我最近看了兩個(gè)NXP的設(shè)計(jì)研討會(huì)《SAFETY CONCEPT FOR HV/LV POWER CONVERTERS》和《FAULT TOLERANT MOTOR CONTROL IN POWERTRAIN APPLICATION》，這兩個(gè)分別針對(duì)將來(lái)帶有高階自動(dòng)輔助駕駛功能的車輛，在動(dòng)力總成方面的安全性設(shè)計(jì)。這也代表歐洲的核心觀點(diǎn)，隨著ADAS的功能往上走，設(shè)計(jì)的安全性是需要讓車停在一個(gè)安全的地方。

我不知道這個(gè)方向?qū)τ诔杀疽蠖喔?，但是這反應(yīng)歐洲的一個(gè)重點(diǎn)設(shè)計(jì)趨勢(shì)，和我們注重產(chǎn)品性價(jià)比和極致的設(shè)計(jì)方向是存在很大的分歧的。

▲圖1.從Fail Safe到Fail Operational

SSL A到SSL G這里的定義，涉及對(duì)于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向和駕駛的基本要求，也是對(duì)車輛運(yùn)行狀態(tài)的定義。代表智能汽車如果真的要做成那樣，內(nèi)部的電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力總成系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)也提高了。

▲圖2.歐洲轉(zhuǎn)向L3其實(shí)成本很高

Part 1

DC-DC的設(shè)計(jì)要求

具備自動(dòng)輔助駕駛汽車中的車載攝像頭和傳感器收集大量數(shù)據(jù)，核心計(jì)算平臺(tái)需要實(shí)時(shí)處理這些數(shù)據(jù)，以確保車輛保持在正確的車道上并在前往目的地時(shí)安全運(yùn)行。整車計(jì)算平臺(tái)控制對(duì)云端通信，根據(jù)天氣變化和不斷變化的道路狀況（如繞路和道路碎片）進(jìn)行規(guī)劃控制的調(diào)整。 目前所有的重要感知、處理和執(zhí)行部分，都需要實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)（包括電源）的冗余。

目前這些涉及安全的設(shè)備如何處理電源的問(wèn)題就成了一個(gè)比較大的問(wèn)題，這里有板級(jí)、系統(tǒng)級(jí)別多種，在系統(tǒng)層面希望高壓轉(zhuǎn)低壓DC-DC具備安全冗余。

▲圖3.電池原材料價(jià)格

具備Fail Safe的DCDC的基本架構(gòu)：

▲圖4.DCDC的Fail Safe設(shè)計(jì) 從Fail Safe的設(shè)計(jì)到Fail Operational主要分成三個(gè)部分：●功率級(jí)：把原來(lái)的功率拓?fù)涓臑門(mén)型結(jié)構(gòu)?！駵y(cè)量級(jí)：采用榮譽(yù)的算法，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓端和低壓端的采集。

●控制級(jí)：圍繞MCU層面的冗余設(shè)計(jì)。

▲圖5.DCDC的Fail Operational的設(shè)計(jì)

這里的思路，是把一個(gè)DCDC加強(qiáng)，在各個(gè)維度通過(guò)功能安全分析做加強(qiáng)。當(dāng)然我也可以通過(guò)兩個(gè)DC-DC的處理，或者在OBC里面再做一些額外功率級(jí)別的借用。

▲圖6.大系統(tǒng)上12V的DC-DC架構(gòu)拓?fù)涞倪x擇

Part 2

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

在驅(qū)動(dòng)逆變器的設(shè)計(jì)里面，控制部分主要涵蓋6個(gè)部分，高壓測(cè)量、電機(jī)溫度測(cè)量，電機(jī)位置測(cè)量、相電流檢測(cè)、控制回路和功率回路。電源和通信部分包括低壓供電、高壓供電和車載通信。

▲圖7.功率逆變器的功能分解

逆變器環(huán)節(jié)，如果我們加入額外的橋來(lái)做冗余，這個(gè)可能效果更好一些。這種設(shè)計(jì)是在成本和體積上面做折衷考慮。

▲圖8.額外的功率Leg

▲表1.效用分析

小結(jié)：我們其實(shí)能看到，中國(guó)在市場(chǎng)上跑到領(lǐng)先位置，但我們的設(shè)計(jì)理念和歐洲哪怕在動(dòng)力總成的思路上，都有很大的差異。當(dāng)然這不能說(shuō)誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)，只是一種設(shè)計(jì)路線的選擇。

審核編輯 ：李倩