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新能源汽车电子产品开发中DFSS设计方法的应用

作者:    分类:六西格玛设计    时间:2018-07-19 20:40:20

节能环保是当今时代不断提倡的概念。因此,在新能源汽车电子产品开发领域,DFSS以其在产品质量、成本、市场和开发方面的显著优势,以及卓越的设计理念和先进的研究方法,被全球众多汽车企业所接受和广泛采用,并取得了显著成效。


新能源汽车电子产品开发中DFSS设计方法的应用


DFSS设计方法的概况


到目前为止,IDDOV流程是一个在业界备受推崇和广泛使用的DFSS设计程序。它由五个步骤组成:识别、定义、开发、优化和验证。具体到新能源汽车的设计,每个方案都有其特定的含义。


(1)识别是指在设计新能源汽车电子产品时,首先要确定所设计产品的功能属性,并充分验证所识别的功能是否可行。


(2)定义是指在设计新能源汽车电子产品时,应进一步细分和确定产品的功能特性和电路接口,并充分考虑所有预期的动态或瞬态情况。


(3)研制是指具体电路的设计和元器件型号的选择不是盲目进行的,要根据实际需要来确定和合理选择。


(4)优化1指产品优化;二是设计流程的优化。


(5)验证是通过市场调研、顾客咨询等一些手段,来发现设计的产品是否满足顾客最初的期望。


设计示例:


本文将DFSS设计引入到新能源汽车电子产品的开发中,按照上述提出的设计流程,详细阐述了产品生产流程。


1.识别


整车要求的全温范围在-40℃到85℃之间,在这个温度范围内的理想工作电压在8伏到16伏之间。但是,为了使CAN总线能够正常接收和发送信号,电压值必须在6伏到16伏之间,在此电压值下,微控制器和接收器等硬件才能正常工作。


2.定义


的电路原理图中的核心器件是调压器,它通过二极管从电池中获取电压,然后作为CAN收发器和微控制器的电源,微控制器的复位信号也是调压器的复位输出信号。


电源电路中的功能函数,其中涉及的中间变量主要包括:电压调节器输出的电压及其复位信号,二极管输出的电压。上述变量在其各自的干扰因子和控制因子的控制下工作。为了维持CAN的正常通信功能,必须保证两个因变量(用Y表示):调节器的复位信号和输出电压满足图示条件,对应的自变量(用X表示)需要满足图示条件。


描述:电压调节器输出电压;:电压调节器复位电压;:二极管的正向压降;:电压调节器的电压降。


3.发展


CAN收发器和微控制器通常不会更换,因为它们的更换成本很高。从另一个角度来看,目前使用的稳压器,在同等驱动能力下,电压降是最低的。用极限分析法分析所选二极管是否能维持CAN在6伏到16伏之间正常工作。所选用的元器件及其参数如下:二极管型号为BAT240A,则可以得出该值大于4.75伏的下限值,因此本次设计所用的二极管满足要求。


4.优化


上述步骤的极限设计虽然满足整车要求,但实际应用中成本较高,而DFSS设计方法在满足上述要求的同时可以降低成本,因此该方法在设计优化上优于极限设计方法。首先,对于二极管的选择,本设计方法使用的ISR154―400成本低于BAT240A,根据相关计算可以得到三种不同温度下的和值。根据以上分析,我们知道通过这种优化方法选择的ISR154―400满足整车要求。给出了相同三种温度下的验证结果。


5.验证


根据以上步骤的分析,对样本进行验证,得到电压调节器的输出(其值为2.43)和复位信号(其值为4.15)。从数据可以看出两者都在2以上,满足整车要求。


DFSS设计中使用的ISR154―400比极限法中使用的稳压器成本低0.109美元,每年可节约1100美元。假设该二极管也用于其他控制器和工程建设中,每年将为企业节省大量成本。


新能源汽车电子产品开发中DFSS设计方法的总结


本文研究的DFSS设计方法不仅可以降低产品的生产成本,还可以设计出满足客户需求的产品。这种设计方法的优点符合新能源汽车电子产品设计的特点。因此,DFSS在国内新能源汽车电子产品开发的全面推广指日可待。


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