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新能源汽車電子產(chǎn)品開發(fā)中DFSS設計方法的應用

DFSS設計方法的概況

到目前為止，IDDOV流程是一個在業(yè)界備受推崇和廣泛使用的DFSS設計程序。它由五個步驟組成:識別、定義、開發(fā)、優(yōu)化和驗證。具體到新能源汽車的設計，每個方案都有其特定的含義。

(1)識別是指在設計新能源汽車電子產(chǎn)品時，首先要確定所設計產(chǎn)品的功能屬性，并充分驗證所識別的功能是否可行。

(2)定義是指在設計新能源汽車電子產(chǎn)品時，應進一步細分和確定產(chǎn)品的功能特性和電路接口，并充分考慮所有預期的動態(tài)或瞬態(tài)情況。

(3)研制是指具體電路的設計和元器件型號的選擇不是盲目進行的，要根據(jù)實際需要來確定和合理選擇。

(4)優(yōu)化1指產(chǎn)品優(yōu)化；二是設計流程的優(yōu)化。

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

設計示例：

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

1.識別

整車要求的全溫范圍在-40℃到85℃之間，在這個溫度范圍內(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，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，微控制器的復位信號也是調(diào)壓器的復位輸出信號。

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位信號，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，必須保證兩個因變量(用Y表示):調(diào)節(jié)器的復位信號和輸出電壓滿足圖示條件，對應的自變量(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更換，因為它們的更換成本很高。從另一個角度來看，目前使用的穩(wěn)壓器，在同等驅(qū)動能力下，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:二極管型號為BAT240A，則可以得出該值大于4.75伏的下限值，因此本次設計所用的二極管滿足要求。

4.優(yōu)化

上述步驟的極限設計雖然滿足整車要求，但實際應用中成本較高，而DFSS設計方法在滿足上述要求的同時可以降低成本，因此該方法在設計優(yōu)化上優(yōu)于極限設計方法。首先，對于二極管的選擇，本設計方法使用的ISR154―400成本低于BAT240A，根據(jù)相關計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證結(jié)果。

5.驗證

根據(jù)以上步驟的分析，對樣本進行驗證，得到電壓調(diào)節(jié)器的輸出(其值為2.43)和復位信號(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設計中使用的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。假設該二極管也用于其他控制器和工程建設中，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設計方法的總結(jié)

本文研究的DFSS設計方法不僅可以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，還可以設計出滿足客戶需求的產(chǎn)品。這種設計方法的優(yōu)點符合新能源汽車電子產(chǎn)品設計的特點。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。