拆解问界M7整车控制器:沉金工艺+3颗“神秘芯片”,看看一线大厂用料有多狠?

问AI · 为什么问界M7控制器采用沉金工艺和定制芯片?

闲来无事,勾栏听曲,啊,不是闲来无事,是买个控制器来拆拆,鉴赏一下这些大厂的控制器设计方案,很多人做硬件几年,天天在自己项目里卷BOM、卷EMC、卷成本,最后容易陷入一种井底看天的状态。

怎么成长快?那就拆别人家的东西,尤其是拆一线大厂的控制器。因为你会发现:你以为自己已经很懂车规设计了结果人家一个接插件布局就让你愣半天,一个地分割就能让你卧槽还能这样,一个电源架构就能看出团队功底,一个MOS选型就暴露散热策略,一个散热硅脂厚度都藏着量产经验,总结来说硬件这一行,不能闭门造车,多多向一线大厂的硬件同行们学习一下,提升自己。

刚好刷到某鱼上才90大洋的赛力斯问界M5/M7整车控制器,比起特斯拉动辄几百几千的控制器,划算呀,直接拿下,拆开看看这作用,用料,器件选型看看有啥新意没有。

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整车控制器一般防水等级是比较高的,比如IP67,IP67意味着完全防尘且可在1米水深浸泡30分钟。在温差剧烈变化的汽车环境中,外壳内外的压力差会导致密封圈失效。一般会在壳体上增加ePTFE透气膜,实现透气不透水。这个控制器上缺少没看到透气膜,原因是这个控制器密封方案采用的是密封胶加防水连接器,板端PIN针和塑料壳注塑在了一起,塑料壳和上铝壳,上铝壳和下铝壳之间采用了大量的密封胶来实现密封。

看标签,这个VCU是VITESCO公司设计的,查了一下叫Vitesco Technologies(纬湃科技),是一家专注于汽车动力总成的国际Tier1供应商。2019年从大陆集团动力总成部门分拆独立。2024年10月1日正式与舍弗勒集团合并,目前已成为舍弗勒集团的一部分。

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另外一方面,因为密封意味着无法通过空气对流散热。必须利导热胶将PCB上的发热区域直接传导至铝合金外壳上,需要计算热阻并确保在满载下结温Tj低于限制。

因为涂了大量的密封胶,我费了老鼻子劲了才算是终于拆开了。

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在传统燃油车架构中,与新能源汽车的VCU整车控制器功能最接近的单元通常被称为动力总成控制模块或者由发动机控制单元ECU和变速箱控制单元TCU组合而成的控制集群。在传统燃油车中,ECM往往专注于发动机本身,而变速箱逻辑通常由TCU独立承担,VCU在电动车中承担了更强的调度者角色,VCU必须处理更复杂的多域耦合,例如在极寒环境下,VCU需要协同电机发热、电池加热、空调热泵等多个子系统进行热管理,这是燃油车通过发动机余热可以被动完成的,而电动车必须主动控制。

VCU采集加速踏板、制动踏板、档位开关、转向盘转角等物理信号,通过复杂的逻辑运算,将这些感性需求转化为理性指令,如目标扭矩、目标转速。VCU根据当前的车速、动力需求以及电机/电池的状态如电量SOC、温度,向电机控制器MCU发送具体的扭矩指令。同时,它负责协调电制动与机械制动的配合,实现制动能量回馈控制。

咱们先看看VCU的电源PMIC和MCU芯片,PMIC采用的是A2C01811905, A2C01811905是一款汽车级定制芯片,网上没查到任何资料。

MCU采用的是SAK-TC275TC-64,SAK-TC275TC-64F200是英飞凌AURIX™ TC27x系列中非常经典的一款32位微控制器MCU,它是专为满足ISO 26262 ASIL-D最高安全等级而设计的微控制器。

TC275TC拥有3个32-bitTriCore™CPU,其特点是异构多核,核心间可以通过硬件安全特性实现冗余,极大简化了ASIL-D系统的开发难度。存储资源方面,4MB的Flash带ECC纠错和约424的RAM,能够承载复杂的AUTOSAR协议栈及整车控制策略。反过来,那A2C01811905也是一个ASILD的PMIC芯片。

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同时用了两颗ATA6570,是Microchip开发的一款高性能、具备CAN FD能力的汽车级CAN收发器,数据段速率最高可达5Mbps,足以支撑大带宽的整车数据通信需求。通过VIO引脚实现逻辑电平自动适应,支持3.3V到5V的微控制器,省去了外部电平转换电路。

ATA6570的核心亮点是支持ISO11898-6定义的选择性唤醒功能。ECU可以长期处于极低功耗的Sleep模式,只有当总线上出现符合特定规则的唤醒帧时,收发器才会通过INH引脚激活外部电源管理模块,从而唤醒MCU。

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另外用了2颗ST的ATIC280,A2C00650700芯片网上没查到任何关于这个IC的资料,大概率是定制IC,有懂得吗?欢迎点击阅读原文来EEWorld论坛分享或在下方留言评论,给大家讲一讲。

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芯片说完了,接下来说说板子除了插针外,所有的电子元器件都是采用的贴片电子元器件,汽车电子模块空间极其有限,贴片器件比插件器件小很多,能实现双面贴装,组件密度可提高2-3倍以上。汽车在行驶中会承受强烈的振动、冲击和温度循环,插件器件有较长的引脚,长期振动容易导致引脚疲劳断裂或焊点松动。贴片器件贴在PCB表面,重心低、机械连接更稳固,在车规振动测试中表现更好。SMT支持高速贴片机全自动生产,插件器件大多需要人工插接或波峰焊,效率低、人工成本高,不适合汽车数百万量级的规模化生产,可靠性也没保证。

另外值得一提的是,插针采用了免焊接插针,看下图所有的插针都是没有焊接的。

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免焊接插针英文叫Press-Fit,Press-Fit技术通过弹性或刚性插针与PCB镀通孔的机械压配合实现电气和机械连接,可靠性极高,形成气密式机械连接,抗振动、热循环、温度冲击能力强,国际标准认为其可靠性比传统焊接高约10倍,焊点老化、裂纹、虚焊等问题基本消除。而且无需焊接高温,全自动化压接,速度快,无需焊锡、助焊剂、清洗等工序,适合大规模量产,整体制造成本更低。

当然也有缺点,就是这玩意对加工精度要求高,PCB镀通孔直径、公差必须非常精确,否则会出现压入过紧,这会损伤PCB/插针或过松导致接触不良。有些场景比如极高电流或需要频繁插拔的场合那就不太建议这种方案了。

黄色的是导热胶,用于把PCB上的发热区域的热量以较低的热阻导到铝合金外壳上,由于使用金属外壳,需通过导电柱把PCB的GND和外壳连接起来,保证EMC屏蔽的有效性。

整板采用了沉金工艺,成本不低,为什么采用沉金呢?我能想到的也就是保证铝合金外壳上导电柱和PCB的可靠连接,确保铝合金外壳可靠接地吧,不过代价不小,毕竟沉金工艺会多花不少钱。

看了5个芯片,三个都查不到型号,拆解到这就结束了,你有什么看法?欢迎留言或点击阅读原文来EEWorld论坛聊聊。

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