维度等),用前期模仿仿线)辅导整车电气规划,缩短开发周期,下降开发本钱;

  其他,在进步数据的维度、颗粒度、数据量和实时性今后,OEM能够经过后台实时获取车上每一个负载、模块的电流及整车总电流,这时分大数据和AI就派上用场了,运用能量办理算法就能够完成智能节能节油了,或许辅导用户怎样优化驾驭习气,然后完成节油了。

  这时分,OEM就能够经过APP为用户供给用车主张、维保提示等,这也能够算是品牌价值的一部分吧,能够作为OEM的营销亮点,或许品牌溢价吧。所以,从某种含义上讲,智能电气架构也算是一种“硬件预埋”,能够为未来“软件付费”打下根底。

  所以ECU功用交融将是一个大的趋势。首要应该是域内的功用交融,比方原本都是车身域的灯火、雨刮、门控、座椅等,门控功用集成进去,门控模块就省了,后边能够跨域到座舱舒适体系;比方空调操控算法能够直接集成进去,空调操控器就省了,这是不是就有点域交融的意思了。到后边假如OEM的有才干了,或许和Tier 1联合开发,就能够放更多动力、底盘的功用进去了,当然。这个更多会是履行层面的,逻辑能够往上走,便于后期OTA。

  还有便是能够做一些酷炫功用,相似于特斯拉用灯火、音乐加鸥翼门跳个舞啊,当然商用车咱们仍是得讲有用性,比方做个整车灯火自检啊(原本是继电器控的,无法做),做个偷油检测,来个声光报警啊等等,有了独立可控的可编程才干,加上OTA,那未来就有无限或许了。

  其他便是完成智能化架构后,规划更改速度能够更快,后期迭代速度也相应能够更快,更改规划的本钱也会变低。这个对商用车多车型、小批量、开发周期短的特色来讲,价值特别大。比方原本改个操控逻辑,你或许要改线,或许就要改配电盒规划,横竖怎样着都很费事,现在你只需求动动鼠标,从头装备一下就好了。

  比方配电部分的电气规划,开发速度能够从原本的一个月缩短到现在的一周乃至更短的时刻(整车改款也就几个月时刻),乃至OEM能够脱离Tier 1来自己晋级配电及操控逻辑,而不需求依靠Tier 1从头规划配电模块,这个与现在在乘用车范畴正在产生的,OEM加大了对软件才干的建造和对零部件规划的参加深度这种现象,全体上趋势是共同的,包含特斯拉的大部分零部件开端自研自产相同。

  据笔者了解,在客车范畴现在已有一种依据半导体可编程操控的底盘配电盒在大规模地代替原本的传统配电盒,尽管本钱有所进步,可是对车厂来讲,支撑现场编程更改规划逻辑(经过CAN进行装备),极端便利。车厂工程规划人员乃至现已爱上了这种新的规划形式,能够依据订单需求快速改动整车电气规划,规划改动及其简略,速度快,不需求更改硬件规划,也不怕规划错了,错了刷个软件就能够改,而原本错了就要批量改线

  防火安全关于商用车来讲,其实一向都是个问题。商用车不同于乘用车,其运用杂乱度要高得多,拉人的客车还好,拉货的货车就很杂乱了,新闻也常常能见到货车在高速上着火的报导。火灾有个问题便是“死无对证”,烧完了今后毛病都很难查。

  据有30年车辆火灾查询经历的消防专家Randolph Harris,在查询了超越2500起作业,超越500辆货车、重型设备和车辆火灾后,查询统计数据标明,货车火灾的首要原因便是电气火灾,其次才是纵火(我国应该很少)、轮胎和事端。而电气原因则能够归结为以下几点:

  (1) 大功率负载接线松动,触摸不良,触摸点发热;(2) 线路老化,线束松动,绝缘磨损,电线破皮,搭铁短路;

  针对以上电气问题,依据MOS计划的电子化智能架构是能够处理大部分、乃至悉数问题的,然后能够根绝电气火灾,进步车辆的防火安全功用。

  比方,对接线柱松动导致发热起火的问题,咱们能够添加温度传感器,这在电子化规划中很常见。参加传感后就能够实时监测了,线路具有了独立开关操控功用,检测到毛病后能够当即关断,就防止了事端产生,一起还能够经过网络通讯(比方外表)进行报警,提示驾驭员毛病原因及详细毛病线路,便于修理。

  线路老化、绝缘磨损,细微搭铁等问题,咱们能够经过监测线路电流来发现毛病,依据前史数据比照,或平等车型运用比照。假如是严峻的搭铁短路,MOS计划的维护灵敏度是能够做到很高的,并且有短路电流约束,这个在上篇文章有讲过。有电流约束就意味着打火小,灵敏度高就意味着打火后就立刻能检测到,就能够快速维护(维护速度能够到达传统稳妥丝的1000倍以上),然后下降了火灾的危险。

  用户在车上私拉乱接电线、替换大稳妥、运用超负荷的电器,这种问题底子不会在智能电气架构下产生。

  传统的配电盒,用户很简略自己接线,带不动就替换更大的稳妥丝,而MOS计划的配电盒都是全密封规划的,不考虑维护和替换,用户无法翻开,翻开了也看不懂,无法接线,这个上篇文章详细讲过。其他,即运用户在外面破皮接线,一旦超越规划维护门限就会触发过流维护,不或许产生换了大稳妥今后导致烧线的问题。

  用电器进水短路起火事端,假如依据MOS计划,因其维护的灵敏性,部分毛病也是能够防止的。

  依据以上剖析,咱们能够发现,依据MOS计划的智能电气架构在进步商用车防火安全性上带来的优势,这个价值是用BOM本钱无法衡量的。

  咱们不聊太艰深的EMC常识,今日只专心于智能电气架构能给商用车整车EMC及本钱带来哪些价值。

  商用车由于车很长,负载类型也更杂乱,整车电气环境也更恶略。比方线束很长,受长导线杂散电感影响,继电器切换就会产生一些高压脉冲,会对其他电子设备产生过压损害,影响整车EMC功用,这个咱们上篇文章有详细剖析。咱们今日不分散,专心讲ISO7637-2(国标是GB/T 21437-2)的一部分脉冲相关的EMC问题。

  咱们先来看一下规范中最苛刻的脉冲,便是抛负载,专业叫Load dump,便是业界常说的5a和5b。假如你碰到个人能聊这个,阐明现已比较了解EMC了。咱们别抬杠,说这是老规范,新规范不叫这个姓名了。由于老规范咱们都熟,也习气了,新规范电压等级更高,姓名也改了,直接叫Load dump pulse了,且调整到了ISO16750-2里边。咱们下面便是举个比方,看下商用车和乘用车OEM对5号抛负载脉冲的一些实验要求。

  据笔者了解,现在乘用车底子很少要求5a了,原本做一些Local项目还有要求,Global的其实早就不要求了,现在国内也底子都不作要求了。这个其实也好了解,就像80年代桑塔纳刚国产化时,德国规范要求喇叭是5万次的运用寿命,总是坏,中方查询研究后就发现在我国喇叭用的确实更频频,所以喇叭国产化后就添加到了10万次。讲这个便是阐明规划需求考虑实在状况,并不是老外的规范就必定是对的,规划必定是好的。

  回到主题,为什么global的OEM就敢要求不做5a?那是人家依据经历,5b就能够了,由于人家的整车电气环境真的就做得比较好了,这是一个体系性问题。整车电气环境好了今后,实验规范就下降了,零部件本钱也低了,然后整车本钱也能够得到下降。

  再举个比方,80后的小伙伴们应该都记住,小时分电压不稳,家里稳压器、调压器、冰箱维护器是标配,不然电视机、冰箱等家电就很简略坏,当然现在早就见不到了,并不是家电质量变好了,而是供电电压安稳了,也很少停电了,这是国家电网的劳绩。

  讲这么多,其实便是想阐明两点:一是规划要考虑实践运用状况,二是用电器是受全体电气环境影响的。回到商用车,为什么商用车现在还都要求做5a,便是由于整车电源环境还不行好。上面也讲过,商用车全体技能是落后于乘用车的,所以你去随意拆开一个商用车的电路板,一眼就能看到下面这个东西,很大个,这便是电源的稳压器,每个ECU都有。

  好了,咱们回归主题,看智能电气架构能为咱们带来什么价值吧。智能电气架构由于完成了电子化,咱们就能够在底盘配电盒电源输入端参加电压按捺规划。由于5a脉冲来自于电源端,而整车的电源又都来自于底盘配电盒,这就相当于送到小区的电经过配电柜安稳后,再送到每一家,家里的用电器就不需求额定配稳压器了。

  从电压波形咱们也能看出来,脉冲电压从174V降到了44.8V,作用很明显。这能带来哪些价值呢?

  (2) 整车撤销ECU等级电压按捺规划,BOM本钱下降,整车一般有几十个ECU,一个TVS得好几块钱;

  (3)整车一级电源耐压等级下降。而惯例24V规划,一级电源耐压要求是60V,60V器材就比50V贵不少;

  其实整车EMC环境改进不只限于整车电源端供电的改进,各ECU和负载间的彼此搅扰也会得到改进。

  前面咱们讲过商用车的线束很长,快速改动的大电流因线束电感的影响,将会产生一些高压脉冲损害,这个很简略了解,初中物理就学过,便是这个公式U=L*di/dt。以1mm²的导线为例,一米的电感大约是1µH,这个电压很简略就能到上百伏,而ISO7637-2规则的2a和3a脉冲能够到达-300V到+112V,这个电压都是和线束电感有关的。

  传统配电盒里边都是彼此连在一同的,有一个脉冲就会处处跑,ECU和负载间也能彼此影响,而智能电气架构的底盘配电盒不只在电源端添加了电压按捺规划,每个输出通道自身也有电压按捺规划,这就防止了用电设备之间的彼此搅扰,也便是说,搅扰脉冲不会处处跑了,直接被吸收了。

  其他,还有芯片开关特性对EMC的改进。芯片一般都有开关的slew rate操控,而继电器是没有的,还有稳妥熔断时,因短路电流无约束及稳妥熔断特性带来的EMC影响,这些芯片都能防止,咱们就不展开了。

  只要是触摸过电子规划的小伙伴们,不论是消费级、工业级仍是轿车级,估量都知道电源规划上要加一个二极管防反,就像下面这样:

  这种规划简略、有用、有用,能够防止许多运用时接错线的问题,由于一旦接错,整个电源就烧了,产品就报废了,价值很高,而接错线这种作业,搞过规划的人都没少干过。关于车载规划,其实也是相同的,由于车辆在实践运用中,偶然会有电源接反的状况。比方车辆蓄电池亏电无法发动,在用其他车进行跳线发动时,就很有或许呈现电源反接的状况;还有便是修理时,蓄电池正负极接反,当然专业人员绝不会犯这种过错。所以车辆规划时就考虑到了这种状况,并且ISO规范也有相应的规则。

  所以,关于轿车电子规划人员来讲,ECU的电源防反规划便是一个根底规划(英飞凌的介绍里也仅指出了ECU防反接规划),咱们也都习以为常了,只要是个电源,二极管就先给它安排上,妥妥的,必定没错。但到了智能电气架构,咱们在完成了整车电源分配智能化、电子化的一起,有一个传统规划即将被悄然推翻,就像移动付出渐渐推翻了咱们用现金的习气相同。

  在传统电气架构中,配电盒就担任电源分配,里边没有电子器材,也没有方法做电源防反接规划(包含上面说的EMC规划),一旦电源接反,整车一切的ECU、负载的电源就都反过来了。

  可是到了智能电气架构年代,由于完成了电子化规划,咱们就能够在底盘配电盒电源输入端参加电源防反接规划。由于整车的电源都来自于底盘配电盒,咱们在源头完成了防反接规划后,就把反向电流堵在了源头,即便蓄电池电源产生了反接,整车是没有反向电压和反向电流的。

  (1)除一级配电模块外,整车一切ECU及负载,不需求做电源防反接规划,下降规划难度、规划本钱及BOM本钱;

  (3)根绝蓄电池电源极性反接时对整车产生的影响,比方电子电气件焚毁,负载误动作危险等。

  这儿或许有小伙伴们猎奇为什么电源反接时,会有电子电气件焚毁及误动作的危险?我就趁便给咱们科普一下。

  整车一切ECU电源的逻辑操控部分都是有防反规划的,而负载操控及大电流操控大部分是则没有做,由于大电流的防反接规划很杂乱,难度比较大,每个电源上都做本钱也不允许,真的接反了,确保自己的ECU不误动作,不会损坏就行了,至于其他的就暂时不论那么多了。

  关于惯例轿车电子规划,无论是依据传统继电器的负载操控,亦或是依据HSD(智能高边开关)芯片的负载操控,由于大电流回路里没有防反接规划,一旦电源极性反接,作为继电器操控的LSD(智能低边开关)芯片由于寄生体二极管主动导通,继电器动作,HSD也会因而主动导通,负载开端上电作业。假如是灯泡,那就直接点亮,由于灯泡自身没有极性,假如是电动机,那就直接回转,至于会不会形成车辆毛病或电气件损坏,那就听其自然了,横竖短时刻内ECU是必定不会坏的。

  所以,智能电气架构带来的电源分配及操控技能的电子化,其对整车及整个轿车职业带来的影响是巨大的,乃至在某些方面是推翻性的,乃至职业规范也将为之而改动。站在当下,或许咱们还无法感知到它的影响,但在未来,它对轿车职业的影响注定是深化而久远的,乃至未来做轿车电子规划的小朋友们都会忘了电源上需求加一个二极管这种规划,就像现在的小朋友们都现已不知道纸币了相同。

  不知道咱们发现一个问题没有,底盘配电盒里边底子都是大板式稳妥丝,驾驭室配电盒底子都是小片式稳妥丝。底盘配电盒经过板式稳妥(一般都是40~50A的)将电源分为多路(一般都是4路左右),再拉到驾驭室,然后再经过小稳妥将电源分配给整车用电器。这样规划也是依据安全考虑的,若一个稳妥爆掉或许一根线出问题,只要部分功用受影响。

  选用智能架构今后,芯片的可靠性是远高于稳妥丝的,且芯片的功用底子不受冲击电流次数的约束,而稳妥片则有必要考虑这个问题,为了下降危险,就分为多路供电。

  原本每个继电器都需求一根操控线,整车便是几十根。而选用芯片后,操控就本地化了,还能够经过CAN等通讯方法来操控,这就又节省了一些线).其他硬线回路的削减

  ② 操控回道路束的削减。比方两个信号一起操控一个功用,惯例规划便是用两个继电器串联操控,两个信号都有用了才行。用智能架构就简略多了,两个信号都走CAN通讯,软件直接处理就能够了,逻辑的灵活性也更高。

  ③ 弱化ACC、ON等硬线信号。比方原本靠ON档信号供电的,你或许直接用ON给它供电,或许经过继电器。而智能架构能够将恣意输出装备为ON特色。还有用ON做信号的ECU,你要专门给它拉一根ON线,现在驾驭室配电盒能够收集到焚烧锁信号后,经过CAN 通讯发出来,整车一切的焚烧锁信号就能够同享了。

  经过比照很明显能看出来,芯片给的额定电流测验条件是高温85度,而稳妥丝是常温25度,温度高就得降额,加上为了可靠性考虑的根底降额25%,这一来一回,你看得降额多少?这还没考虑I2t或许还得降额。

  一般状况下,比照原有稳妥丝规划,芯片规划的额定电流都能够更小一点,乃至能够是原本的一半,相应的线径也就降下来了。

  所以,依据未来智能架构的芯片规划,咱们必定要改动思维。当有人说电流是20A的时分,你得问他是曾经稳妥配了20A,仍是负载额定电流是20A。不然咱们的知道不在一个根底上,交流就会出问题。

  这个上篇文章咱们提过,但没深化讲,假如不是专门搞电气规划的人,估量不怎样了解,咱们趁便讲一下。

  之前咱们讲过稳妥和线束怎样匹配,但没讲线束规划时是要考虑线束长度的。商用车由于车很长,线束长度或许有好几十米,假如线径又比较细,短路时或许短路阻抗就会比较大,短路电流就上不去,成果便是稳妥不会熔断,毛病一向存在,毛病点一向发热就会存在危险。

  而选用芯片今后,由于芯片的电流检测精度很高,能够辨别出正常电流和毛病电流,然后能够进行维护,这就防止了危险的产生,其他便是在线束规划时,不需求进行线束长度核算了,下降了规划匹配难度,也下降了实验验证要求,这也从必定程度上下降了规划本钱。

  终究咱们讲一下本钱,估量这个是咱们最关怀的。笔者曾依据一辆中型货车进行了整车线束剖析,准确到了每根线、每个端子和连接器,选用智能架构的整车线%。安波福也曾测算过运用区域架构后能够下降25%线束本钱,博世也曾进行过相似测算,线束本钱都是下降的。

  详细线束部分降幅和整车架构及装备是强相关的,不能混为一谈,但有一个大的方向,便是车辆功用越多,装备越高,ECU越多,选用新式架构后本钱下降的空间也越大。08 客户价值

  商用车不同于乘用车,作为生产资料,功用要有用,运用本钱要低,可靠性要高,维护本钱要低。依据这些方面考虑,智能电气架构的客户价值首要体现在以下几点:

  (1)主动休眠,根绝亏电。能够撤销电源总开关,或许即便不撤销,也能够完成泊车后主动休眠,运用更便利,也完全根绝了泊车亏电的或许性。

  。比方长途车辆电源办理,包含完成长途车辆电源监控、状况自检、用电器开关等。比方长途敞开空调,长途发动机预热、长途灯火自检等。

  。可靠性高,维护的少,就意味着毛病泊车少,能够少耽误事,多赚钱。(4)进步了用户体会

  。毛病消除后可主动康复,或依据需求康复,这就进步了用户体会。比方大灯的线束破皮搭铁,传统稳妥丝必定直接就爆了,灯就不亮了,芯片就能够在维护后主动重启,专业叫auto-reset,假如仅仅是偶然碰了一下搭铁,没有继续短路,那驾驭员就会看到灯仅仅是闪了一下。这样就能够不影响车辆运转了,而在泊车后外表就能够提示驾驭员左远光产生过短路毛病,这样就便于查找问题,快速定位修理了。(5)辅导用户优化驾驭习气,然后完成节能降耗

  。这个就需求OEM依据车辆运转数据,依据大数据渠道,经过APP为用户供给用车主张了,这也能够算是品牌价值的一部分吧,能够作为OEM的营销亮点。五.智能电气架构是智能车辆的根底设施

  尽管咱们也进行了多维度的本钱剖析,可是没提软件部分,依据安波福的估计,区域架构能够下降75%的软件本钱。现在各大OEM也都在向自建软件才干这个方向上走,软件本钱(包含集成和测验本钱)这一块儿也要提早考虑,由于以现在的趋势,未来产品开发中,软件本钱占比将远高于硬件本钱,特别是相关的东西链的购买及软件渠道架构建造的投入等。不过,笔者以为要将智能架构放到根底设施建造的视点来审视。智能电气架构建造未来将成为智能轿车的新基建,是车辆完成智能化及无人化的根底设施,建造时有必要考虑其

  1. 主动驾驭商用车需求一个“可感知、可操控、可进化”的智能电气架构;2. 智能电气架构可大幅下降车辆开发及测验本钱;

  3. 智能电气架构的建造能够与现在OEM软件才干的建造的内涵需求相照应;4. 智能电气架构能够进步OEM的品牌溢价,为“硬件预埋,软件付费”打下根底,延伸价值链条,也为OEM从车辆生产商到服务商的改动供给了助力;

  5. 智能电气架构是区域架构的一部分,是支撑未来新能源货车及高阶无人驾驭技能的根底设施;

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