账号:
密码:
CTIMES / 文章 /   
五大关键提高汽车电子产品可靠性
 

【作者: 德國萊因】2018年07月24日 星期二

浏览人次:【2498】
  


2016年初,有位澳洲车主买到一台「柠檬车」(注),新车刚到手时就问题不断,从无缘无故进入保护模式三次,到雨刮器自动启动,还有车内出现烧焦气味、方向盘不断向左偏、突然失去动力等问题,简直像被诅咒了一样。也曾因为无法启动而返厂维修了5次,最严重的一次刚修完出门,就再次熄火无法启动;这期间,与厂商透过电话与电子邮件沟通无数次,可是每次一出问题,还是得自己实报实销,气得创作一首RAP并制作MV,没想到在社群媒体上获得病毒式传播,让该品牌公关部头疼不已。


2017年2月还有一则和车有关的重磅新闻。德国某知名汽车零组件制造商向美国国家高速公路安全管理局(NHTSA)递交了召回计划,因其制造的部分安全气囊感测器存在故障隐??,将在全球协同受影响的6个汽车品牌实施召回,涉及500万辆车。说到安全气囊,日本某知名安全气囊制造商的召回事件还馀波未平,此次德系品牌的召回再次对全球车主造成深远影响。



图1
图1

汽车产业的繁荣直接带动了汽车电子产业的迅速崛起,然而与汽车相关的安全和品质事件层出不穷,也让全球目光聚焦於占汽车成本比重越来越高的汽车电子。毫无疑问,科技的日新月异也带来了更多安全方面的隐??。如何确保汽车电子产品品质过硬,既保护了驾乘人员安全的同时也杜绝让品牌陷入「品质问题」的深渊?让我们和德国莱因TUV在汽车电子零组件、电磁兼容以及功能安全的专家聊聊,他们在多年检测验证经验中常碰到哪些问题?提高汽车电子产品可靠性有哪些方法?为你的痛点提出解决方案。


[方案一] 产品研发阶段务必导入相关标准要求

某汽车线束产品公司生产用於危险车辆(如易燃易爆拖车)上的连接导线,第一次进行欧洲ADR认证。虽然该企业有海外出囗的经验,但是送样的尺寸、结构不符合标准要求,直接被退回整改。


[专家建议]尺寸与结构是产品设计阶段最入门的要求,一旦和标准有所偏颇则整套产品设计都要从头开始,这无疑为企业平添了不必要的整改时间和经济成本。如果企业的交货期又很紧,更是雪上加霜。因此,企业在进行产品研发时,务必需要研读标准,将其要求导入设计阶段,为日後的生产和销售打下事半功倍的开端。


[方案二] 原材料品质至关重要

某企业的产品是用於缠绕在导线外起到保护作用的线束胶带。主机厂的要求非常严苛,规定供应商的产品需要经过3000小时的高温炙烤後,必须耐高温又无异,还要保持优质的黏性。但是该企业显然没有特别重视,或者想当然以为自己的产品一定可以通过考验。但其实该产品一共经过了4次整改重测才满足上述要求。


另一个案例则是关於双跳开关。主机厂的要求是在经历环境测试後,检验按键力是否改变,例如摄氏85度高温5小时後,以每分钟降低摄氏2度的降温幅度降至摄氏-40度,持续4小时後再周而复始。经过100或200个循环以後,检验弹簧是否因疲劳而失效。这其实就是在考验弹簧设计、原材料材质等问题。


[专家建议]国际品牌的主机厂通常会博采众长,从众多国际标准中吸纳各方面的标准以组成各自的企业标准,严苛的要求对原材料的品质是极大的考验,所以电子零组件供应商一定要把关好原材料,同时安排预先测试,避免上述案例因多次重测而造成额外的时间和经济成本。


[方案三] 不干扰,降低自身辐射强度

早期的车辆由於电子元件占比较少所以不太容易发生电磁兼容方面的问题,现在汽车电子元件的占比呈现飞速上升的趋势,电磁兼容已成为目前极需解决的重点。


某新型汽车装有MCU的燃油控制系统,在驾驶通过某社区的街道时,汽车会自动熄火,之後通过测量该区段的电磁环境时,发现有一台民用无线电发射机在违法工作,那台发射机上的讯号通过空间耦合与MCU相连的导线上,造成处理器停止工作。


[专家建议]上述案例虽然没有造成人身伤害,但电磁干扰的问题的确会给驾乘人员带来极大的安全隐??。同时再次说明通过考核产品辐射抗干扰能力(radiated immunity)的EMC测试有多重要。


以辐射发射(Radiated emission)为例子,德国莱因建议企业可以通过以下几个准则来控制:


━干扰源:减少噪声源的能量(比如振荡器、数字电路、电源转换器、数据总线等),也可以通过减少讯号转换速率、开关电流、降低工作频率来实现。


━传播途径:可以通过减少电路板上的耦合与传导能量(改进布线技术,避免接地线过长等)以及改善连接器位置的射频抑制来达到目的。


━接地:好的接地是减少辐射发射最重要的方法。如何保证较完整的地平面是电路设计人员需要考虑的重点。


[方案四] 抗干扰,增强电子元件抗扰度

某高级轿车在上市之前路试的时候,一开始一切正常,当测试员开启收音机後,过强的讯号影响仪表板和车身控制器的通讯,造成仪表失灵。


[专家建议]上述案例可以发现汽车电子间互相干扰,导致功能失效。显而易见,抗干扰对电子元件来说至关重要。以辐射抗扰度(Radiated Immunity)为例,德国莱因建议各企业可以通过屏蔽来提高防护能力:在大於100kHz的频段,好的导体材料(铜铝钢)做成的外壳能提供好的屏蔽效能,接缝和开囗应<1/20频率波长以达到20dB的屏蔽效能,尽量避免使用正方形的盖子以防止内部谐振的产生。


[方案五] 汽车电子系统的功能安全不可忽视

随着越来越多复杂电气、电子系统和可编程电子系统应用到与安全相关的车辆功能中,任何一个安全相关的车辆功能失效,都会对驾乘人员,甚至附近车辆及行人带来严重後果。汽车电子系统在安全设计上的缺陷,不仅对人身安全带来了隐??,随之而来的召回事件给企业带来巨额的经济损失。与功能安全相关的系统可靠性问题已经得到社会的普遍重视。ISO 26262是实现功能安全的一个国际上广泛认可的现行标准,该标准从技术角度为如何做到功能安全提供规范。


ISO 26262标准的适用范围相当广泛,从电动汽车的电动管理系统BMS、整车控制系统VCU,到传统汽车的底盘控制、防锁死刹车系统…等等,不一而足。


越来越多中国主机厂也已经向海外品牌靠拢,将ISO 26262标准列入产品研发及零组件系统采购时的一个必须验证项目。然而,德国莱因TUV的专家在进行功能安全评审时,还是发现诸多问题在不同企业都时有发生,现列举如下并提供改善建议。


易发生的问题及专家建言

· 诊断措施应用不当:建议企业在实施诊断措施之前对产品进行充分的设计分析,明确产品中与安全相关的功能可能存在的失效风险及各种诊断措施的优缺点(如诊断覆盖率DC、实现的难易程度、花费的时间等),然後进行选择。


· 文件编写无规范:建议编写每份文件时,进行内部审查,可以让未叁与专案的技术专家检查,看能否理解文件中表达的意思。


· 多个文件中对同一事物描述不一致:建议企业一旦文件中有任何变动,都要及时在专案组内部沟通。


· 工程师经验不足:建议对工程师做全面的功能安全培训。


· 工具的可靠性证明不知从何下手:德国莱因TUV会提供相应的需求列表,进行逐项分析。


· 英文翻译不准确:建议采用统一术语,内部自校。


· 设计变更未走变更流程:设计开发阶段的每次变更需要遵从安全计划中的变更流程,例如:需要进行变更影响分析并进行相应的测试和验证,如果产品需要进行功能安全验证,需要将变更的相关文件及时提交给认证机构(如德国莱因TUV)。



图2
图2

目前,70%的汽车创新来自於汽车电子产品,电子产品在整车中的成本占比已经从上世纪70年代的2%,成长到现在的25%左右,无庸置疑,这样的增长趋势还在持续。对汽车电子零组件供应商来说,确保产品的安全和可靠性至关重要,这是赢得市场信任的根本,也是企业谋求持续发展的基石。


(source:德国莱因技术白皮书)


注:国外把问题多的新汽车称为「柠檬车」(Lemon Car)(买到烂新车像柠檬滋味又酸又苦)。


相关文章
智慧型水耕蔬菜云端控制系统
工业机器人提升感测效能与价值 有赖与半导体业者深度整合
全面保障硬体安全
智慧机上盒
快充功率翻倍??升 安全把关成一大要点
comments powered by Disqus
相关讨论
  相关新品
mbed
原厂/品牌:RS
供应商:RS
產品類別:
Arduino
原厂/品牌:RS
供应商:RS
產品類別:
Raspberry Pi
原厂/品牌:RS
供应商:RS
產品類別:
  相关新闻
» TASS携手SEMI 成立「15T台湾永续供应循环经济联盟」
» 先进制程挑战加剧 英特格协助台湾产业迎接挑战
» 西门子启动智动化全面升级 加速半导体产业数位转型
» 台湾微软三箭齐发 打造半导体产业未来工厂
» 贸泽最新Methods技术电子杂志 探索5G新发展
  相关产品
» 贸泽供货Analog Devices Power by Linear LTM4700 μModule稳压器
» Molex推出Micro-Latch 2.00毫米线对板连接器系统
» 艾讯推出Intel Atom x5-E3940的强固型Pico-ITX嵌入式主机板PICO319
» 大联大友尚推出瑞昱半导体RTS3914的智慧门铃方案
» TE Connectivity全新PCIe Gen 4卡边缘连接器 传输速率高达16Gbps
  相关资源
» Power Management Solutions for Altera FPGAs

AD


刊登廣告 新聞信箱 读者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2019 远播信息股份有限公司版权所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29号11楼 / 电话 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw