可以看出不同的放电端参数对测试结果是有影响的,RC时间常数变化了。比如300PF、2000Ω放电端的RC时间常数为600ns±130ns。虽然峰值的能量比消费电子的150pf和300Ω的参数能量弱,但是能量放电的时间RC时间常数乘积会更长,其实会对防护器件更有破坏性。
我们在看看车载电子对于静电能量和等级的要求,接触放电是±8KV,空气放电是±25KV,而且实验要求都基本上是A等级,不允许有任何的异常现场出现,那么显示屏上有一个偶尔的雪花点,或者水波纹都是不被允许的,更不用说重启了,这个是C等级了,基本上都是不被允许的。
这个时候对于结构防护静电的等级要求非常高,因为关键器件显示屏本身的静电能力根本无法达到这个静电等级,而静电防护和治水一样的原理,要不就是疏导,要不就是堵住,疏导也就是让静电走最短的阻抗进行放电路径,最好不经过显示屏内部,此时让显示屏外围的金属电镀条直接导电到车身的钢板大地,或者进行堵住设计,就是外部加很厚的盖板,让空气放电基本上进入不到显示屏内部。
如果把这个车载静电要求放到消费领域,这个要求就相当于武林学渣要学会降龙十八掌而且要打败郭靖,这个要求就有些许过分了。
开发设计品质要求不同
以平板电脑为代表的消费电子产品,设计使用寿命一般为五年,一年甚至半年就更新换代。快速的迭代周期使得手机/平板的工艺和使用体验不断提升,基本两三年就会有一个技术突破。
汽车设计使用寿命是十年/二十万公里,有些甚至是终身质保,对质量要求更为严格。在车辆电子领域,半年的时间,只能做完一次功能试验 可靠性试验 实车试验,算上整车开发时间,一个车机从研发到最后量产至少会有两三年。
手机平板的卡顿和死机,在车机上都是危机,用手机进行长途导航时,手机会持续发热,可能产生卡顿甚至死机。如果车机出现类似状况,则会造成严重的安全隐患。
车辆涉及到用户的财产和生命安全,对中控单元和屏幕的安全性(包括功能安全、网络安全、性能安全等)、稳定性要求也更加严格。车辆中控屏幕需要经过零配件和整车各类复杂的测试、验证以及国家多种严格的检验,符合车规级使用标准方可使用。
使用车规零件的坏处
任何选择都不可能只有好处没有坏处,使用车规电子元件有什么坏处呢?
首先就是贵,体系要求高,开发验证花费大,产量低导致成本高出消费电子一大截。相对较高的门槛也使得存在较多的销售溢价。
其次的坏处就是选型困难,玩电子的人都知道发展到今天,电子元件相当的丰富,做相同功能的产品可以有多种方案,复杂度可能差异巨大,但有时为达到车规的要求,不得不放弃一些集成度高的方案。
还有一个比较明显的坏处就是某些产品技术落后,大量的验证工作影响到了新产品的上市速度,同时,芯片厂家一般的投放策略也是希望在消费电子市场上成熟后,才将该产品应用在到汽车市场上。比如在2013年小编在开发的一款产品使用的ARM Cortex A9的处理器,当时在汽车市场已经基本上是最好的产品了,但消费市场上ARM Cortex A57的处理器并不稀奇。
使用非车规的电子元件在车上到底有多大的风险
这个问题真是比较复杂,得从多个方面来判断
1、仅仅是没有得到相关的认证,但其实产品的性能和可靠性是满足要求的,并且也得到过大量的应用验证。如果属于这种情况风险相对较小。
2、这点是很重要的一点,就是元件和系统的关系。系统的性能和可靠性是由下一级的电子元件来构成的,所以在同样的设计下,使用非车规的元件产品肯定要差。但好的设计,可以降低元件的性能要求,一个保护措施设计完善并能做到元件失效对系统影响轻微设计,就有可能使用非车规元件做出更好的产品。
由于当前技术工艺限制的影响,不是每种需要用在汽车上的电子元件都可以达到所谓的车规要求。但为了实现汽车上的某些功能,就必须要用到这些元件。这种情况可以分为两类
a 该功能的安全要求高,不能接受偏差。例子:紧急呼叫的E-CALL 功能,为保证该功能,需要给设备安装上后备电池。而该功能是涉及到生命安全的,按照某些公司的ASILI(ISO26262)评级,要求达到B级。而我们知道电池要做到-40度时保持高性能是很困难的。所以有公司的解决方案就是在电池上包上加热电阻丝,在低温时加热它来保证性能,此时用单个元件的标准来看不合格,但作为零件总成,就可以满足车厂的标准要求。这也可以看出整车厂的企业标准和元器件标准之间的关系。
b 该功能一般不涉及安全,可以考虑接受偏差。如娱乐系统的液晶屏。在低温时可能显示的响应和光学性能都会下降。但这种情况会被打分工程人员接受下来。
车载显示屏会有很多不同的电气特性,比如车身蓄电池供电并不是稳定的,在汽车点火的时候,电压从12V会跌到5V然后在回升,在蓄电池并联的设备上,比如一些雨刮、远光灯的开启和关闭都会导致B 蓄电池的电压从12V到±100V左右的波动,这个电压平板电脑完全无法承受。
当然还有很多一些性能的测试,比如防尘防水等级车载要求一般都是IP67等级,还有端子的插拔力测试、耐刮擦、附着力、耐磨色牢度、耐酒精、耐合成汗液、阻燃、色差等一系列在消费电子领域都不需要做的测试,对于成本是一个非常重大的考验。
汽车中控屏幕并不是装载在车辆上的平板电脑那么简单。平板电脑无法与车辆深度耦合,车辆中控屏不仅提供比平板电脑更适于用车场景的娱乐,导航等功能,还可以操控并设置车辆相关功能。
所以综合看下来,平板取代中控导航大屏这应该是一个伪命题,从传统的FM、导航、蓝牙电话,到如今视频、智能停车充电、支付等多种功能,用户需求的多样化,加快车辆屏幕的升级。传统中控实体按键的设计方式,已经无法满足用户的需求。
如果在过去的小屏幕下体现,操作层级更多、逻辑更复杂,用户不易操作,影响安全。大屏幕不但可视化更好,还能用语音指令,操作体验更加便捷安全。车辆作为用户的第二私密空间,大屏使车辆不仅仅是一个交通工具,而是用户在用车场景下的另一个大屏手机,真正做到车外、车内的无缝连接。