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BCM,很多厂家都起了不同的名字,可能还被分为很多模块,但是不管怎样,为了方便讨论,我们还是统一称呼BCM。
纵观这近20年来,BCM技术的发展,已经有了长足的发展,但是有一个问题,迟迟得不到解决,这似乎不是哪一家两家的问题,而是普遍都存在的,一直被线束行的大拿们所诟病,但是一直并无太大起色。
我们都知道,其实BCM与所谓的SJB(smart Junction box)之间的界限也越来越模糊,似乎一个是手机添加了娱乐的功能,一个是Ipod添加了手机通话的功能,殊途同归,已经不能通过,是否有保险丝来区分了。
通过这段话,大家应该已经知道了,不管是BCM还是SJB,它的功能都分为两部分:电源分配和控制。
关于控制,这块确实发展很快,而且集成了越来越多的功能(我说的集成--并非是全部放在一个模块中,也可以是分散到几个模块中(比如域控制)—但是都是被放到了模块中去控制了,由原来的开关/传感器—(继电器)—执行器模式,变成了“开关/传感器—控制器—执行器”的模式),通过软件逻辑,可以实现之前无法相关关联的电器件之间更多更复的功能,也就是目前很时髦的说话:用软件定义车。
这个也确实,很多做传统线束小伙伴们“很恐慌”的事情,似乎传统线束,将被摒弃,丢到历史的垃圾桶里。
其实这样的悲观的情绪,大可不必,纵使控制再发展--电器件终归还是需要电力去驱动的。而且,这么多年了,BCM的另外一个部分---电源分配始终没有做好,这也是本篇小文说所要谈的部分。
先来说说,BCM驱动用电器的方式。
一般的来说,分为这几种:
1. 继电器驱动,这部分,电机类负载比较常见,可能有冲击电流,堵转电流,或者稳态电流较大的负载,功率芯片驱动小有难度的,会放在这里,用继电器去驱动。
2. 功率芯片驱动:
A.芯片有保护功能;
这一类是在芯片驱动中最常见的,但是,细心的小伙伴们,如果细心就会发现,其中芯片的短路保护,是保险丝不同的,参数差异不小,一般来说,对于短路保护功能不错,但是对于过载保护,相对于保险丝来说,就弱很多了。---这其实是个大问题。
B.芯片无保护功能,有外部保护电路;
有时从成本方面考虑,驱动芯片没有保护,这时,如果发现外部回路短路,将会造成控制器或者线束烧毁的问题,所以不能任由这个严重的故障发生,因而,很多时候,在芯片驱动回路下游会设计上一个电流检测回路,用霍尔传感器,或者采样电阻去监测电流,一旦发现电流异常,及时终止芯片输出,一样可以实现回路保护的功能,响应的速度,取决于检测电流的采用频率已经芯片的反应速度。那么在实际的应用上,这也是一个灵活的设计。
C.芯片无保护功能,无外部保护电路。
这种情况,现状已经很少了,这里就不再讨论。
看到这里,细心的小伙伴,可能就已经开始思考了,对于情况2,有内置保护的这种,我们可以把这种保护看作一个保险丝(虽然跟保险丝还是有不小的差异),我们暂且不管它是否非常成熟了,至少它有;但是对于情况1,继电器驱动的情况呢?我们都知道,继电器触点,就是相当于开关,在回路中,一旦闭合,你可以把它视作一根导线。
那么,问题来了。
我们都知道,现在BCM上端的保险丝,其实是很少的,很多时候,一只手就数过来了,但是它驱动多少负载呢,少说也有十几个,多个,就更不用说了。
我们除了上面情况2控制的负载,用继电器控制的负载,还是不少,那么你会发现,BCM有没有给这些继电器控制的负载一个单独的保险丝呢?答案几乎都是否定的。
比如,洗涤电机,在BCM内部通过继电器控制,但是它是跟别的很多负载共用一个30A的保险丝,而此时,我们看到的很多情况,就是继电器输出的pin端子通常已经被设计为仅仅能承载洗涤电流工作电流的端子。
这里的问题有两个:
1. 控制器内部回路(PCB trace)可能没有考虑30A保险的熔断电流,当发生外部短路时,有可能烧毁;
2. 输出端子太小,不能压接较大导线—导线无法跟上游保险匹配,当外部发生短路或者电机堵转时,端子/连接器、导线有可能烧毁。
这两个问题,第一个问题,如果仅仅是BCM烧毁,没有继续引发更大的问题,从整车角度来说,如果不是紧急时刻危害还不是那么大。
但是第二个问题,熟悉笔者的,都知道,我们一直在大声疾呼的一个概念是:烧线=烧车,这就是个大问题了。绝不可等闲视之。
但是,这样的设计,在当前的BCM设计中,还比比皆是。
对于这样的问题,笔者给出几个方案,供参考:
1. 对于继电器驱动的负载,给单独的保险丝—这是最简单,成本最低实现方式。
2. 对于保险丝位置有限,必须共用的,那么在BCM内部,继电器驱动回路中,要添加电流监控,一旦发生短路,切断继电器。
3.在线束做DV的时候(参见《系列九-线束的真正DV》),带着BCM一起验证。
4. 笔者最想给出的方案其实这个:请线束系统专家参与BCM的电源分配设计--让专业的人做专业的事。做BCM的必须要承认,电源分配真的不是你的专业,适当地听线束系统专家的意见吧。