深度解析车身OB视讯控制系统的演变过程

  新闻资讯     |      2023-07-11 03:48

  车身电子功能的控制形式正随着汽车电子电气架构的演进而变化。从车门、后视镜、车窗、车灯等车身电子的分散控制,沿着车身控制模块BCM到车身域控制器BDC,最后发展为面向下一代中央集中式架构的区域控制器(VIU/ZCU)。

  车身域控制器是以功能进行划分,一般集成BCM、PEPS、TPMS、Gateway等功能,对各个车身电子模块进行集中控制,统一管理各负载,对采集到的信息进行统一的分析、处理及分配系统资源。 汽车E/E架构从域集中向中央计算演进的过程中, 垂直融合(将多个功能域的融合,或融合功能关联度较高的其他功能)的方案是一条必经之路。为进一步集中算力、提升通信传输速率,部分企业开始尝试将网关的功能向上集成到其它功能相对简单的领域,车身与以太网网关的融合成为了首选方案。 欧菲光的第五代车身域控制器BGM,将传统车身电子部分的BCM、以太网网关、空调控制器、门模块、电源管理等进行了集成整合,通过CAN、FlexRay、以太网与其他域控(如娱乐域、底盘域、动力域)实现信息快速交互,可适配L1至L2+智能驾驶平台。该产品已于2022年9月实现规模化量产,目前欧菲光是吉利博越L车身域控制器的独家供应商。

  大陆集团的第一代车身HPC也将之前单独运行的网关功能与车身控制器的功能相结合,变成了一个超级计算单元。该产品作为车载应用服务器(ICAS1,基于瑞萨R-Car M3),在大众汽车基于MEB平台的ID.3上实现量产。 2023年大陆集团在上海车展中首次展出了跨域的车辆控制高性能计算单元,除了集成原有的车身控制和整车网关功能外,还集成了底盘控制应用,如阻尼控制、自适应空气悬架和底盘调校等跨域整车控制功能。预计到2024年,大陆集团高性能计算单元将搭载在多家汽车厂商的30多个不同车型上。在国内,大陆集团目前拿到两个本土订单,该产品的首发量产车型就是广汽埃安旗下昊铂Hyper GT。

  智能配电盒一般会将E-fuse和继电器组合的电气盒与车身控制器(BCM)集成在一个总的控制单元上,这样能够大大减少传统设计中BCM和配电盒之间大量的导线,也提升了整车电路的稳定性。智能配电盒的三大核心功能包括:电源分配功能、电源管理功能、车身控制功能。 特斯拉的智能配电方案完全取消了保险丝和继电器的组合,全部采用基于半导体技术的MOSFET和HSD芯片。配电盒也不再只是配电盒,既可以实现可控的配电功能,又能作为控制器来使用,实现了配电与控制的功能融合。 安波福的智能配电盒产品则是根据整车电子电气架构选择性集成部分BCM控制功能和低压负载。目前,安波福量产智能配电盒的方案主要集中在前舱(主要负责前部的各种大灯照明灯、雨刮、挡风玻璃预热、油泵电机等)和后舱(主要负责后部的各种大灯照明灯、儿童锁等)。

  区域控制器是以物理位置为优先级进行器件的分布与管理,根据就近原则接入全车的设备,对区域内的零部件进行电源分配及管理,平衡不同的输入输出控制等。 由铁将军与小鹏汽车联合推出的区域控制器Zone&VIU,基于小鹏X-EEA 3.0 架构。该款区域控制器可支持左/右域、支持底盘控制功能、支持AUTOSAR,符合功能安全标准ASIL-C等级,实现了以太网ETH模块+车身控制器的融合。目前已在小鹏G9中实现量产。

  经纬恒润在2023新品发布会中发布了物理区域控制单元(ZCU:Zonal Control Unit),集成了整车的配电功能(包括隔离开关,一级配电,二级配电)、区域网关路由功能(百兆以太网,CAN FD, LIN等)以及车身舒适域,新能源动力域,部分底盘域和空调热管理的输入输出信号采集控制等功能,计划2023年底实现量产交付。

  目前,车身(区)域控制器的配电方案主要是根据负载所需的驱动电流大小来选择,一般情况下,大电流负载偏向于使用驱动芯片+ MOSFET分立方案(在实际设计中30A以上的大电流应用以保险丝+继电器为主),小电流负载则选用HSD智能高边开关集成方案。 以特斯拉为例,Model 3的车身控制区域包括前车身控制模块、左车身控制模块、右车身控制模块。其中,大电流负载采用的就是驱动芯片+MOSFET方案,小电流负载则采用的是HSD高边开关集成方案。

  车身域控制器对于算力的要求并不高,其主控芯片以车规级MCU为主。但在中央集中式架构下,算力将逐渐向中央集中,因此,在区域控制器中需要使用一颗性能、资源更加强大的车规级MCU作为主控芯片。 NXP的S32G3处理器是针对域控制器领域研发的芯片,有着实时的处理能力、面向服务高性能计算的先进算力、跨域集成以及高性能安全处理。最新一代的S32G3系列在2021年底正式对外发布,并于2023年2月实现量产。主机厂将S32G3处理器用于软件定义汽车(SDV)的中央汽车计算,以托管汽车服务、整合跨域功能(虚拟ECU)、提供安全网关功能并管理全车的无线(OTA)更新。

  在2023年上海车展中正式亮相的广汽昊铂Hyper GT,作为旗下首款搭载星灵架构的纯电车型,其中央计算单元即采用了恩智浦最新一代网络处理器S32G3,这也是全球首款采用S32G3作为其中央计算单元处理器的车型。

  SmartFET是用于外部负载(如中央电器盒中的继电器)的高/低边驱动,实际上,高边SmartFET 是一个N沟道的MOSFET,由一个稳压电荷泵将栅极电压拉高到足以驱动负载。这些驱动自身需要额外的保护功能,如短路保护、热关断(有或者没有自动恢复功能)、过压保护、逻辑电平控制(单片机直接控制)和ESD保护等。

  安森美SmartFET可用作智能保险丝,在区域控制器中保护电源、为区域控制器驱动的所有负载提供带保护电源等,可应用于车内外照明应用和电容式负载、电感式负载(雨刷器、HVAC、车门等)、电阻式负载(LED和加热单元等)的驱动。

  在灯光类等车辆的小电流负载控制方面,HSD芯片(High Side Driver)早已得到广泛应用。当发生单路短路故障时,HSD芯片的保护动作速度远高于保险丝,其安全性更高。 ST的M0-7系列家族化高边产品,满足了目前车身控制模块丰富的诊断、保护,高度集成以及尺寸最优化等系统要求,可实现兼容性设计。其较小的封装,强大的驱动能力尽可能地减少了PCB板的面积。小鹏P7的BDU车身域控制器里即大量采用了ST 的智能高/低边驱动M0-7系列产品。 ST的M0-9系列产品是新一代汽车智能开关,专为使用12V电池供电的应用中的高侧连接而设计,简化了ECU的硬件和软件设计,该款开关是市场上第一款具有全数字片上诊断功能(包括数字电流检测功能)的开关。 M0-9系列产品利用了ST的最新一代VIPower* M0-9技术,将高效的40V沟槽型垂直MOSFET与3.3V数字逻辑,以及高精度模拟电路结合在一个6x6mm的QFN封装中。与市场上现有的同类驱动器IC相比,其紧凑的尺寸和高集成度减少了高达40%的PCB面积。

  总体而言,车身域控驱动控制方案未来的方向还是基于单芯片方案的智能HSD芯片,随着技术的进步及成本的下降,应用范围会逐步扩大到车辆的整个电气系统,但个别极大电流应用仍将采用驱动+MOSFET的分立方案,整车电气架构将在2025-2030年之间加速演进。

  随着车辆功能逐渐增多,用户需求不停更新,车辆软件需要快速迭代才能给用户更好的服务体验,更快的功能体验,真正满足千人千面的需求,从分布式EE架构转变为现在的中央计算加区域控制的架构,以SOA的形式实现软硬解耦,将更多的功能以原子服务的封装集中到车身控制器(BCM),根据动态配置进行不同服务的调用。本文从整车架构、BCM的功能定义、OB视讯官网原子服务划分讲述BCM的原子服务设计。 当下汽车行业正面临转型的革命,随着新四化的提出,软件定义汽车已成为必然趋势,软硬件的解耦程度决定了企业产品的差异性,对硬件来说,需要可兼容、可扩展,对软件来说,需要升级快、可移植性好,因此从架构层面需要基于SOA来进行开发,将传统的分布式架构转为中央集中式架构,由

  控制器设计方案 /

  作为汽车的电子控制装置,汽车车身控制模块(BCMs)可以控制与汽车舒适性、便利性和照明等相关的多种功能,包括门锁、车窗、警报声、关闭传感器、内饰和外饰照明、雨刮器和转向灯。如图1所示,BCM可以监控不同的驱动开关并根据相应的车内负载控制功率。 图1:BCM框图 通常,一款BCM会包含一个处理汽车12V电池量驱动器开关状态的微处理器。传统上采用电阻电容和二极管等分立式无源器件通过接口电路将信号连接至微处理器。您必须细心保护微处理器免受电池电压、静电放电(ESD)、瞬态和反向电池的影响。另外,您需要为偏置开关输入提供附聚电流并确保开关接触点状态良好。 图2所示的实际案例阐述了如何处理外部接地开关输入。电容C2分流ESD和瞬态能

  s)_监控不同的驱动开关负载控制功率 /

  1 、概述 LIN(Local Interconnect Network局域互连网络)是一种低成本的总线网络。其最初的开发目的在于弥补CAN总线的不足,主要用于汽车中某些对通信速率要求不高的场合,LIN总线作为CAN总线的辅助网络或子网络使用可以解决汽车内因导线过多所带来的许多问题。 一个简单的LIN节点除了微控制器外,还需要两个芯片,即LIN接口芯片和5V的电压调节器。Freescale公司的MC33399芯片是专用于LIN的单线物理接口器件。该器件的功耗非常低,可控制外部稳压器,安全符合LIN规范,抗干扰能力强,是一种高性能的模拟器件,适用于工作环境比较复杂的汽车。MC33399的主要特点如下: ·通信速率范围为1~20k

  的MC33399的工作原理、主要特点与结构分析 /

  2023年5月4日,致力于亚太地区市场的领先 半导体元器件 分销商--- 大联大 控股宣布 其旗下世平推出基于恩智浦( NXP )S32K344 芯片 的车身控制模块(BCM)方案。 图示1-大联大世平基于NXP产品的车身控制模块(BCM)方案的展示板图 自动驾驶 和 智能 座舱技术的高速发展正促使传统汽车完成新一轮的智能化革新,使其由单纯的交通工具向“第三生活空间”转变。在这种情形下,BCM车身控制模块作为车身 电气 系统重要的组成部分,得到了汽车制造厂商的重点关注。一个功能强大的车身控制模块能够显著提高汽车的舒适性和便捷性,让驾驶员操作更加流畅。然而随着汽车所搭载的功能越来越多,BCM模块的设计与开发也变得日

  )方案 /

  2023年5月4日,致力于亚太地区市场的国际领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下 世平推出基于恩智浦(NXP)S32K344芯片的车身控制模块(BCM)方案。 图示1-大联大世平基于NXP产品的车身控制模块(BCM)方案的展示板图 自动驾驶和智能座舱技术的高速发展正促使传统汽车完成新一轮的智能化革新,使其由单纯的交通工具向“第三生活空间”转变。 在这种情形下,BCM车身控制模块作为车身电气系统重要的组成部分,得到了汽车制造厂商的重点关注。一个功能强大的车身控制模块能够显著提高汽车的舒适性和便捷性,让驾驶员操作更加流畅。然而随着汽车所搭载的功能越来越多,BCM模块的设计与开发也变得日益复杂。为减少汽车制造商

  )方案 /

  4月10日晚,比亚迪召开“云辇智能车身控制系统发布会”,正式发布“云辇”技术,其是一系列车身控制技术的集大成者,实现系统级深度集成。 比亚迪董事长王传福表示,云辇是垂直方向上系统化解决车身控制问题,“在最极端的情况下,哪怕掉了一个轮子,车辆依然可以保持平稳行驶。” 王传福还表示,云辇是行业内首个新能源专属智能车身控制系统,不仅填补了国内在这方面的技术空白,实现从0到1的突破,更超越了国外技术水平,实现了从1到2的提升 据官方介绍,云辇包含云辇-C、云辇-A、云辇-P以及云辇-X四套不同取向的车身控制系统。 按照计划,云辇未来将搭载在王朝海洋旗舰车型、腾势、仰望和专业个性化品牌上。

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