0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

浅析整车电子电气架构中的智能执行器

智能汽车电子与软件 来源:汽车ECU开发 2023-03-13 09:54 次阅读

还记得两三年前,当我们谈论电子电气架构(Electrical/Electronic Architecture,EEA)的时候,还是谈论分布式架构到域控架构的升级,关于中央计算单元+区域控制器架构,感觉还是遥不可及,电子电气架构发展阶段图如下所示。

9d93d57a-bfd4-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

▲图1博世的电子电气发展阶段图

而今,我们眼看各个主机厂的中央计算单元架构都要纷纷落地了,小鹏的X-EEA3.0中央计算平台+区域控制架构、广汽埃安的星灵中央计算平台架构、长城的GEEP3.0计算平台架构、理想的LEEA3.0等。

在电子电气架构的技术变革中,整车上各ECU的功能被重新分配和整合到域控制器或者是中央控制器中,比如VCU和BMS以及电机控制器等被整合成动力域控制器,各个车身控制的逻辑被上移至车身域控制器,泊车控制器和行车控制器整合成智驾控制器等。

特斯拉为例,其最新一代的车身控制器架构中,用了三个车身域控(左右前)来实现大多数的车上的执行器的操作从而省却了传统的ECU。下图为特斯拉的前车身控制板控制的外部执行器。

9da15574-bfd4-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

▲图2特斯拉的前车身控制板控制的外部执行器

在这样的变革中,当前阶段看到三个问题有待解决。

第一个问题是当前的整车EE的架构的还在快速迭代中,有些智能执行器的功能在新车型上会被临时增加,集成的车身域控中可能未必实现考虑到这样的执行器的布置。举个例子来讲有些车厂增加了自动充电小门的功能,或者旋转大屏的功能,这些增加的功能又不在原本的域控的计划内,这就需要有一个简便的智能执行器的增加方式。

第二个问题是由于集成域控的功能过于集中,一个在域控板卡上的小部件的损坏会带来比较大的维修成本,包括拆卸的人工,故障定位和更换售后的成本。

第三个问题是线束的数量。域控的出现原则上是减少线束的数量,重量和成本,但是事实上由于域控需要直接驱动各类电机,由于驱动电流相对比较大,往往很多需要走功率的线束需要从域控的接插件中走出,事实上各类电机线束和接插件PIN针的数量和成本并没有大幅减少,而且还带来了整车EMI的挑战。

在这样的前提下,业内对于执行器,有另一种发展的观点就是所谓的电子智能执行器的应用。 和传统的电机+执行机构+ECU架构不同的是,新一代的电子执行器往往做到驱动电路和位置反馈用传感器直接集成进电机机构中,使得执行器成为一个带有LIN总线接口或者CAN总线接口的小型化的标准器件从而大大减少传统的ECU和电机执行机构之间的线缆连接的数量。

举一个例子来讲就是新能源汽车的隐藏式电子出风口的应用:一个电子出风口,由于要支持上下和左右的风扇摆动,在一个出风口内要安装两个步进电机。一辆车前部四个出风口,后部两个出风口,就需要总共驱动12个步进电机。

poYBAGQOgpmAIoWCAAAfxTsNDag574.jpg

▲图3新能源汽车隐藏式电子出风口应用

每个步进电机需要4根驱动线,如果直接采用中央域控的方案,那就需要总共48根驱动线来控制所有的风门电机,而且全部都需要连接到域控的输出接插件上面。这样方式无论是从线缆的成本来讲,或者系统装配的复杂度来讲,都不是最优的。

如果采用智能执行器,将步进电机和电机的驱动电路(驱动电路做集成在电机模块内部)做成一个标准的模块,对外信号就只剩下12V,GND,LIN_IN和LIN_OUT,那就利用LIN的Bus Shunt Mode(BSM)来构成级联的方式大大减少总的线缆数量。在域控上只需要在LIN总线发对应的位置命令就可以,而不在需要去关注电机和步进电机的驱动。

从成本上来讲,虽然每个电机都有个单独的驱动貌似会增加一点成本,但是由于线缆的数量/长度以及域控接插件的PIN脚大为减少,其实总的成本反而会减少。另外,后续的维修成本也因为控制部分不在域控上从而大大减少。这个就是智能执行器所给予的车身域控架构的一个很好的补充。 类似的智能执行器,在新能源车上的应用比比皆是,比如:电子充电门,电子旋转大屏执行器,电子水阀,AGS,大灯随动,座椅通风电机控制等。

电子执行器的关键是电子控制电路需要做的很小,可以内嵌入电机执行机构中把电机变成一个标准的可以通过LIN或者CAN总线来进行直接数字控制的部件。而要做到这点,就只有有高集成度的电机控制SoC专用芯片才能做到。 这样的芯片,目前市面上有的并不多,比如比利时Melexis公司的MLX81332,或者德国Micronas的HVC4223这样的芯片。

可喜的是,目前国内的半导体公司也看到这一趋势并开发出了类似的SoC芯片来填补这一应用细分领域的国内空白,目前知道的有纳芯微的NSUC1610 。

9dd0938e-bfd4-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

▲图5纳芯微NSUC1610

这个芯片最大的特点就是可以用汽车12V电池直接供电并在内部集成电源,LIN总线物理层,4个半桥的驱动满足20W以内直流有刷,直流无刷或者步进电机的直接驱动。基本上在PCB上就不在需要太多外围元器件就可以直接搭建一个电子执行器的驱动电路。完美的满足一个电子执行器要的全部功能。 在高集成度SoC电子芯片的推动下,智能执行器在新能源汽车的新的EE架构中可能会是后续车身域控的一个完美的补充。







审核编辑:刘清

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • emi
    emi
    +关注

    关注

    53

    文章

    3564

    浏览量

    127135
  • 电机控制器
    +关注

    关注

    20

    文章

    508

    浏览量

    32004
  • bms
    bms
    +关注

    关注

    106

    文章

    964

    浏览量

    65591
  • VCU
    VCU
    +关注

    关注

    17

    文章

    80

    浏览量

    20386
  • 域控制器
    +关注

    关注

    0

    文章

    241

    浏览量

    2610

原文标题:整车电子电气架构中的智能执行器

文章出处:【微信号:智能汽车电子与软件,微信公众号:智能汽车电子与软件】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    AH91X(ACS712)智能变频电动执行器的电流检测电路

    AH91X(ACS712)智能变频电动执行器的电流检测电路
    的头像 发表于 10-23 09:43 83次阅读
    AH91X(ACS712)<b class='flag-5'>智能</b>变频电动<b class='flag-5'>执行器</b>的电流检测电路

    音圈执行器:精密构造的科技杰作

    音圈执行器:精密构造的科技杰作 在快速发展的工业自动化领域,音圈执行器以其卓越的性能和无与伦比的精度,成为了推动行业进步的重要力量。这款高科技产品集成了精密的机械设计与先进的电气控制技术,展现了现代
    的头像 发表于 07-11 16:20 248次阅读

    电动执行器的标准输入信号范围是多少v

    电动执行器是一种广泛应用于工业自动化控制领域的设备,其主要功能是将电信号转换为机械运动,从而实现对阀门、闸门等设备的控制。在电动执行器的控制过程,输入信号的稳定性和准确性对于整个系统的运行
    的头像 发表于 07-10 15:00 351次阅读

    电动执行器常见故障及处理方法

    电动执行器是一种广泛应用于工业自动化领域的设备,它通过接收控制信号来驱动阀门、闸门等设备,实现远程控制和自动化操作。然而,在使用过程,电动执行器也可能出现各种故障,影响设备的正常运行。本文将介绍
    的头像 发表于 07-10 14:49 2338次阅读

    气动执行器换电动执行器怎么换

    气动执行器和电动执行器是工业自动化领域中常见的两种驱动方式。它们各自有其特点和优势,适用于不同的应用场景。在某些情况下,可能需要将气动执行器更换为电动执行器,以满足特定的需求。 了解气
    的头像 发表于 07-10 14:47 666次阅读

    工业4.0时代,ZR执行器领航前行

    工业4.0时代,ZR执行器领航前行 在风起云涌的工业4.0时代,科技与创新成为推动制造业转型升级的双翼。而在这场变革,ZR执行器以其卓越的性能和前瞻的设计理念,领航前行,成为引领工业自动化的新力量
    的头像 发表于 06-27 19:49 354次阅读

    LFZ-Q快速型角行程执行器#

    执行器
    jf_45130365
    发布于 :2024年06月18日 10:46:33

    智能制造新篇章:ZR执行器引领行业创新

    智能制造新篇章:ZR执行器引领行业创新 在智能制造的风潮,一场行业变革正悄然上演。而在这场变革,ZR
    的头像 发表于 06-14 17:31 779次阅读

    ZR执行器智能制造的得力干将,提升生产新高度

    ZR执行器智能制造的得力干将,提升生产新高度 ZR执行器以其精准的控制能力和高效的执行效率,在智能制造领域发挥了重要作用。传统的
    的头像 发表于 05-10 11:15 464次阅读

    ZR执行器的抗干扰能力:稳定运行的关键

    ,越来越受到关注。ZR执行器厂家将深入探讨ZR执行器的抗干扰能力及其在工业环境的表现,旨在帮助读者更好地了解这一重要议题。 我们要先了解什么是干扰以及为何要关注抗干扰能力。在工业环境
    的头像 发表于 03-15 18:00 450次阅读
    ZR<b class='flag-5'>执行器</b>的抗干扰能力:稳定运行的关键

    机电执行器需要智能集成驱动解决方案以增强边缘智能

    在寻求增强边缘智能的过程,机电执行器等物理边缘设备需要更多智能,才能获得更好的机器实时决策等优势。这些执行器提供
    的头像 发表于 02-22 08:23 559次阅读
    机电<b class='flag-5'>执行器</b>需要<b class='flag-5'>智能</b>集成驱动<b class='flag-5'>器</b>解决方案以增强边缘<b class='flag-5'>智能</b>

    执行器的工作原理以与应用

    执行器是现代工业自动化的重要组成部分,对于提高生产效率、产品质量和设备可靠性等方面都有着重要的作用。随着自动化技术的不断发展,执行器也将不断发展和完善,更好地适应各种复杂的自动化控制系统
    的头像 发表于 01-11 14:17 1019次阅读

    智能网联汽车电子电气架构解析

    什么是电子电气架构?在2007年由德尔福(DELPHI)首先提出E/E架构的概念,具体就是在功能需求、法规和设计要求等特定约束下,把汽车里的传感
    的头像 发表于 01-03 09:46 1235次阅读
    <b class='flag-5'>智能</b>网联汽车<b class='flag-5'>电子</b><b class='flag-5'>电气</b><b class='flag-5'>架构</b>解析

    什么是电子电气架构电子电气架构(EEA)主要支撑技术

    总结来说,电气架构整车电气系统的基本结构,它包括功能,系统,组成系统的零件,零件与零件之间的相互关系,零件与环境之间的关系,以及指导系统设计和演化的原理。
    的头像 发表于 11-21 09:32 2768次阅读
    什么是<b class='flag-5'>电子</b><b class='flag-5'>电气</b><b class='flag-5'>架构</b>?<b class='flag-5'>电子</b><b class='flag-5'>电气</b><b class='flag-5'>架构</b>(EEA)主要支撑技术

    机电执行器概述和演变

    为了增强边缘智能,机电执行器需要智能和高度集成的驱动解决方案。这些智能边缘设备融合了执行器和传
    的头像 发表于 11-16 15:56 799次阅读