工程師詳解：汽車(chē)電子硬件設計九大要素

汽車(chē)電子硬件設計工作需要較多的時(shí)間，采取可靠性軟件已經(jīng)把完成簡(jiǎn)化;在自己需要親手做的情況下，可以選擇元件計數法或應力分析法，前者適用于缺乏足夠的時(shí)間下得出簡(jiǎn)要結果，后者是設計到了需要確認的階段清晰化的結果。

1.功耗

現在了解下來(lái)，12V鉛酸電池的容量大概在50～100Ah。這里所說(shuō)的功耗，不僅僅是指工作時(shí)候的功耗，也包括待機功耗。前者見(jiàn)于娛樂(lè )系統，萬(wàn)一把汽車(chē)玩沒(méi)電了，發(fā)動(dòng)不起來(lái)就搞笑了。用15V150A的電源是無(wú)法發(fā)動(dòng)汽車(chē)的，啟動(dòng)時(shí)候需要的瞬時(shí)功率是非常高的，也對電池的容量提出了較高的要求。

2.可靠性

與通信設備相比，惡劣的條件和與安全相關(guān)的屬性，以及人們越來(lái)越高的保修期的要求，使得所有模塊的開(kāi)發(fā)模式都可能受到一定的改變。

3.熱設計與熱分析

VOLT配置了三套冷卻系統，相信功率轉換單元越來(lái)越多的使用，將會(huì )加大對于整個(gè)模塊熱分析與熱設計的難度。當然當熱累積到一定程度，就得考慮從整個(gè)車(chē)里面排出去，器件級別的散熱設計反而相對而言比較簡(jiǎn)單。

4.器件采購與成本控制

有趣的是，本土的公司，都往往使用最好的芯片。這是以前從BYQ同事告訴我的，都用好東西才可能不會(huì )出錯，至少芯片一級可以提供支持和保證。

5.DFM和DFT

要是不能生產(chǎn)或者出廠(chǎng)了一些不合格品，代價(jià)會(huì )是讓人震驚。因此EOL的設備的造價(jià)往往高的嚇人。有些地方處于成本的考慮，還得在下線(xiàn)之前calibration之后才能使用。

6.EMC和EMI

我以前覺(jué)得電子模塊的EMC和EMI挑戰很大，現在發(fā)現源頭可能是汽車(chē)上那么多線(xiàn)束。由于有著(zhù)諸多的感性負載和分布性的特點(diǎn)，上次電源供應商問(wèn)我12V電池本身出來(lái)是否有紋波?讓我覺(jué)得很詫異，到了車(chē)上，從哪些地方傳導耦合或者空間耦合過(guò)來(lái)一定幅度的噪聲都別覺(jué)得奇怪，未來(lái)電氣化的車(chē)子更是如此。

7.法規和標準

我現在才發(fā)現有那么多的標準，地區的，行業(yè)的，國際的，國家的;主要以測試標準為主，還有安全標準等，前面有過(guò)一些介紹。

8.電源設計

這塊確實(shí)是一個(gè)較大的問(wèn)題，面對著(zhù)越來(lái)越集成的系統，傳統的LDO好像有些變化了。與Rocky相同的觀(guān)點(diǎn)也是，遇到模擬信號采集的時(shí)候，電源的誤差與干擾本身也是需要考慮進(jìn)去的，如果某些模擬傳感器線(xiàn)束太長(cháng)，可能需要對地線(xiàn)也做一些考慮。

9.噪聲和振動(dòng)

繼電器，大電感和其他磁性元件，都是可能發(fā)聲的。而且后兩者對振動(dòng)也是相對敏感的，未來(lái)電氣化的過(guò)程中將會(huì )使用大量的平板變壓器和大電感，相信這塊是設計的重災區。