新厂商如何跨越智慧车联网可靠性门槛?
从2016年全球汽车销售量排行榜可以看到,全球前七大汽车厂的销售量占到前十大的60%。因此这才是汽车电子厂商最终需要打进的市场。另外,一级厂商也是汽车电子厂商的一个关键客户群,主要涵盖欧美日地区。中国市场这么大,但中国的供应链却无法进到全球十大汽车零元件供应商的阵营中,这个问题值得反思。中国前十大车厂以生产小型车为主,但近两年也陆续有MPV,SUV加入。另外,全球车厂都将目标放在2020年(5G商用导入车联网?)。
智慧车联网应用与市场概况
1970年代,汽车电子的金额占汽车价格的2%,而到现在,汽车电子的金额占到汽车价格的40〜50%。由于要确保安全,因此对于传统系统,汽车厂商不愿意采纳新的供应链。但是现在汽车电子所占比重越来越高,对于动力总成和电池等新兴供应链,这也带来了机会。但是如果没有品质,相关产品也是无法进入到这些供应链当中。
自动驾驶技术首先要有感测器(如雷达,雷射雷达,摄像头,超声波,卫星导航系统,V2X车载单元等)资料来支援,然后送入电子控制单元(ECU)做感知和决策,最后送入汽车做各种控制。对于4级和5级自动驾驶,传统的ECU将被超级ECU所取代。它将加入人工智慧(AI,透过机器学习得到程式),车对基础设施(V2I),高精准度导航地图如位于高架路的哪一层)等元素,并利用LTE-V / 4G / 5G或DSRC / 802.11p的(共存)与云端实现连接,陈旺助先生谈道。新能源车/电动车采用交流或直流电来充电交流充电是在汽车内部有一个车载充电器来将交流电转换成直流电;直流充电则是AC / DC转换在外部完成锂电池提供250〜450V直流电,而电机是交流三相系统,因此需要经过DC / AC逆变器来转换。另外车内的12V直流供电系统则需要经过DC / DC转换器来供电。
奥迪RS 5 TDI概念车中采用了48V锂电池,这将在以后越来越多地被看到。 3kW的电能输出,能够供应一般车辆上用电低的电子设备,但其实已负荷不了现代化或是替代能源车款对于电力的需求,更负担不了电子涡轮增压器所需电力,因此才加上了这套48V电系配置。」他并提到,「同时若怠速熄火时,锂电池储纯的电能亦可分摊铅酸电池负荷,一起供应车辆电子或空调设备用电,不仅如此,由于电压提高至48V,电流较小,因此也将可使用较细的电缆,尽可能降低车辆负重」。
车用电子可靠度验证方法
汽车零部件分为原厂车零部件(又分原始设备制造商,OEM和原始设计制造商,ODM),售后维修零件(又分正厂零件OES和副厂零件AM)和代理商选配件(代理商设计制造DOP)。对于售后维修零件,欧美地区OES占七〜八成,而中国大陆和台湾则是AM占七〜八成,二者相比,OES比AM的品质/可靠度更高,售价/成本也更高(OEM,ODM则是最高)。
据了解,汽车设计需要符合车厂规范。汽车ECU的PCBA,车厂会指定自己的车厂规范,并且有国际规范,比如IATF 16949(ISO / TS 16949),ISO 26262,Tier 2的产品必须符合这些规范,才能交付给Tier 1厂商.PCBA拆分成PCB和IC,PCB又有IPC TM 650 / IPC-6012DA,IC还有AEC Q100 / Q101 / Q200规范。IATF 16949是对生产流程的管控。代理商必须做这种标准的认证,而对于刚起步,求生存的企业,这个标准可以不必考虑。汽车安全规范ISO 26262分为很多部分,其中的功能安全部分,只要是和安全相关的产品(比如ADAS)就必须要通过认证。进入到验证的部分,又包括零件供应链(Tier 2和3)和系统/子系统供应链(Tier 1和2),出厂件需要符合ISO 16750规范。对于零元件供应链,必须通过AEC Q100 / Q101规范,AEC Q200则是可选。
车用电子可靠度需求与寿命实证
美国电子装备可靠度顾问小组(同意)对可靠度下的基本定义为:产品于固定的时间内,在特定的工作与环境条件下,执行特定性能或功能,成功达成任务的机率可靠度的。 测试,即在产品设计时期,利用不同的「环境应力」,来验证产品的耐受水准。除验证产品耐受水准外,亦可利用可靠度试验证明「产品寿命」,常见有下列三种方法:可靠度寿命预估,可靠度寿命实测和市场回馈。最终目的为提高产品品质与降低市场客退的风险。可靠度验证并非强制性要求,完全取决于买卖双方协定,此与一般强制验证要求不同,例如电磁相容(EMC),安规,无线通讯,若无通过该国或区域相关法令核准,则不得在该区销售。
以下是汽车电子零元件设计与验证流程。
德凯宜特DEKRA-iST提供全方位的车用验证平台,涉及机构零件/电子元件领域,ECU电子控制模组领域,PCB / PCBA电路板领域和晶片/元器件领域的验证,并提供可靠性试验,失效分析,材料测试,化学分析,以及电磁相容测试。
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