Монтаж печатных плат автомобильной электроники

Автомобильная электроника - это общий термин для электронных устройств управления кузовом автомобиля и электронных устройств управления транспортным средством. Электронное устройство управления кузовом автомобиля, включая систему управления двигателем, систему управления шасси и систему электронного управления кузовом (электронный ECU кузова). Наиболее важной ролью автомобильной электроники является повышение безопасности, комфорта, экономичности и зрелищности автомобиля. Электронная система управления, состоящая из датчиков, микропроцессорного микропроцессора, исполнительных механизмов, десятков или даже сотен электронных компонентов и деталей. Степень автомобильной электроники считается важным показателем для измерения уровня современных автомобилей, и это наиболее важная техническая мера, используемая для разработки новых моделей и улучшения характеристик автомобилей.

Технический статус

Электрификация автомобилей считается революцией в развитии автомобильной техники. Степень автомобильной электроники считается важным показателем для измерения уровня современных автомобилей, и это наиболее важная техническая мера, используемая для разработки новых моделей и улучшения характеристик автомобилей. Автопроизводители считают, что увеличение количества автомобильных электронных устройств и продвижение автомобильной электроники является важным и эффективным средством для захвата будущего автомобильного рынка.

Согласно статистике, с 1989 по 2000 год средняя доля электронных устройств на каждом автомобиле в общей стоимости производства автомобиля увеличилась с 16% до более чем 23%. На некоторых роскошных автомобилях количество используемых однокристальных микрокомпьютеров достигло 48, а электронные продукты составляют более 50% стоимости автомобиля.

Применить изменения

Применение автомобильных электронных технологий приведет к следующим основным изменениям в автомобиле:

Механическая структура автомобилей претерпит серьезные изменения, а различные системы управления автомобилями будут развиваться в направлении электронизации и электрификации, реализуя «управление по проводам». Замените оригинальный механизм механической трансмиссии проводами, такими как «проводной тормоз», «проводное рулевое управление», «электронный дроссель» и так далее.

12-вольтовая система питания автомобиля преобразована в 42-вольтовую. С увеличением количества электронных устройств в автомобилях энергопотребление резко возрастает. Существующий 12-вольтовый блок питания не может удовлетворить потребности всех электрических систем автомобиля. В дальнейшем будет принята интегрированная стартер-генераторная система питания 42 вольта. Максимальная выходная мощность генератора будет увеличена с 1 kW в 2005 г. примерно до 8 kW, а эффективность выработки электроэнергии достигнет более 80%. Внедрение нового стандарта для 42-вольтовой автомобильной электросистемы вызовет серьезные изменения в конструкции и конструкции автомобильных электрических компонентов, а механические реле и схемы защиты с предохранителями будут исключены.

Применение автомобильных электронных технологий сделает автомобиль более интеллектуальным. Умные автомобили оснащены множеством датчиков, которые могут полностью воспринимать состояние водителей и пассажиров, информацию об объектах дорожного движения и окружающей среде, судить о том, находятся ли пассажиры в лучшем состоянии, находятся ли транспортные средства и люди в опасности и своевременно принимают соответствующие меры.

Сегодня общество вступило в век информационных сетей. Люди надеются, что автомобиль — это не только средство передвижения, но и расширение сферы жизни и работы. В машине вы как будто находитесь в собственном офисе и дома, и вы можете слушать радиопередачи, звонить по телефону, выходить в Интернет, выполнять работу. С развитием цифровых технологий автомобили также вступят в эпоху мультимедиа. Автомобильная мультимедийная система, разработанная с использованием операционной системы WINDOWS, имеет функции обработки информации, связи, навигации, защиты от кражи, распознавания языка, отображения изображений и развлечения. В обозримом будущем автомобили будут оснащаться автоматической навигацией и системами помощи при вождении. Водитель может ввести пункт назначения в автомобильный компьютер, и автомобиль доедет до пункта назначения по лучшему маршруту. Люди могут управлять различными удобствами в автомобиле с помощью системы распознавания языка, во время вождения автомобиля, наслаждаясь музыкальным телевидением, они также могут бронировать обеденные столы, авиабилеты и т. д.

Введение в категорию

В зависимости от влияния на ходовые качества автомобиля автомобильные электронные устройства можно разделить на две категории: одна из них представляет собой автомобильное электронное устройство управления, а автомобильное электронное устройство управления должно использоваться в сочетании с механической системой автомобиля, это так называемая «механическая и электрическая» автомобильная электроника; они включают в себя двигатель, шасси, электронное управление кузовом. Например, электронная система впрыска топлива, антиблокировочная система управления тормозами, противоскольжение, контроль тяги, подвеска с электронным управлением, автоматическая коробка передач с электронным управлением, электронный усилитель руля и т. д. Другой тип — это бортовые автомобильные электронные устройства. Электронное устройство, которое можно использовать самостоятельно в окружающей среде, оно не имеет прямого отношения к характеристикам самого автомобиля. К ним относятся автомобильная информационная система (маршрутный компьютер), навигационная система, автомобильная аудио- и телевизионная развлекательная система, автомобильная коммуникационная система, интернет-оборудование и т. д.

В 2008 году направление развития электронных технологий было направлено на централизованное комплексное управление: система управления двигателем и система управления автоматической коробкой передач были интегрированы в систему комплексного управления (PCM) системы силовой трансмиссии; антиблокировочная система управления тормозами (ABS), противобуксовочная система (TCS) и система противоскольжения привода (ASR) объединены для управления торможением; через центральный контроллер шасси через шину подключаются такие системы управления, как торможение, подвеска, рулевое управление и передача мощности. Контроллер координирует различные подсистемы с помощью сложных управляющих вычислений, чтобы управлять ходовыми качествами автомобиля до наилучшего уровня, формируя интегрированную систему управления шасси (UCC).

Из-за резкого увеличения количества электронных и электрических устройств на автомобилях с целью уменьшения количества и веса соединительных проводов в этот период сильно развились сетевые и шинные технологии. Шинная технология предназначена для соединения различных автомобильных электронных устройств в сеть, а также для отправки и получения информации через шину данных. В дополнение к самостоятельному выполнению собственных функций управления электронные устройства могут также предоставлять услуги передачи данных для других устройств управления. За счет использования сетевой конструкции упрощается электромонтаж, уменьшается количество электрических узлов и количество проводов, упрощаются монтажные работы, а также повышается надежность передачи информации. Через шину данных можно получить доступ к любому электронному устройству управления, а код неисправности можно считать для диагностики его неисправности, что упрощает техническое обслуживание всего автомобиля.

Семь характеристик

Автомобильные электронные информационные продукты представляют собой большой рынок, и рынок будет расти на 7% ежегодно, а рынок автомобильных телематических систем достигнет 20 миллиардов долларов США. По мнению экспертов из сообщества Auto Products Home, с быстрым развитием автомобильной промышленности моей страны автомобильная электронная промышленность моей страны демонстрирует семь основных характеристик развития:

1. Автомобильная промышленность переживает эпоху технологических инноваций. Традиционные механические и электрические изделия стали высокотехнологичными, а автомобильная промышленность стала отраслью, оснащенной высокотехнологичным оборудованием.

2. Регулирование и рынки способствуют развитию автомобильных электронных информационных технологий. Нормы энергопотребления, выбросов, шума и безопасности становятся все более строгими, а требования клиентов к комфорту постоянно улучшаются, что способствует развитию автомобильных электронных информационных технологий. В Германии разработан автомобиль с расходом топлива один литр на 100 километров. Ремни безопасности, подушки безопасности, ABS, ASR и т. д., которые повышают безопасность автомобиля, были интеллектуализированы.

3. Масштабы микропроцессоров систем автомобилей и двигателей становятся все больше и больше. Автомобильных микропроцессоров становится все больше и больше, а в некоторых моделях их целых 60, и управляются они по LIN и CAN сетям. Автомобильная электронная продукция составляет 1/3 от общей стоимости автомобиля, а на программную часть приходится 4%. IС также будут по-прежнему интегрированы, и сегодня одна IС может выполнять функции, эквивалентные нескольким IС в прошлом. Чтобы удовлетворить потребности в разработке электронных систем, автомобильная система питания будет развиваться с 12 V до 42 V.

4. Электронное управление и электронная система впрыска будут популяризированы для повышения эффективности системы питания. Видно, что все двигатели переняли электронные технологии, производители также популяризируют и совершенствуют: широко исследуются дизельные двигатели с системой Common Rail высокого давления с электронным управлением, гибридные приводные системы силового электронного модуля новый прогресс был достигнут в коммерциализации гибридных автомобилей на водородных топливных элементах, двигатели с композиционным искровым зажиганием с электронным управлением быстро популяризируются, и интенсивно исследуются усовершенствованные двигатели с однородным зарядом и воспламенением от сжатия с электронным управлением.

5. Быстро развивается система электронного управления или привода. Интенсифицируются исследования в области электронного рулевого управления и торможения по проводам. Электронное управление заменит механическую систему, а шасси автомобиля претерпит революционные изменения.

6. Быстро развиваются ITS, включая интеллектуализацию автомобилей, автоматизацию дорог и навигационные системы.

7. Интегрированное управление стало тенденцией развития автомобильных электронных информационных технологий, включая систему передачи мощности, шасси и систему безопасности, кузов и противоугонную систему и т. д. Система телематики сделает технологию Bluetooth широко используемой в автомобилях, а интеллектуализация автомобилей будет продолжать совершенствоваться.

Введение

Процесс разработки продукта

Электронные продукты для управления транспортными средствами представляют собой встроенные системы, сочетающие в себе программное и аппаратное обеспечение. Чтобы сэкономить ресурсы и сократить цикл разработки продукта, как правило, программное и аппаратное обеспечение следует разрабатывать синхронно. Инструменты разработки электронных продуктов управления транспортными средствами обеспечивают хорошую поддержку для одновременной разработки и отладки программного и аппаратного обеспечения. Разработка программного обеспечения электронных продуктов управления транспортным средством делится на этапы, такие как описание функций, разработка программного обеспечения, генерация кода и расширенная отладка в среде операционной системы. Разработка аппаратного обеспечения электронных продуктов управления транспортным средством делится на такие этапы, как описание аппаратного обеспечения, проектирование аппаратного обеспечения и отладка аппаратного обеспечения. После завершения проектирования программного обеспечения выполняется проверка на виртуальной платформе ECU с использованием соответствующих инструментов. После завершения проектирования оборудования вместе с аппаратным обеспечением выполняется отладка интеграции аппаратного и программного обеспечения. Благодаря этому методу разработки время выхода продукта на рынок сокращается.

Процесс разработки программного продукта

Процесс разработки программного обеспечения для электронных продуктов управления автомобилем представляет собой процесс разработки в форме буквы «V». V-образный процесс разработки разделен на пять этапов, а именно: функциональный дизайн, моделирование прототипа, генерация кода, аппаратное моделирование в цикле (HIL) и калибровка.

Основным инструментом, используемым на этапе функционального проектирования, является MATLAB. Благодаря использованию SIMULINK, STATEFLOW и других инструментов, предоставляемых MATLAB, выполняются такие задачи, как разработка схемы управления, разработка функционального модуля и разработка алгоритма управления, а также выполняются предварительные работы по моделированию. Основным инструментом, используемым на этапе моделирования прототипа, является DSPACE. Используйте инструмент Rapid Control Prototyping-RCP, предоставленный DSPACE, для завершения автономной работы по моделированию. Перед началом этого этапа необходимо использовать такие инструменты, как REAL TIME WORKSHOP и TARGETLINK, чтобы завершить преобразование кодов, сгенерированных SIMULINK, STATEFLOW и т. д., в стандартные коды C.

Процесс генерации кода

В процессе преобразования в стандартный код C при необходимости может быть добавлена встроенная операционная система реального времени, соответствующая спецификации OSEK. Основным инструментом, используемым на этапе создания кода, является CODEWARRIOR. С помощью компилятора, отладчика и других инструментов, предоставляемых CODEWARRIOR, завершите преобразование стандартного кода C в код продукта на целевой аппаратной платформе.

Подразделение систем автомобильной электроники

Автомобильную электронику можно разделить на две категории:

1. Автомобильные электронные устройства управления, включая управление силовым агрегатом, шасси и кузовом, комфорт и противоугонные системы.

2. Автомобильные электронные устройства, в том числе автомобильная информационная система (автомобильный компьютер), система контроля давления в автомобильных шинах, навигационная система, автомобильная аудиовизуальная развлекательная система, автомобильная система связи, автомобильная сеть, система заднего вида заднего вида, камера заднего вида автомобильного навигатора, и т. д.

На рисунке ниже показана принципиальная схема разделения автомобильной электронной системы. Будущий рынок автомобильной электроники имеет тенденцию быть более безопасным. По рыночному спросу видно, что люди уделяют большое внимание технологиям и продуктам безопасного вождения. Мы добились значительных успехов в технологиях пассивной безопасности, то есть в технологиях и продуктах, которые защищают водителей и пассажиров в случае автомобильной аварии, таких как датчики столкновения, подушки безопасности, ремни безопасности, следящие конструкции рулевого управления и зоны удара. А другие продукты и технологии спасли множество жизней и уменьшили количество травм в автомобильных авариях. Но последней разработкой является активная безопасность, которая использует такие технологии, как радар, оптические и ультразвуковые датчики для измерения расстояния автомобиля до окружающих объектов и скорости приближающихся объектов. Эти данные можно использовать, чтобы напомнить водителю о необходимости контролировать скорость движения автомобиля и избегать возможных столкновений. Эта информация также может использоваться для управления тормозами или системами рулевого управления, чтобы автоматически избегать столкновений. Эта система предотвращения столкновений может снизить глобальную аварийность и высокую стоимость автомобильных аварий.

Статус приложения

Применение на двигателе:

Устройство впрыска топлива с электронным управлением

В современных автомобилях механические или электромеханические гибридные системы впрыска топлива устарели, а устройства впрыска топлива с электронным управлением становятся все более популярными из-за их превосходных характеристик. Электронное устройство впрыска топлива может автоматически гарантировать, что двигатель всегда работает в наилучшем состоянии, чтобы он мог экономить топливо и максимально очищать воздух при условии выработки определенной мощности. После экспериментов и корректировок получается закон управления подачей масла двигателя в наилучшем рабочем состоянии, и эти объективные законы заранее программируются в памяти микроЭВМ. Когда двигатель работает, в соответствии с расходом воздуха, измеренным каждым датчиком, и содержанием кислорода, температура всасываемого воздуха, частота вращения двигателя и рабочая температура, а также другие параметры рассчитываются в соответствии с предварительно запрограммированной программой расчета, а затем сравниваются и оцениваются с параметры наилучшего рабочего состояния в памяти для регулировки подачи топлива. Таким образом, двигатель всегда можно эксплуатировать в оптимальных рабочих условиях, что позволяет улучшить общую производительность двигателя.

Электронное зажигание (ESA)

Он состоит из нескольких частей, таких как микрокомпьютер, датчик и его интерфейс, а также привод. Устройство может рассчитать и оценить в соответствии с различными параметрами двигателя, отправленными датчиком, а затем отрегулировать время зажигания, что может сэкономить топливо и уменьшить загрязнение воздуха. Кроме того, новое электронное устройство управления двигателем также имеет адаптивное управление, интеллектуальное управление и самодиагностику. Обычно считается, что энергосберегающий эффект электронного устройства управления двигателем составляет более 15%, и этот эффект более очевиден с точки зрения защиты окружающей среды.

Кроме того, использование электронной технологии в части двигателя также включает в себя: рециркуляцию отработавших газов (EGR), регулирование скорости холостого хода (ISC), электрический масляный насос, мощность генератора, вентилятор охлаждения, рабочий объем двигателя, синхронизацию дроссельной заслонки, впрыск вторичного воздуха, наддув двигателя, испарение паров масла, функции самодиагностики системы и т. д. в той или иной степени реализованы в разных моделях.

Связанное приложение

Автоматическая коробка передач с электронным управлением (ECAT)

ECAT может автоматически изменять положение рычага переключения передач после расчета и оценки компьютера в соответствии с нагрузкой двигателя, скоростью вращения, скоростью автомобиля, рабочим состоянием тормозов и различными параметрами, контролируемыми водителем, чтобы реализовать оптимальное управление трансмиссией. , это наилучшая передача и наилучшее время переключения. Его преимуществами являются хорошее ускорение, высокая чувствительность и точное отображение нагрузки и дорожных условий. Электронное устройство управления системой трансмиссии может автоматически адаптироваться к мгновенным условиям работы и поддерживать работу двигателя на минимально возможных оборотах. Электропневматическое устройство переключения использует электронное устройство для замены механического рычага переключения передач и его связи с механизмом трансмиссии и реализовано через электромагнитный клапан и цилиндр пневматического сервоклапана. Это не только значительно упрощает управление автомобилем, но и обеспечивает оптимальную динамику движения и безопасность.

Антиблокировочная система тормозов (ABS)

Система является важным компонентом безопасности с самым долгим временем разработки и самым быстрым продвижением и внедрением. Он обеспечивает лучший коэффициент проскальзывания (15-20%) между колесом и землей, контролируя блокировку колеса, так что при торможении автомобиля на различных дорогах, колесо и земля могут достигать пикового продольного коэффициента сцепления и большого коэффициента поперечного сцепления, чтобы гарантировать, что транспортное средство не имеет небезопасных условий работы, таких как блокировка и проскальзывание, потеря управляемости и т. д. во время торможения, улучшить управляемость и безопасность и сократить тормозной путь. Противобуксовочная система (ASR), также называемая противобуксовочной системой (TCS или TRC), является усовершенствованием и дополнением ABS. Это может улучшить стабильность работы.

Электронная система рулевого управления с усилителем

Электронная система помощи при рулевом управлении использует двигатель постоянного тока вместо традиционного гидроцилиндра усилителя, а для обеспечения питания использует аккумулятор и электродвигатель. По сравнению с традиционной системой гидроусилителя, эта система помощи при рулевом управлении с микрокомпьютерным управлением отличается меньшим количеством компонентов, меньшими размерами и меньшим весом. Оптимизированные характеристики рулевого усилия и отдачи рулевого управления улучшают управляемость и характеристики рулевого управления автомобиля, что повышает маневренность автомобиля на малых скоростях и регулирует устойчивость вождения.

Адаптивная подвеска

Адаптивная система подвески может автоматически и своевременно регулировать жесткость пружины подвески и характеристики демпфирования амортизатора в соответствии с мгновенной нагрузкой устройства подвески, чтобы адаптироваться к нагрузке в то время и поддерживать заданную высоту подвески.

Таким образом, можно значительно повысить устойчивость автомобиля, управляемость и комфорт при вождении.

Автоматическая система управления (АСУ)

При движении на высокой скорости на большие расстояния можно использовать систему автоматического круиз-контроля с постоянной скоростью. Устройство вождения с постоянной скоростью автоматически регулирует открытие дроссельной заслонки в соответствии с сопротивлением движению, и водителю не нужно часто нажимать на педаль акселератора, чтобы регулировать скорость автомобиля. Если при подъеме на склон наблюдается тенденция к снижению скорости автомобиля, микрокомпьютерная система управления автоматически увеличивает открытие дроссельной заслонки; при движении вниз по склону он автоматически закроет дроссельную заслонку, чтобы отрегулировать мощность двигателя до определенной скорости. Эта система управления автоматически отключается, когда водитель переключает передачу вниз или тормозит.

Поскольку основные мировые производители автомобилей придают большое значение вопросам безопасности автомобилей, новые электронные технологии широко используются в системах подушек безопасности, системах регулировки динамики движения (FDR или VDC), системах предотвращения столкновений, управлении ремнями безопасности и управлении камерами.

Развитие

Независимо от того, сместится ли центр тяжести рынка в развивающиеся страны или технологический центр тяжести переместится в сторону электронных технологий, это неизбежно повлияет на направление развития автомобильной электроники. Более того, к самой технологии также предъявляются строгие требования, связанные с различными аспектами производительности, безопасности и защиты окружающей среды. Согласно «Отчету об анализе конкуренции на рынке автомобильной электронной промышленности Китая за 2013–2017 годы», в ближайшие 10 лет электронные технологии будут играть большую роль в автомобильной промышленности. Благодаря всесторонним исследованиям и исследованиям глобальных тенденций, способствующих развитию новых технологий, продуктов и рынков во всем мире, было установлено, что будущее отрасли автомобильной электроники — это экологичность, защита окружающей среды, безопасность и возможность подключения.

Охрана окружающей среды. Основной тенденцией развития мировой автомобильной промышленности является разработка двигателей с высокой топливной экономичностью и низким уровнем выбросов углерода.

Безопасность. Второе важное направление в развитии автомобильной электроники — безопасность. На рынке существует огромный спрос на технологии и продукты, которые могут обеспечить более безопасное вождение.

Подключенные коммуникации. Третьей важной тенденцией в развитии автомобильной электроники являются коммуникационные возможности автомобиля.

Автомобильное общество вступит в эру Интернета транспортных средств

Интернет транспортных средств на самом деле является новой сетью, которая объединяет Интернет и Интернет вещей с транспортными средствами в качестве основной части. Умные автомобили в эпоху «интернета транспортных средств» обладают следующими характеристиками: во-первых, между автомобилями может поддерживаться относительно фиксированное расстояние и может быть достигнуто отсутствие столкновений; В пункте назначения с помощью GPS-позиционирования и автоматической связи между транспортными средствами транспортные средства могут временно формировать или покидать группы для повышения эффективности дорожного движения.

Kingford поддерживает бизнес по монтажу печатных плат автомобильной электроники, мы являемся профессиональным универсальным заводом по монтажу печатных плат, добро пожаловать на размещение заказа.