עם האצת האלקטרוניקה לרכב, שבבי רכב הפכו לחלק חשוב מהטכנולוגיה האלקטרונית לרכב. שבבים בדרגת רכב ממלאים תפקידים חשובים בבטיחות הנהיגה ובקרת הרכב בתחום הרכב, ולכן דרישות האמינות שלהם גבוהות מאוד. על מנת להבטיח ששבבים בדרגת רכב יכולים לעמוד במבחן של סביבות קשות שונות, יש לערוך בדיקות סביבתיות אמינות. בדיקת סביבת אמינות היא לבדוק את השבב בסביבה קשה מסוימת כדי להבטיח את יכולת העבודה שלו ויציבותו לטווח ארוך בסביבה זו. התא בדיקה סביבתי מדומה (תא בדיקה סביבתי מהימנות)הוא אחד הציוד החשוב עבוראמינות בדיקות סביבתיות. תא הבדיקה יכול לדמות סביבות קשות שונות במהלך נסיעה ברכב, כגון טמפרטורה גבוהה, טמפרטורה נמוכה, לחות גבוהה, לחות נמוכה, רטט ותנאים אחרים, ולבדוק את האמינות של שבבים בדרגת רכב באמצעות שיטות בדיקה קפדניות. באמצעות בדיקות סביבתיות של אמינות, ניתן לבדוק ולהעריך באופן מקיף שבבים בדרגת רכב כדי להבטיח את מהימנותם ויציבותם.
מוצרים אלקטרוניים לרכב הם בדרך כלל יקרים יותר. אחת הסיבות העיקריות היא השימוש ברכיבים אלקטרוניים בדרגת רכב. אבל איזה סוג של רכיבים אלקטרוניים הם מכשירים בדרגת רכב? תחילה נסתכל על ההבדלים בין היישום של רכיבים אלקטרוניים ברכב לבין היישום של מוצרי אלקטרוניקה כלליים.
דרישות איכות הסביבה
טמפרטורה: לאלקטרוניקה לרכב יש דרישות רחבות יחסית לטמפרטורת העבודה של רכיבים. קיימות דרישות שונות לפי מיקומי התקנה שונים, אבל הן בדרך כלל גבוהות מהדרישות למוצרים אזרחיים (אומרים ש-AEC Q100 מחק את התואר של 0 מעלות -70 בגרסת H. דרישות טמפרטורה, כי לאף מוצר רכב לא יכולות להיות דרישות כל כך נמוכות).
דוגמא:
מסביב למנוע: -40 תואר -150 תואר;
תא הנוסעים: -40 מעלות -85 מעלות ;
מוצרים אזרחיים: 0 תואר -70 תואר.
דרישות סביבתיות נוספות: לחות, עובש, אבק, מים, EMC ושחיקת גז מזיק וכו' לרוב גבוהות מהדרישות של מוצרי אלקטרוניקה לצרכן.
רטט, הלם
כאשר מכונית עובדת בסביבה נעה, מוצרים רבים יפגשו יותר רטט והשפעה. דרישה זו עשויה להיות גבוהה בהרבה מזו של מוצרים המוצבים בבית.
מהימנות
על מנת להמחיש את דרישות האמינות של מכוניות, הרשו לי להסביר זאת בדרך אחרת:
1. חיי עיצוב: אורך חיי התכנון של מכוניות כלליות הוא כ-15 שנים ו-200,000 קילומטרים, שזה הרבה יותר מדרישות החיים של מוצרי מוצרי אלקטרוניקה.
2. לפי אותן דרישות מהימנות, ככל שהמערכת מורכבת מהם יותר רכיבים וקישורים, כך דרישות האמינות של הרכיבים גבוהות יותר. כיום, מידת האלקטרוניקה במכוניות גבוהה מאוד. ממערכת ההנעה ועד למערכת הבלימה מותקנים מספר רב של מכשירים אלקטרוניים, וכל מכשיר מורכב ממרכיבים אלקטרוניים רבים. אם פשוט נתייחס אליהם כקשר סדרתי, אז כדי להבטיח שכל הרכב יגיע לאמינות ניכרת, הדרישות לכל חלק במערכת הן גבוהות מאוד. זו הסיבה שהדרישות לחלקי רכב מתבטאות לרוב במונחים של PPM (מיליונים). חלק אחד) לתאר.
דרישות עקביות
כיום, מכוניות נכנסו לשלב של ייצור המוני. ניתן לייצר מאות אלפי מכוניות בשנה, כך שהדרישות לעקביות איכות המוצר הן גבוהות מאוד. זה היה די מאתגר עבור חומרים מוליכים למחצה בשנים הראשונות.
אחרי הכל, קשה לשלוט בעקביות של דיפוזיה ותהליכים אחרים בייצור של מוליכים למחצה. הביצועים של המוצרים המיוצרים קל להיות דיסקרטיים. בימים הראשונים, ניתן היה להשיג זאת רק על ידי הזדקנות והקרנה. כעת, עם שיפור מתמיד של תהליכים, העקביות שופרה מאוד. עקביות של איכות היא גם ההבדל הגדול ביותר בין ספקים מקומיים רבים לספקים בעלי שם בינלאומי. עבור מוצרי רכב מורכבים, זה בהחלט לא מקובל שרכיבים בעלי עקביות ירודה יגרמו לסכנות בטיחותיות בכל הרכב.
בואו נסתכל על כמה דרישות אחרות:
תהליך ייצור
למרות שחלקי רכב מתפתחים כל הזמן לקראת מזעור וקל משקל, בהשוואה למוצרי צריכה, ניתן להרגיע את הדרישות לתהליכי ייצור של מוצרי רכב מבחינת נפח וצריכת חשמל. בדרך כלל, נעשה שימוש בחבילות גדולות יותר כדי להבטיח שיש להן חוזק מכני מספיק ועמידה בתהליכי הייצור של ספקי רכב גדולים.
מחזור חיי מוצר
למרות שמחירי מוצרי הרכב הוזלו ברציפות בשנים האחרונות, מכוניות הן עדיין מצרך עמיד ועתיר כרטיסים, ויש לשמור על היצע חלקים לאחר המכירה לאורך זמן. יחד עם זאת, פיתוח חלק לרכב דורש עבודת אימות רבה, וגם עבודת האימות הנגרמת מהחלפת רכיבים היא עצומה. לכן, גם חברות לייצור רכב וספקי חלפים צריכים לשמור על אספקה יציבה לאורך זמן.
תֶקֶן
מנקודת מבט זו, אכן מסובך לעמוד בדרישות של מוצרי רכב, והדרישות הנ"ל הן עבור חלקי רכב (עבור רכיבים אלקטרוניים, מדובר במערכת). איך להמיר את הדרישות לרכיבים אלקטרוניים הופך להיות קשה מאוד. כדי לפתור בעיה זו, באופן טבעי, הופיעו כמה תקנים, והמוכרים יותר הם תקני AEC:
דרישות AEC Q100 עבור רכיבי התקנים פעילים
דרישות AEC Q200 לרכיבים פסיביים (התקן חיובי).
כמובן, אני מניח שאנשים רבים יגידו גם שישנם תקנים תאגידיים רבים עבור יצרני OEM. אבל אני גם רוצה לחלוק את ההבנה שלי בנקודה זו. ל-OEM שעבדתי לפני כן יש תקני דרישות אמינות כלליות רלוונטיות, אבל הוא מעריך רכיב רכב שלם (מערכת המורכבת מרכיבים אלקטרוניים), במקום להתמקד ישירות ברכיבים האלקטרוניים המרכיבים את הרכיבים הללו. (נגדים, קבלים, טרנזיסטורים, שבבים וכו'). למרות שהדרישות שלו יכולות לשמש כאסמכתא לבחירת רכיבים ברמה נמוכה יותר, היא עדיין מאוד לא מתאימה לבדיקת רכיבים אלקטרוניים.
אימות תקנות הרכב
בעבודה הקודמת שלי, זה היה בלתי נמנע שאשתמש בכמה רכיבים אלקטרוניים שלא היו בעלי אישור AEC Q100/200. רבים מאנשי מפעלי הרכב היו רוצים לבצע אימות מהימנות כדי לוודא האם הוא עומד בתקנות הרכב.
דעתי האישית היא ששיטה זו אינה יעילה במיוחד, כי הבדיקות הללו הן רק בדיקות הכרחיות אך אינן מספקות. ניתן להשתמש בו רק כדי לשלול את זמינות המכשיר, לא כדי לאשר שניתן להשתמש בו.
הסיבה פשוטה: גודל המדגם קטן מדי והפריטים שנבדקו אינם מספיקים. עבור רכיבים המיוצרים בכמויות גדולות כגון מוליכים למחצה, זה מאוד לא אמין לבדוק מספר קטן של דוגמאות כדי לקבוע את מהימנותם. כאן אנחנו יכולים גם להסתכל על פריטי בדיקת ההסמכה העיקריים שבוצעו על ידי AEC Q100, כלומר אתה יכול לראות את ההבדל.
איזה תקן תובעני יותר?
תקנות רכב או תקנות תעשייתיות, למי מהם יש דרישות גבוהות יותר? נהוג להאמין שהסדר הסטנדרטי של גבוה ונמוך הוא תעשייה צבאית > רכב > תעשייה > מוצרי אלקטרוניקה. אבל באופן אישי אני לא יכול לקבל את הצו הזה במלואו. התעשייה היא תחום רחב מאוד, וגם הסביבות ודרישות האמינות שבהן נתקלים שונות מאוד. מתקבל על הדעת שדרישות האמינות של ציוד תעשייתי גדול לעולם לא יהיו נמוכות מאלה של מכונית. (לדוגמה, ציוד מפתח של תחנת כוח גדולה), ובמקביל, חומרת הסביבה עשויה לחרוג בהרבה מהדרישות של מכוניות. אי אפשר פשוט לומר שדרישות הרגולציה התעשייתיות נמוכות מאלה של מכוניות.
החסרונות של שימוש בחלקים עם מפרט רכב
לאף ברירה לא יכולים להיות רק יתרונות וללא חסרונות. מהם החסרונות בשימוש ברכיבים אלקטרוניים בתקן רכב?
קודם כל, הוא יקר, עם דרישות מערכת גבוהות, עלויות פיתוח ואימות גבוהות ותפוקה נמוכה, מה שהופך את העלות להרבה יותר גבוהה מזו של מוצרי אלקטרוניקה. הרף הגבוה יחסית מביא גם לפרמיית מכירות גדולה יותר.
החיסרון השני הוא שהבחירה קשה. כל מי שמשחק באלקטרוניקה יודע שכיום רכיבים אלקטרוניים יש די בשפע. ישנם פתרונות רבים למוצרים עם אותה פונקציה, והמורכבות עשויה להשתנות מאוד. עם זאת, לפעמים על מנת לעמוד בדרישות תקנות הרכב, יש לוותר על כמה מוצרים משולבים מאוד. לְתַכְנֵן.
חיסרון ברור נוסף הוא שחלק מהמוצרים נחשלים מבחינה טכנולוגית, וכמות גדולה של עבודת אימות משפיעה על מהירות יציאתם לשוק של מוצרים חדשים. יחד עם זאת, אסטרטגיית ההשקה הכללית של יצרני השבבים היא להמתין עד להבשיל שוק האלקטרוניקה הצרכנית לפני החלת המוצר לשוק. לשוק הרכב. לדוגמה, בשנת 2013, מוצר שפותח על ידי העורך השתמש במעבד ARM Cortex A9. באותה תקופה, זה היה בעצם המוצר הטוב ביותר בשוק הרכב, אבל מעבד ARM Cortex A57 לא היה נדיר בשוק הצרכנים.
מהם הסיכונים בשימוש ברכיבים אלקטרוניים שאינם סטנדרטיים לרכב ברכב?
הנושא הזה הוא מאוד מורכב וצריך לשפוט אותו מהיבטים רבים:
1. למרות שלא השיגה הסמכה רלוונטית, הביצועים והאמינות של המוצר אכן עומדים בדרישות, והוא אומת גם במספר רב של אפליקציות. אם זה המקרה הסיכון קטן יחסית.
2. זוהי נקודה חשובה מאוד, שהיא היחס בין רכיבים ומערכות. הביצועים והאמינות של המערכת מורכבים מרכיבים אלקטרוניים ברמה הבאה, כך שתחת אותו עיצוב, מוצרים המשתמשים ברכיבים שאינם סטנדרטיים לרכב יהיו בהחלט גרועים יותר. עם זאת, עיצוב טוב יכול להפחית את דרישות הביצועים של רכיבים. אם אמצעי ההגנה מתוכננים היטב ולכשל הרכיב יש השפעה קלה על המערכת, אפשר להשתמש ברכיבים שאינם סטנדרטיים לרכב כדי לייצר מוצרים טובים יותר.
בשל מגבלות הטכנולוגיה והתהליכים הנוכחיים, לא כל רכיב אלקטרוני שצריך לשמש במכוניות יכול לעמוד במה שנקרא תקנות הרכב. אבל כדי לממש פונקציות מסוימות במכונית, יש להשתמש ברכיבים אלה. ניתן לחלק מצב זה לשתי קטגוריות:
א. לפונקציה זו דרישות בטיחות גבוהות ולא ניתן לקבל סטיות.
דוגמה: פונקציית E-CALL לשיחות חירום. כדי להבטיח פונקציה זו, יש להתקין סוללת גיבוי במכשיר. פונקציה זו קשורה לבטיחות חיים, ולפי דירוג ASILI (ISO26262) של חלק מהחברות, היא נדרשת להגיע לרמה B.
ואנחנו יודעים שקשה מאוד לסוללות לשמור על ביצועים גבוהים ב--40 מעלות. לכן, הפתרון של חלק מהחברות הוא לעטוף חוט התנגדות לחימום על הסוללה ולחמם אותו בטמפרטורות נמוכות כדי להבטיח ביצועים. בשלב זה, הוא אינו מוסמך לפי הסטנדרטים של רכיב בודד, אך כמכלול חלקים, הוא יכול לעמוד בדרישות הסטנדרטיות של יצרן הרכב. . זה גם מראה את הקשר בין התקנים הארגוניים של ה-OEM לבין תקני הרכיבים.
ב. פונקציה זו בדרך כלל אינה כרוכה בבטיחות, אז אתה יכול לשקול לקבל סטיות
כמו מסך ה-LCD של מערכת הבידור. תצוגה אפשרית של תגובה מופחתת וביצועים אופטיים בטמפרטורות נמוכות. אבל מצב זה יתקבל על ידי כמה צוות הנדסה.
3. לחלק מהאנשים "נועזים" ולא זהירים יש רעיונות מסוימים, כמו הפחתת עלויות או השגת ביצועים טובים יותר, ורוצים לאמת את הביצועים והדיוק שלהם רק באמצעות מספר קטן של דגימות בפרק זמן קצר. אמינות, במקרה הזה אני יכול רק לומר שהכל בעתיד יהיה תלוי באופי, אף אחד לא יודע מה יקרה.