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新能源汽車電子產(chǎn)品開發(fā)中DFSS設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用

DFSS設(shè)計(jì)方法的概況

到目前為止，IDDOV流程是一個(gè)在業(yè)界備受推崇和廣泛使用的DFSS設(shè)計(jì)程序。它由五個(gè)步驟組成:識(shí)別、定義、開發(fā)、優(yōu)化和驗(yàn)證。具體到新能源汽車的設(shè)計(jì)，每個(gè)方案都有其特定的含義。

(1)識(shí)別是指在設(shè)計(jì)新能源汽車電子產(chǎn)品時(shí)，首先要確定所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的功能屬性，并充分驗(yàn)證所識(shí)別的功能是否可行。

(2)定義是指在設(shè)計(jì)新能源汽車電子產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步細(xì)分和確定產(chǎn)品的功能特性和電路接口，并充分考慮所有預(yù)期的動(dòng)態(tài)或瞬態(tài)情況。

(3)研制是指具體電路的設(shè)計(jì)和元器件型號(hào)的選擇不是盲目進(jìn)行的，要根據(jù)實(shí)際需要來確定和合理選擇。

(4)優(yōu)化1指產(chǎn)品優(yōu)化；二是設(shè)計(jì)流程的優(yōu)化。

(5)驗(yàn)證是通過市場調(diào)研、顧客咨詢等一些手段，來發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是否滿足顧客最初的期望。

設(shè)計(jì)示例：

本文將DFSS設(shè)計(jì)引入到新能源汽車電子產(chǎn)品的開發(fā)中，按照上述提出的設(shè)計(jì)流程，詳細(xì)闡述了產(chǎn)品生產(chǎn)流程。

1.識(shí)別

整車要求的全溫范圍在-40℃到85℃之間，在這個(gè)溫度范圍內(nèi)的理想工作電壓在8伏到16伏之間。但是，為了使CAN總線能夠正常接收和發(fā)送信號(hào)，電壓值必須在6伏到16伏之間，在此電壓值下，微控制器和接收器等硬件才能正常工作。

2.定義

的電路原理圖中的核心器件是調(diào)壓器，它通過二極管從電池中獲取電壓，然后作為CAN收發(fā)器和微控制器的電源，微控制器的復(fù)位信號(hào)也是調(diào)壓器的復(fù)位輸出信號(hào)。

電源電路中的功能函數(shù)，其中涉及的中間變量主要包括:電壓調(diào)節(jié)器輸出的電壓及其復(fù)位信號(hào)，二極管輸出的電壓。上述變量在其各自的干擾因子和控制因子的控制下工作。為了維持CAN的正常通信功能，必須保證兩個(gè)因變量(用Y表示):調(diào)節(jié)器的復(fù)位信號(hào)和輸出電壓滿足圖示條件，對(duì)應(yīng)的自變量(用X表示)需要滿足圖示條件。

描述:電壓調(diào)節(jié)器輸出電壓；:電壓調(diào)節(jié)器復(fù)位電壓；:二極管的正向壓降；:電壓調(diào)節(jié)器的電壓降。

3.發(fā)展

CAN收發(fā)器和微控制器通常不會(huì)更換，因?yàn)樗鼈兊母鼡Q成本很高。從另一個(gè)角度來看，目前使用的穩(wěn)壓器，在同等驅(qū)動(dòng)能力下，電壓降是最低的。用極限分析法分析所選二極管是否能維持CAN在6伏到16伏之間正常工作。所選用的元器件及其參數(shù)如下:二極管型號(hào)為BAT240A，則可以得出該值大于4.75伏的下限值，因此本次設(shè)計(jì)所用的二極管滿足要求。

4.優(yōu)化

上述步驟的極限設(shè)計(jì)雖然滿足整車要求，但實(shí)際應(yīng)用中成本較高，而DFSS設(shè)計(jì)方法在滿足上述要求的同時(shí)可以降低成本，因此該方法在設(shè)計(jì)優(yōu)化上優(yōu)于極限設(shè)計(jì)方法。首先，對(duì)于二極管的選擇，本設(shè)計(jì)方法使用的ISR154―400成本低于BAT240A，根據(jù)相關(guān)計(jì)算可以得到三種不同溫度下的和值。根據(jù)以上分析，我們知道通過這種優(yōu)化方法選擇的ISR154―400滿足整車要求。給出了相同三種溫度下的驗(yàn)證結(jié)果。

5.驗(yàn)證

根據(jù)以上步驟的分析，對(duì)樣本進(jìn)行驗(yàn)證，得到電壓調(diào)節(jié)器的輸出(其值為2.43)和復(fù)位信號(hào)(其值為4.15)。從數(shù)據(jù)可以看出兩者都在2以上，滿足整車要求。

DFSS設(shè)計(jì)中使用的ISR154―400比極限法中使用的穩(wěn)壓器成本低0.109美元，每年可節(jié)約1100美元。假設(shè)該二極管也用于其他控制器和工程建設(shè)中，每年將為企業(yè)節(jié)省大量成本。

新能源汽車電子產(chǎn)品開發(fā)中DFSS設(shè)計(jì)方法的總結(jié)

本文研究的DFSS設(shè)計(jì)方法不僅可以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，還可以設(shè)計(jì)出滿足客戶需求的產(chǎn)品。這種設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)符合新能源汽車電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。因此，DFSS在國內(nèi)新能源汽車電子產(chǎn)品開發(fā)的全面推廣指日可待。