雖然最近特斯拉深陷剎車失靈的爭議之中，但是并不妨礙各大Tier1巨頭以及新能源汽車的廠商們對他優秀電子電器架構的模仿與學習。

E-Fuse的大規模應用，應該是從特斯拉開始，也是特斯拉將汽車的設計進行了顛覆，然后我們才發現，原來汽車上的配電盒居然可以取消，在汽車上用了幾十年的傳統保險絲，被特斯拉干掉了。

基于博世對電子電器架構的分級，在后期的域融合方面，會跟特斯拉一樣，將整車上的執行器，按照就近原則，對車上的ECU進行極大的改革，一方面極大的節省線束，實現成本的下降，另一方面線束的減少對于車輛的減重有很大的幫助（偶然有一次了解到一個B級車的白車身，沒記錯的話也就兩三百公斤，而整車上的線束總重量，也差不多是這么重。），同樣也是有利于提高電動車的續航。

E-Fuse的應用場景

那么就回到我們這一次的主題，主題是說一下E-Fuse，那E-Fuse的應用場景是怎么樣的呢？說到這個就得從電氣電氣的架構開始說起。以下內容部分信息參考文章：https://mp.weixin.qq.com/s/oFuCJZttITDGjSJSYeQtGQ。

針對很早很早以前博世的一張對電子電氣分類的這張圖，從分布式，到集中式，到現在的中央集中式——第三階段，也就是現在目前各種解決方案中推廣的比較多的。包括大眾的MEB平臺的E3架構，寶馬iNEXT車型的三域架構方案，華為的CC架構，偉世通的三域EEA方案，這都是目前比較主流的架構。

三域控主要就是包含以下三個域，分別是：車控域控制器（VDC，VehicleDomain Controller）、智能駕駛域控制器（ADC，ADASAD Domain Controller）、智能座艙域控制器（CDC，Cockpit Domain Controller）。

1、大眾的MEB平臺

對于大眾MEB平臺，其三域控的方案中包含：車輛控制服務器ICAS1、智能駕駛服務器ICAS2和信息娛樂服務器ICAS3。大眾的中央域控制器集成了Switch的功能，這個Switch就有點像充當網絡管理的角色，在目前的電子電氣網絡拓撲中，喚醒一個節點可以通過硬線或者網絡管理報文，如果通過Switch，在所有策略都集中到域控中來執行的時候，通過Switch可以讓子節點在需要它的時候再讓它喚醒。另外一個方面，子節點的電源直接從中央域控過來，能夠省掉之前繞去前艙的繼電器盒再回來這么一圈的線束長度，能夠極大的縮減線束的成本。

2、華為的CC架構

華為在上海車展上火了一把，火的是極狐汽車，但是我不知道極狐是什么電子電氣架構。但目前華為也是三域控，包括VDC、CDC、MDC三個中央域，下面帶四個區域控制器。四個區域控制器按照就近原則接入整車的控制節點，這種方式的中央域控與其他的三域控方案都類似，就是把整車控制，智能座艙，智能駕駛分開控制。

而其四個區域控制器則作為執行節點，為就近的節點進行控制，或者電源管理。

3、偉世通的三域方案

偉世通的三域控方案與華為的類似，也是分為整車控制，智能座艙，智能駕駛這三個，但是對于華為的高度集成4區域控制器方案，偉世通做了一些區別，二是有7個區域控制。

二、E-Fuse的應用案例

除了大眾的MEB平臺將所有的節點都交給中央域的控制來執行之外，其余的域控方案目前還暫時沒有這么的激進，而是仍然將附件的控制獨立出來，交給了區域控制器來執行，并且通過區域控制器來對子節點進行電源的管理。也就是通過E-Fuse來實現電源的供給與切斷。不同的附件以及執行器按照就近原則放在不同的zone控制器下面來進行控制，通過zone控制器來對下一級的ECU電源進行管理，這就是E-Fuse的使用環境了。

下圖就是一個比較典型的區域控制器的拓撲框圖，其主要功能包括網關，因此能看到集成了大量的通訊節點，包括CAN、LIN、以太網。最重要的是通過E-Fuse來實現對子節點的電源管理。

E-Fuse與一般的高邊驅動非常類似，通過對12V電源的控制，來輸出12V給到下一級的用電器。以東芝的一款產品為例，它較為典型的一種應用電路如下圖所示：

其相對應的管腳定義如下表所示，這些都是從datasheet里面搬運過來的。

ILIM這個管腳是類似于定于E-Fuse的最大電流，在TCKE812NA這款E-Fuse中，通過一個下拉電阻來限定通過fuse的最大電流，計算公式如下，在參考電路里面，最大電流的選擇需要根據線束來選擇，假設選擇AWG24的線束，那最大電流就是0.9A左右，根據要求計算出相當的電阻值。

1、發生過流故障時（還沒有達到短路的情況下）

當在實際應用的時候，如果附件發現過流（非短路情況），E-fuse會立即檢測到過流，此時最大輸出電流就限制在E-fuse設定的最大值，并且降低輸出電壓，待芯片達到熱保護的溫度時，E-fuse關斷輸出。

如上圖所示，是發生過流故障時重復開啟的一種類型，達到熱保護溫度的時候，會關斷輸出，當溫度下降后，又重復開啟，直到過流故障消失。還有另外一種是發生過流故障后立刻關斷輸出，直到使能管腳重新置位才會重新輸出。

2、發生短路故障時

如果在很短的時間內通過E-fuse的電流超過1.6倍的電流極限值（ILIM），那么芯片會判斷為短路故障，短路保護功能立即開始起作用。會迅速將輸出關斷。

3、電壓鉗位功能

對于傳統的fuse，當蓄電池發生較大的浪涌脈沖時，會無損的通過fuse傳遞到ECU的電源輸入口上，而對于東芝的這款E-fuse，它還有一個鉗位功能，對于5V輸出的E-fuse，最大鉗位電壓為6.04V，而對于12輸出的型號，最大鉗位電壓為15V，基本上能夠滿足ECU的全部電壓工況。

參考文章：

https://mp.weixin.qq.com/s/oFuCJZttITDGjSJSYeQtGQ

總結

東芝的這個系列E-fuse，除了上述的功能之外，還能夠通過外置MOSFET的方式來實現防反功能，也可以通過配置Cdv/dt來減小浪涌電流，并且在EN腳連接常電而ECU休眠的情況下，最大暗電流小于0.6mA，基本上滿足ECU的暗電流需求。對于需要連接常電的應用場景來說，目前也是足夠的。

編輯：黃飛

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