管理系统开发价格 整车电子电气架构时刻专栏——PNC与E-FUSE打响的整车能耗“保卫战”

在换电站及充电桩等补能基础才气尚未大规模普及的情况下,无为用户购买电动车最表情的照旧车辆的续航能力。从这个需求场景处起程,成心于裁减整车能量花费、栽培整车续航能力的时刻王人值得主机厂工程师究诘一番。

车辆在使用流程中的能量花费一般包括以下三大类:

(1)车辆行驶时克服各式阻力花费的能量;

(2)车辆热无间花费的能量;

(3)车辆各个戒指器和实施器责任时花费的能量。

其中前两类在车辆行驶中占据能量花费的大头,若是说一辆车的百公里能耗低,那例必在这两方面作念到了很好的均衡。

第三类能量花费与咱们日常生计息息关联,既会发生在车辆诈欺流程中,也会发生在车辆静止的时候。开车时开个空调、泊车时开个尾门王人会产生不同进度的能量花费。

这类能量花费固然总体占比不大,对整车续航能力影响有限,但蚂蚁腿亦然肉,奈何圣洁这部分的能量成为主机厂架构工程师日日痛楚的事情。

本文就来先容一种不错裁减此类能量花费的时刻决策;PNC+E-FUSE。

01 PNC

在传统整车收罗无间中,整车戒指器要么同期被叫醒要么同期就寝。但在一些功能场景中,比如车辆充电场景、比如哨兵模式,咱们只需要部分网段中部分戒指器参与责任,而不是全部网段的全部戒指器。

基于以上需求痛点,AUTOSAR在其收罗无间中界说了局部收罗(Partial Network,PN)的特点,允许通过领受一些划定将整车收罗进一步折柳为不同的局部收罗。在特定功能场景下,与功能场景关联的局部收罗内的戒指器处于责任景色,而无关的局部收罗内的戒指器仍处于低功耗景色,以达到进一步减少能量花费的目的。

局部收罗证实功能将整车戒指器折柳为不同的收罗簇(Partial Network Cluster,PNC),每一个PNC即是一个虚构的局部收罗,PNC中的戒指器不错在合并个网段,也不错跨不同的网段,且每一个PNC相沿单独的叫醒和就寝。

NM PDU是AUTOSAR中界说的CAN收罗上的收罗报文,包括8个字节,每个字节界说如图1所示。

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图1 NM PDU界说

Byte1对应的戒指位向量(Control Bit Vector,CBV)中每个Bit界说如图2所示。

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图2 CBV中各Bit界说

CBV中Bit 6泄露局部收罗无间相沿位(Partial Network Information Bit,PNI),等于0时泄露不相沿局部收罗无间,等于1时泄露相沿局部收罗无间。若是整车要使用PN功能,发送NW PDU时,需要将该位置1。

图1中的Byte2到Byte7常常用来存储PNC信息,一共有6个Byte,每一组PNC使用其中的某一个bit位来泄露,是以原则上整车最多不错有48个PNC。

02 E-FUSE

E-FUSE实质上是一种集成电路,通过在单芯片上集成MOSFET、启动、检测电路、逻辑电路、会诊等模块,提供一种供电电路保护的半导体处分决策。

当E-FUSE串联进主供电电路时,其责任面容肖似于传统保障丝,偶然检测过电流和过电压情况并对其作念出快速反映。发生过载情况时,拓荒会将输出电流收尾为用户界说的安全值。若口角常过载情况抓续存在,则拓荒将干预掀开景色,从而断开负载与电源的连气儿。过载电流收尾不错通过一个外部电阻器进行编程。

E-FUSE具有的优点如下:

(1)圣洁空间。E-FUSE通过集成在PCB板上,比较于咫尺至少需要单独两个配电盒(前舱和乘员舱各一个),不错圣洁不少空间,对本就满目疮痍的车内顶住空间来说是一大福音;

(2)比较传统保障丝通过弗成逆的自毁面容保护整车的用电澄清,E-FUSE具备自规复的能力。这也就意味着E-FUSE因过压、过流、低压等电路非常损坏的概率极小,不讨论芯片本人的故障,E-FUSE真实不错用到车辆报废。是以从这个维度来看,E-FUSE还能侧面减少整车人命周期的维修资本,提供更好的用户体验;

(3)栽培功能安全。高品级自动驾驶对要津供电澄清的功能安全品级条目一般为最高的ASIL D。领受传统“黄金搭档”决策很难达到此条目或者需要付出极大的代价,而让一颗半导体芯片达到ASIL D,这是芯片巨头的刚硬;

(4)会诊功能。通过对每一条供电澄清进行检测和会诊,不错提早发现故障,减少首要故障发生的几率;

(5)在线升级。通过在线升级不错天真转化功能逻辑、实时开发BUG。

E-FUSE具有的瑕疵如下:

(1)单个E-FUS的资本高。十几块钱的E-FUS比较几毛钱的保障丝,谁用谁败家。关联词莱特定律告诉咱们:产量每累计加多一倍,资本价钱就会着落15%。咫尺是瑕疵,产量达到一定例模即是优点;

(2)更换资本高。一朝坏掉(固然硬件失效的概率极小,但不摒除百万分之一坏的可能),需要连着通盘戒指器王人全部换,更换一个戒指器的资本是一个保障丝的几百上千倍。

03 PNC与E-FUSE的聚拢

下文以一个具体的使用场景来分解对PNC进行详备经营的流程。

比如说有一个费力座舱惬意功能的场景,需要把车内温度和座椅温度达到用户设定的值,这个场景界说为PNC1(NM PDU Byte2Bit0)。

如图3所示,假设空统一座椅分别由ECU1和ECU2进行戒指,而况漫衍在不同的CAN网段上。证实该场景需求,需要对ECU1和ECU4分别进行收罗建设,并在收到NM PDU Byte2Bit0 == 1时,ECU1和ECU4 不错被叫醒。

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图3 费力惬意功能架构

当用户激该死功能时,对应区域戒指器收到该肯求信号,把对应的NM PDU Byte2Bit0置为1,同期发送到相应的网段(CAN1和CAN2),当ECU1和ECU4收到该NM PDU时会自行叫醒,此时戒指器可平方责任。其余的戒指器因为莫得建设PNC1对应的内容,是以即使在合并网段上收到该收罗无间帧也不会叫醒。

在莫得引入PNC的特点时,企业管理系统管理系统开发公司AUTOSAR的收罗无间一般是合并网段上只消有收罗无间帧,那么该网段上的所有戒指器王人会叫醒。更有甚者是只消整车有任一叫醒源叫醒了收罗,中央网关就会把整车所有节点王人叫醒。

关于那些并不需要参与这个功能的戒指器来说,尤其是功率比较大的戒指器,比如主机屏幕、激光雷达等,醒着即是挥霍车辆的能耗。

是以在不加多硬件资本的情况下针对非常的使用场景经营不同的PNC,能灵验地裁减整车的功耗,绝顶是该非常使用场景抓续使用的时代还比较长,比如哨兵模式、露营模式等,就不错运用PNC进行无间,以达到节能的目的。

跟着最近几年E-FUSE也引入了车辆的经营中,E-FUSE与PNC的组合经营成为主机厂架构经营中的一种潮水。

在莫得用到E-FUSE之前,整车的电源无间一般只分为三种景色,分别为OFF、ACC、ON,这里我作念一个简化,把ACC和ON景色合并叫作念KL15供电,OFF景色叫作念KL30供电。KL15供电一般是由BCM戒指继电器吸合后供电,KL30为接入蓄电板的常电。

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一般只好需要在整车OFF下责任的用电器才挂在KL30下,像BCM、PLG、T-BOX、SCM等戒指器。而不需要在整车OFF下责任的用电器常常会挂在KL15供电底下,像空调、文娱大屏等戒指器,KL30和KL15供电暗示图如图4所示。

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图4 KL30和KL15供电暗示图

很彰着这样的电源无间面容是比较粗莽的,在现时流行的区域戒指器中,区域戒指器会统一双下辖的子节点进行电源无间,也即是通过E-FUSE来竣事电源的供领受堵截。不同的ECU以及实施器按照就近原则被放在不同的区域戒指器底下来进行戒指,通过区域戒指器对下一级的ECU的电源进行无间,这即是E-FUSE现时的使用场景,如图5所示。

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图5 区域架构下E-FUSE应用案例

既然还是用了E-FUSE这样高端且智能的戒指芯片,那么若是只是只是为了电源的无间岂不是太挥霍了。不错把不同的戒指器放在不同的E-FUSE上,一个车上的E-FUSE越多,那么就不错更精确的戒指每个用电器的电源。

回念念一下前边提到的PNC1的无间,也即是费力座舱惬意功能场景的收罗无间。在莫得引入E-FUSE之前,需要区域戒指器通过收罗的面容叫醒座椅和空调戒指器,而况戒指KL15继电器吸合,因为KL15供电下的戒指器不啻空调戒指器,在该供电下的其他戒指器也会同期责任,这样就会导致整车的能耗加多。

冠军奖金高达40万美元的应氏杯每四年举行一次,且在奥运会举办年举办,所以被称为“围棋奥运”。本届应氏杯在赛制上做了重大改革,其中第二阶段赛程涵盖了从上海开始的十六强赛至在应昌期故乡慈城的半决赛。中国棋手整体表现出色,尤其在十六强将韩国前三棋手如数淘汰出局,是称大捷。而八强之战柯洁惊险逆转上海名将王星昊,被视为“第一人”状态回猛的标志。

若是有E-FUSE的良好化无间戒指,区域戒指器不错精确的戒指空统一座椅戒指器地方的E-FUSE。固然也有可能有其他的戒指器挂在空调或者座椅地方的这一齐E-FUSE上,关联词通过对使用场景的分析,不错尽可能的把功耗小的戒指器挂在该E-FUSE上,甚而若是分析完所有场景需求,在知足场景需求的情况下不错把空统一座椅戒指器放在合并个E-FUSE下进行戒指。

04 写在临了

车辆刚出生的时候,其实并不需要收罗无间,因为车上就莫得几个戒指器。跟着汽车的发展,车上的戒指器越来越多,需要在整车OFF模式下责任的用电器也越来越多,若是莫得收罗无间,那当某个功能需要不同的戒指器协同责任时,只可通过硬线的面容对需要的戒指器进行叫醒。跟着戒指器的增多,领受这样的面容收场会很低,是以收罗无间生长而生。

正所谓天地合久必分,分久必合。汽车的发展也由之前的戒指器少量造成戒指器超多,到咫尺逐渐的戒指器在减少。是以在戒指器变少的情况下,收罗无间是不是也会有相应的变化。前文提到的费力座舱惬意功能的单一场景,若是只是只是知足这个场景需求,其实不错把座椅戒指器和空调戒指器放在合并齐E-FUSE下,平直由区域戒指器来戒指这两个戒指器。当用户触发该功能时,E-FUSE责任,而不需要用到PNC的无间。

AUTOSAR的收罗无间左券栈并未低廉管理系统开发价格,通过梳理整车的功能场景,若是在知足所有场景的情况下部分的用电器不错平直由E-FUSE戒指,其余的通过PNC进行无间,这两者集聚拢,这样不错免却一笔腾贵的开发费以及带来整车能耗的着落,这亦然给消费者带来更实惠居品进行的尝试。

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