左起为,主持人李博凡General Lee, 廖一如Eric Liao, 黄浩钿 Kevin Huang, 李训铭 James Lee, 陈旺助Wangchu Chen

全球绿色革命下减碳意识抬头,甚至出现净零排放浪潮,各国法规也陆续跟进。这已不仅仅是环保课题,更是新世代科技革命,电动车的发展势不可挡,也吸引各电子或电机制造商争先进入新市场。德凯宜特与德凯验证,偕同MIH共同举办「电动车验证领域的三大核心研讨会」,探讨功能安全(Functional Safety)电磁相容/射频(EMC/RF)、与被视为检视硬体(Hardware)品质水准的必要手法---可靠度验证(Reliability)

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Eric Liao廖一如, MIH技术发展顾问在Keynote中分享「阶层式电子电器架构设计标准化与验证方法」

廖一如介绍EEA的趋势以及架构,其中成熟的软体更新技术可以提供汽车更多元、更多不同深度的服务,而软体定义汽车的概念就在业界发酵起来。未来EEA的主要发展将受到软体巨大的影响,这些影响带动EEA架构设计的更新。为了要达到软体定义汽车的这个目的,系统设计上就必须要考虑功能面的可扩展性,也因此EEA目前的发展将从Domain 架构到central,并且在未来往cluster的架构设计靠拢,不论是哪种架构,其中最重要的一个元素是centralize,将大部分的应用控制与资讯流往可控制的中央计算单元集中。

在考虑未来SDV趋势的EEA规划中,并不是一味的中心化所有功能,而是要综合考虑研发端上的软体成本到生产端上的安装生产成本,以形成合理化的架构设计,其中包含:
- SDV的软体与通讯架构
- ECU的数量与配置
- 重量与安装的难易度
考量以上因素做整体的评估,才能达成一个有效率的EEA架构。


使用全车ethernet有两个关键决定因素,一是Sensor与Camera数量,二是使用这些大量的Camera与sensor 的流量是否能透过Ethernet做到流量集中,达成节省线束的优点。例如,有个自动驾驶系统,主机安装在前座中央,10个摄影机安装在车辆四周,相较于将10条同轴电缆或网路线连接到中央主机,若透过两个zone controller做流量集中,连接到中央的线束将可以从10条缩减到2条,而ethernet的频宽使用率也可以达到最佳化。所以使用全车ethernet的关键在于,该车型设计的使用情境是否有多感测器的需求,另外ethernet上的协定是否成熟到可以快速做到QoS与流量集中的目的。

MIH将推出相关的参考设计,搭配相关验证机构进行相关软硬体国际标准的验证工作。例如:DEKRA iST & DEKRA就提供了在资讯安全、耐久性验证等相关整车验证服务

Kevin Huang黄浩钿, DEKRA全球功能安全/网路安全经理与James Lee李训铭,DEKRA EMC&RF法规资深经理首先针对「功能安全(Functional Safety)」与「电磁相容/射频(EMC/RF)」分享

DEKRA德凯EMC&RF法规资深经理李训铭分享「迈向Level 4自驾77/79 GHz汽车雷达验证技术探索」主题,李训铭也表示,雷达广泛应用于各个领域,也是自驾车里非常重要的感测器之一,因此如何符合各个国家的无线电法规验证以及车厂测试规范要求也极其重要。

李训铭强调电磁相容性(EMC)是针对于出口到各个国家对于电子产品的重要要求,而汽车电子产品电磁相容性(Automotive EMC)不仅适用于后装市场(After market E-mark),也是各大车厂参照了ISO,SAE,JASO以及CISPR以及本身车厂的研究等等,而定义出各车厂对于汽车电子严格的车厂法规,确保汽车电子产品在装入整车能降低甚至避免互相干扰引起的失效问题。现在的汽车有熟悉的Wi-Fi、Bluetooth,汽车雷达等等无线电产品,未来还会有更多的技术与产品应用在未来的自驾车中,而无线电频谱管制则因应各国有不同之频段使用及认证测试及申请要求,以常见的规范为例,FCC/IC/NCC/CE认证等等产品,都必须要符合各国主管机关认证要求。此外,无线通讯协定测试的部份也是对于无线电产品通讯协定相关之要求,如熟知的GCF.PTCRB.5GAA.WiFi logo等等,主要是让不同装置能有通信协定定义及符合要求,进而达到使用者在使用不同产品时能有效的互通互联。


随着智慧车辆发展,汽车系统变得越来越复杂。在人工智能和机器学习的帮助下,现代车辆可以执行类似于虚拟助手的任务。这给汽车制造商(OEM)和汽车供应商在安全和资安方面带来了新的挑战。由于汽车 ASPICE 框架和网络安全 (ISO 21434)、功能安全 (ISO 26262) 和 SOTIF (ISO 21448) 的 ISO 标准相结合,集成品质管理系统是可能的,因为它们之间存在一些共同性。 DEKRA德凯全球功能安全/网路安全经理黄浩钿也在此次研讨会中分享「How to Integrate Functional Safety, Automotive SPICE, and ISO 21434 into Your Company?」。黄浩钿表示,这种将 ASPICE 框架和 ISO 标准集成到一个品质管理系统中的混合方法节省了开发成本,实施效率高,并且产品设计的优化以最少的修改次数和更少的返工发生。

他也表示,Automotive SPICE框架是关于汽车产品的系统工程、软体工程,主要关注consistency 和 traceability关键概念。功能安全是指车载系统内部电子设备发生故障,从而对车内的驾驶员和乘客造成伤害。 SOTIF是关于不同操作环境和误用的驾驶场景。而网络安全是网路安全是因人而生,面向的是来自于外部环境、外来恶意者甚至内在恶意者的威胁。网络安全可以通过识别需要保护的新网络安全关键资产来影响功能安全和 SOTIF。在这里,我们提出建议集成方式,它同时满足了 ASPICE、ISO 26262 和 ISO 21434 的集成实施,以节省开发成本,减少返工,提高现有的有效性和效率。


最后,黄浩钿强调,DEKRA德凯的优势是可一次性导入相对应的标准,也拥有自己的首席评估师,DEKRA德凯已是全台多家系统厂认证合作公司,DEKRA德凯也是德国BOSCH功能安全全球唯一指定合作伙伴,并指出DEKRA德凯的网路安全、功能安全服务涉及了培训、差距分析、咨询、测试以及认证。

Wangchu Chen陈旺助, DEKRA iST高功率工程部资深经理紧接着分享硬体(Hardware)品质水准的必要手法---可靠度验证(Reliability)

陈旺助资深经理从分析电动车三电出发,包括电控(On-Board Charger、DCDC converter、Traction Inverter)、电池与电机(马达),其中马达作为电动车关键零组件,也是部分台湾厂商希望积极进入供应链的切入点,而马达的关键优势就在于轻、有力与静音。电动车发展趋势着重于零组件的整合,例如电控中的OBC与DCDC converter的二合一产品、马达中整合减速器(俗称发电机)与逆变器,更往后端的关键客户群与技术将是走向多合一产品(All in one),将三电中的电控与电机整合在一起可以大幅降低零部件重量,达到降低电能耗损、提高里程数等优势。但多合一产品并非毫无缺点,当遇到故障时,整个模组都需要更换,将导致高昂的维修成本。然而,最终产品的发展趋势,还是会交由市场决定。

电动车在市场上的优势包含减少废气排放的环保因素、节省油钱、品牌价值等,但另一个值得探讨的是目前电动车已渐渐结合智能车,发展无人驾驶技术整合。如同上述多合一产品的概念,在无人驾驶的技术中会在车体上安装无数感测器(Sensor),而感测器(Sensor)接收到的讯号会透过连接器(connecter)传送到AI系统做运算,也就是本次演讲中的重点之一「第四电: 行车电脑」。

 电动车的电源系统(power system)运作与可靠度验证系统 
电动车的电源系统为透过充电桩或是充电站传输电力至电动车,其中会区分为两种模式,一种是AC转DC后再传送入电动车内电池充电,另一种则是AC传送到车内的车载充电器(On Board Charger),转换为DC后将电能供应给车内电池充电。随后,电池输出电能后,透过DC/AC Inverter提供发动机(motor)动能,以及透过DC/DC Converter供应汽车上电子零部件的动力来源。

因此在可靠度验证上需要分别顾及AC与DC的输出(output)与输入(input),德凯宜特建置了完整的测试设备,包括AC/DC Source、AC/DC Load、水冷系统,以及Recorder记录完整测试参数,提供多合一产品(All in one)测试量能。在测试手法上,可靠度验证包括动力类型(Mechanical Loads)、气候环境类型(Climatic Loads)、材料类型(Material Verification)与电性类型验证(Electrical Loads)等。


 产品寿命预估与高功率零部件验证手法 
传统燃油汽车的产品寿命主要考量引擎在开启(Engine on time)与关闭(Engine off time)的合计寿命,而电动车产品寿命估计相对复杂许多,还需要考量到充电时间(Charging)与待机(Inhabited)模式,甚至当未来进入到无人驾驶阶段,运行耗能更将大幅提升。由此可知,高功率零部件已是必然趋势,同时可靠度验证的观念与手法都需要及时跟进,以确保产品在市场上的品质与终端客户的行车安全。

电动车中的高功率零部件包括IGBT(绝缘闸极双极性电晶体),结合目前市场上讨论热度十分高的第三代半导体,德凯宜特亦提供了完整的验证手法,透过收集电动车行驶中的数据(the driving profile),将相关参数套用到设备上,再透过计算温度变化,搭配IOL(Intermittent Operational Life)验证手法,以验证出产品的生命周期。

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