當(dāng)前，駕駛輔助功能已經(jīng)成為幾乎是全新上市車型的標(biāo)配，如果哪款新車型沒有駕駛輔助/自動(dòng)駕駛相關(guān)的配置，大概率會(huì)引起消費(fèi)市場(chǎng)的疑惑。隨著搭載比例的大幅提升，涉及在全國(guó)各個(gè)地區(qū)、各種天氣條件和特殊情況，駕駛輔助功能開始出現(xiàn)不少之前測(cè)試環(huán)境下可能沒有遇到過(guò)的問(wèn)題。這其中，最典型的就是熱宕機(jī)。
我們知道，駕駛輔助功能的核心零部件是芯片，芯片提供算力，用以分析布置在車身上的傳感器收集到的各類周邊環(huán)境信息，并按照事先預(yù)埋在系統(tǒng)里面的算法和邏輯，向執(zhí)行層發(fā)出指令。由于車規(guī)級(jí)芯片所處的工作環(huán)境較為惡劣，且需要在整個(gè)車輛的使用壽命期間不發(fā)生更換，因此其本身對(duì)于設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量的要求非常高以避免極端情況的發(fā)生，但即便要求如此之高，芯片熱宕機(jī)的案例依舊不少。
要避免熱宕機(jī)，就必須要知道芯片的極限溫度是多少。芯片一般都會(huì)有一個(gè)工作溫度范圍，當(dāng)達(dá)到工作溫度范圍的上限時(shí)，就會(huì)發(fā)生結(jié)溫現(xiàn)象。長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)工作溫度范圍上限，會(huì)極大地影響芯片的使用壽命。
在一般的駕駛輔助系統(tǒng)上，由于需要達(dá)到一定的視野，在車輛的前擋風(fēng)玻璃上往往會(huì)布置智能攝像頭的控制器。因此控制器就會(huì)面臨太陽(yáng)暴曬、空調(diào)吹風(fēng)難以吹到導(dǎo)致無(wú)法有效降溫，此類現(xiàn)象在出租車/網(wǎng)約車這樣的場(chǎng)景中出現(xiàn)較多。
智車科技從宏景智駕相關(guān)負(fù)責(zé)人處了解到一個(gè)真實(shí)場(chǎng)景的案例：2022年夏季，多地出現(xiàn)異常高熱天氣，在廣西中午到下午這段時(shí)間被太陽(yáng)暴曬的氣溫環(huán)境下，司機(jī)師傅在等待客戶時(shí)，為了節(jié)約電，將空調(diào)風(fēng)量調(diào)小，此時(shí)突然出現(xiàn)ADAS芯片無(wú)法工作的情況，這種情況是熱宕機(jī)的典型案例之一。
隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)及行業(yè)的發(fā)展，未來(lái)智能汽車對(duì)芯片算力需求將不斷增加，芯片也必然會(huì)持續(xù)升級(jí)，隨之而來(lái)的就是芯片功耗的持續(xù)攀升，芯片有效散熱的問(wèn)題將更加突出。
圖 宏景智駕J3感知性能提升
產(chǎn)品和整車設(shè)計(jì)雙重優(yōu)化
要解決熱宕機(jī)，最好的方法就是進(jìn)行熱設(shè)計(jì)。熱設(shè)計(jì)是一套從產(chǎn)品到整車層面的體系化開發(fā)，通常包括仿真和實(shí)車測(cè)試。產(chǎn)品層面的優(yōu)化，是對(duì)芯片/電路板自身的散熱情況進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)調(diào)整產(chǎn)品的散熱齒高、散熱面積、電路板布局及散熱孔等措施，使得產(chǎn)品達(dá)到最優(yōu)。整車層面的優(yōu)化，則包括了在擋風(fēng)玻璃上的后視鏡支架以及美觀罩的優(yōu)化。通過(guò)這些優(yōu)化，最終的目的就是希望在確保駕駛員視野不受影響的情況下，能夠讓相關(guān)零部件創(chuàng)造更好的散熱條件，從而優(yōu)化芯片的工作環(huán)境。
這其中，值得一提的是美觀罩的優(yōu)化設(shè)計(jì)。宏景智駕負(fù)責(zé)人表示，在優(yōu)化美觀罩設(shè)計(jì)的問(wèn)題中，熱對(duì)流是一個(gè)重要的考量指標(biāo)。通過(guò)優(yōu)化美觀罩的開孔面積和開孔方向，使開孔方向能夠和熱對(duì)流方向匹配起來(lái)，便可以通過(guò)熱對(duì)流效應(yīng)來(lái)直接加速芯片的散熱。通過(guò)更為合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，在整車設(shè)計(jì)的初期，能夠在不改變芯片自身設(shè)計(jì)的情況下，提升控制器可以承受的溫度上限。
實(shí)際項(xiàng)目中的具體操作經(jīng)驗(yàn)案例
作為國(guó)內(nèi)較早一批推動(dòng)駕駛輔助功能商業(yè)化量產(chǎn)落地的自動(dòng)駕駛技術(shù)公司，宏景智駕在車輛實(shí)際的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中積累了大量的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了一套行之有效的駕駛輔助/自動(dòng)駕駛系統(tǒng)熱設(shè)計(jì)的方案，可以有效解決芯片熱宕機(jī)的問(wèn)題。智車科技通過(guò)和宏景智駕的交談，整理總結(jié)成如下幾個(gè)方面：
1、為主機(jī)廠提供真實(shí)數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)參考。同很多國(guó)際大牌ADAS供應(yīng)商不愿意與整車企業(yè)聯(lián)合開發(fā)且只通過(guò)自己的測(cè)試來(lái)提供產(chǎn)品不同，宏景智駕作為一家初創(chuàng)公司深入到整車設(shè)計(jì)的第一線，深度參與到熱設(shè)計(jì)的過(guò)程中，為整車廠和熱設(shè)計(jì)相關(guān)零部件的布置和設(shè)計(jì)提供建設(shè)性方案，有效的從根源上提升了散熱效率。
2、在仿真測(cè)試階段，通過(guò)調(diào)校參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了升級(jí)為J3芯片后更加精準(zhǔn)的仿真測(cè)試結(jié)果。根據(jù)宏景智駕多次項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，基于地平線J2芯片設(shè)計(jì)的控制器仿真測(cè)試與實(shí)際道路測(cè)試會(huì)存在5%-8%的偏差，為了減少這部分仿真偏差，在升級(jí)芯片到地平線J3的域控制器時(shí)，宏景智駕重點(diǎn)關(guān)注仿真參數(shù)的調(diào)校，并通過(guò)與其他傳感器（如攝像頭）數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合仿真，盡可能來(lái)貼近實(shí)際情況，提升了仿真測(cè)試的準(zhǔn)確性。
3、在實(shí)車測(cè)試中，宏景智駕基于J3芯片的ADAS智能攝像頭方案的熱設(shè)計(jì)測(cè)試條件也更加苛刻。一般情況下，整車廠會(huì)用環(huán)境艙來(lái)模擬整車的高溫實(shí)驗(yàn)，將環(huán)境溫度設(shè)置為40攝氏度，并利用輻射燈來(lái)模擬在太陽(yáng)下暴曬6個(gè)多小時(shí)，在測(cè)試過(guò)程中大部分供應(yīng)商會(huì)在暴曬后開空調(diào)才將ADAS功能打開，這就意味著在某些極端條件并沒有測(cè)試到。宏景智駕為了有效的避免各類極端情況的出現(xiàn)，在太陽(yáng)暴曬階段，不僅將環(huán)境溫度進(jìn)行了提升，且通過(guò)不開空調(diào)打開ADAS全部功能來(lái)模擬產(chǎn)品的極限性能。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，在通常的實(shí)車測(cè)試環(huán)境中，宏景智駕基于地平線J3的控制器產(chǎn)品，能夠滿足更為嚴(yán)苛的測(cè)試條件。
4、軟件層面的預(yù)警機(jī)制設(shè)計(jì)。為了幫助司機(jī)更完整的了解到車輛的真實(shí)情況，宏景智駕基于熱設(shè)計(jì)在軟件層面預(yù)埋了應(yīng)急手段，即當(dāng)芯片溫度接近工作上限時(shí)，軟件就會(huì)進(jìn)行預(yù)警，通過(guò)屏幕彈窗或者語(yǔ)音交互等方式明確告知客戶開啟ADAS功能會(huì)有一定的風(fēng)險(xiǎn)。在確保整車安全的前提下，宏景智駕的軟件系統(tǒng)會(huì)也會(huì)對(duì)某些ADAS功能進(jìn)行降級(jí)以降低芯片的計(jì)算負(fù)荷，確保芯片正常使用。
宏景智駕J3一體機(jī)方案的具體優(yōu)勢(shì)及參數(shù)，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)文章《從備胎到主流，看輔助駕駛本土方案實(shí)力崛起》。
和其他國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛技術(shù)公司不同，宏景智駕始終以推進(jìn)產(chǎn)品商業(yè)化落地作為公司的主要戰(zhàn)略。和停留在實(shí)驗(yàn)室或者在數(shù)量較少的測(cè)試車上搭載不同，在大規(guī)模量產(chǎn)的車型上往往會(huì)遇到更多的挑戰(zhàn)。像熱設(shè)計(jì)這些看似沒有軟件代碼重要的領(lǐng)域，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，哪怕算法再高級(jí)、再領(lǐng)先，也無(wú)從發(fā)揮。所以，汽車作為一個(gè)大規(guī)模量產(chǎn)的行業(yè)，工程可靠性本身也是產(chǎn)品性能的重要方面，決計(jì)不能成為產(chǎn)品表現(xiàn)的短板。
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