汽车电子知识汇总
用一个字节的十六进制表示，即两位数(取值范围为0~100)，表示剩余电量为0%~100%，当SOC=0时，电池完全放电，当SOC=100%时，电池充满电。电池的SOC(充电状态)反映了电池的实际可用功率，是电动汽车运行中非常重要的指标。
ASIL(Automotive Safety Integrity Level) 表示汽车安全性等级，读作“阿西尔”。这是 ISO 26262 标准针对道路车辆的功能安全性定义的风险分类系统。该标准将功能安全定义为“不存在由电气电子系统故障行为相关的危害引起的不合理风险”。ASIL根据对汽车部件的危害概率和承受度，确立符合 ISO 26262 标准的安全要求。
ISO 26262 确定了四种 ASIL- A、B、C 和 D。ASIL A 代表最低程度的汽车危害，ASIL D 则代表最高程度的汽车危险。
安全气囊、防抱死制动系统和动力转向系统必须达到 ASIL D 级，这是应用于安全保障的最严苛等级，因为其失效带来的风险最高。而安全等级范围的最低等级，如后灯等部件，仅需达到 ASIL A 级即可。大灯和刹车灯通常是 ASIL B 级，而巡航控制通常是 ASIL C 级。
项目终止是项目生命周期的最后阶段的最后一步，它的出现标志着项目的目标已经实现，或是该项目的目标已不再需要或是不可能实现。无论哪一种情况出现，都表明该项目已经到达终点。
PC:项目策略确认 Project Confirmation
PA:项目批准 Project Approval
LR:投产准备 Launch Readiness
LS:投产签发 Launch Signature
DV是DesignVerification设计验证，此时可以是手工件或者模具件。主要工作是对前期设计的结构、材料、功能、性能等等进行综合评估，同时暴漏设计过程中的问题点，并进行相应的整改来支持TG2数据(最终冻结状态的产品数据，上汽术语)的制作及后期模具件的开发。
PV是ProductVerification产品验证，必须是模具件，并从供应商的量产生产线上做出来的零件。对产品的振动、“三高” 的耐久、可靠性及稳定性等进行验证。PV之后的零件再完成PPAP审核，就具备了量产供货资格了。
初版原理图->原理图冻结->PCB设计->固件开发->数摸设计->功能a样品->测试及整改->数模冻结->DV实验->模具/工装->PV实验
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①OFF模式：就是上图的LOCK，代表车辆电源未通电，此时整车CAN网络一般也处于休眠状态。
②ACC模式：对应上图的ACC，Accessory的简称，整车上电状态，整车通电了，CAN网络也会唤醒并开始传输信号，但是发动机未启动，整车基本通上了12V的电源电压，此时车窗可用，空调可以开启(但是由于发电机未开启，空调制冷制热压缩机都无效果，只有鼓风机在吹风)。
③CRANK模式：对应上图START，发动机点火状态，即发动机已经启动，实际操作中，就是将钥匙拧到底，等发动机点火成功后，钥匙孔反弹到上图的ON，也就是下面说的RUN模式。
④RUN模式：对应上图的ON，发动机处于运行模式，此时发电机也运行，并给蓄电池充电，此时的空调制冷制热都可用。
以上4个模式，在无钥匙启动系统也是一样的，可以自己体验下短按上电进入ACC模式，长按点火就是CRANK，点火后松开。
| KLR | 汽车电源的ACC模式 | Radio 档、启动功能、收音机 |
| KL15 | 汽车的Run 模式 | 启动功能、空调、升降车窗 |
| KL50 | 汽车的Crank 模式 | 点火档 |
这三种模式对应于汽车三个继电器的开闭。
| / | ACC | Run | Crank |
| IGN1 | OFF | ON | ON |
| IGN2 | OFF | ON | OFF |
| Start | OFF | OFF | ON |
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6、起动机控制电路
起动电机又叫马达，它将蓄电池的电能转化为机械能驱动齿轮产生机械运动。传动机构将驱动齿轮啮合入飞轮齿圈，同时能够在发动机起动后自动脱开。
汽油起动机是一种带有离合器与变速机构的小型汽油机，功率大且受气温影响较小，可起动大型内燃机，并适用于高寒地带。
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常见的起动系统控制电路有起动开关直接控制、起动继电器控制和起动复合继电器控制等几种。目前，高端车上采用带防盗车载计算机控制起动系统。
1）起动开关直接控制起动系统
起动开关直接控制是指起动机由起动开关(点火开关或起动按钮)直接控制，如图所示。起动功率较小的汽车常用这种控制形式。
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2）起动继电器控制起动系统
起动继电器控制是指用起动继电器触点控制起动机电磁开关的大电流，而用点火开关或起动按钮控制继电器线圈的小电流，起动继电器的作用就是以小电流控制大电流，保护点火开关，减少起动机电磁开关线路压降。
工作过程：
☆当把点火开关打到ST（启动档）电流从蓄电池经点火开关到启动机保险，再到启动继电器的电磁线圈导通，形成一个回路（绿色线路）
启动继电器内的触点臂被吸下来，使另一个回路导通（蓝色线路），当蓝色线路导通，磁力开关内的吸引线圈与保持线圈也通电，产生磁场，活动铁芯左移，活动铁芯上的接触盘又把电瓶柱与电机柱接通，使另一个电路（红色电路）又导通，这时候给启动机的电枢供电，使其工作。
注意：
1.当电磁开关工作的时候，活动铁芯左移的时候，会同时带动拨叉，让拨叉推出启动机齿轮，与飞轮啮合。
2.当不置于ST（启动档)的时候，电磁开关不通电，在接触盘的左侧有一个回位弹簧，这个图里面没有，使活动铁芯迅速右移，同时带动拨叉让启动机齿轮退出与飞轮的啮合。
3.吸引线圈连接在电机柱上，是为了让电枢提前进入工作状态，以及使启动机齿轮更好的啮合。
4.保持线圈的作用，当电磁开关工作，因为接触盘与电瓶柱，电机柱相连，这时候吸引线圈的两端都是正电压，是不工作的，保持线圈的作用是使接触盘接合的时候，使活动铁芯保持在那里（即还吸合）
5.保持线圈的匝数远远大于吸引线圈的匝数。
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3）起动复合继电器控制起动系统
为了在发动机起动后，使起动机自动停转并保证不再接通起动机电路，解放CA1092及东风EQ1092等汽车采用了具有安全驱动保护功能的起动复合继电器控制起动系统。起动复合继电器由起动继电器和保护继电器两部分组成，如图所示。起动继电器的触点是动合的，控制起动机电磁开关。
(1)发动机起动后，若驾驶人没有及时松开点火开关，但由于此时交流发电机电压已升高，中性点电压作用在保护继电器线圈L2上，使K2断开，切断了充电指示灯的电路，充电指示灯熄灭。同时又将L1的电路切断，K1断开，起动机电磁开关释放，切断了蓄电池与起动机之间的电路，使起动机自动停止工作。
(2)发动机正常运转过程中，在交流发电机中性点电压的作用下，K2一直处于断开状态，充电指示灯不亮，表示充电系统正常。即使驾驶人操作失误，将点火开关旋至起动位置，由于L1中无电流，K1始终处于断开状态，所以起动机也不会工作。从而防止了起动机驱动齿轮被打坏的危险，起到了安全保护作用。但是，如果充电系统有故障导致发电机中性点电压过低，则起动复合继电器就起不到安全保护作用了。
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4）带防盗车载计算机控制起动系统
起动继电器由车身电脑或者发动机电脑等控制，电脑会分析各种启动条件是否满足，如果满足，才会给启动继电器供电，否则不给信号。
除此外带防盗的起动控制系统发动机需要跟防盗电脑相互通讯，确认启动钥匙合法后，才可以启动。如果不匹配，起动机可以运转，发动机电脑不给喷油，点火的。发动机电脑除跟防盗通讯核对数据外，还会跟车辆其它模块CAN通讯核对数据，确认无误后，才会起动或者控制喷油点火。目前这种用在一些中高档汽车上面。
引自：【汽车电器设备】06：起动机控制电路 - 知乎
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1、概述
在电子电气领域，单片机使用非常广泛，单片机的复位重启是设计时必须面对的一个问题，要求有些功能在单片机复位重启期间不能有任何异常，否则会影响到驾驶员的安全。比如行驶期间发动机不能突然熄火，夜晚行驶期间前照灯不能突然熄灭等。这些输出状态的保持，都需要有独立于单片机之外的电路来保证，即LIMP Home电路。
常用的LIMP Home电路有几类：一是用触发器锁存器等组成的门电路；二是用带有LIMP Home功能的芯片；三是用串行通信锁存芯片。
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2、门电路
图1是由RS触发器和或门组成的电路，其中RS触发器的S端和R端都由单片机控制。当需要输出高电平时，单片机控制S端为高电平，R端为低电平。反之当需要输出低电平时，单片机控制S端为低电平，R端为高电平。一旦单片机发生复位，所有IO口都恢复成默认状态，比如低电平，RS触发器的输出会自动保持之前的状态，从而达到档位锁存之目的，实现了LIMP Home功能，如表1左边所示。
不同单片机的复位特性有所不同，如果单片机复位时，IO口的初始状态为高电平，则需要选择特性相反的RS触发器，如表1右边所示。
奔腾B90、X80、B70等车型无钥匙起动控制器的供电档位保持功能就是采用的这种电路，保证了车辆行驶期间供电的可靠性。
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3、带有LIMP Home功能的芯片
在汽车控制器领域，越来越多地使用SBC(System Base Chip系统基础芯片)，比如NXP公司的UJA1079，它除了集成电源转换、 CAN收发器、LIN收发器、看门狗等模块之外，还带有一路LIMP输出，见图2。平时UJA1079通过SPI接口与单片机维持通信，LIMP管脚会输出高电平。在单片机复位重启期间，LIMP管脚会输出低电平。
这个低电平经过一个PNP管转换为高电平，再与单片机的输出管脚通过2个二极管所搭建的“或门”共同控制外部输出，只要有其中一个是高电平，则输出信号就有效，如图3所示。
通过解读电路可以发现，这种方式实现的LIMP Home功能有一个缺点，即无论MCU在复位前输出的是什么状态，UJA1079和或门都会使输出处于有效状态，这点在使用的时候需要注意。目前奔腾B90、X80、B70等车型车身控制器的近光灯控制就是采用的这种电路，在夜晚行车期间，保证了近光灯不会异常熄灭。
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4、串行通信锁存芯片
如图4所示，采用串行通信锁存芯片也可以实现LIMP Home功能，比如INFINEON公司的TLE7240系列芯片。单片机通过SPI串行接口向TLE7240芯片发送控制命令，然后TLE7240的8路输出就可以控制外部的继电器、负载等执行动作，同时TLE7240还可以通过SPI串行接口将内部的诊断信息传送给单片机。当单片机复位重启时，无法通过SPI通信控制TLE7240, TLE7240自然就锁存之前的状态，从而实现了LIMP Home功能。
上述LIMP Home电路需要配合单片机软件来共同使用，即当单片机控制某路输出状态发生变化时，软件需要将变化后的状态存储在EEPROM中。一旦单片机发生复位重启，软件需要首先执行一段初始化程序，在此期间由LIMP Home电路来进行输出状态的保持，而初始化完成后，单片机应首先读取EEPROM中的状态量，并将其恢复到输出控制，从而完成软件对LIMP Home电路的接管。奔腾B90、X80、B70等车型发动机控制单元的起动使能继电器的控制就是采用的这种电路。
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5、总结
本文介绍了3种汽车控制器上常用的LIMP Home电路设计方法，第1种需增加一个RS触发器芯片即可，对控制器无其他需求，方案灵活，成本最低；第2种需要控制器内具有SBC芯片；第3种需要采用串行通信锁存芯片，对于成本要求不高，且单片机IO口资源紧张的控制器适合采用此方案。
引自：https://www.cnblogs.com/isAndyWu/p/9577651.html。
表5.1.1 集成IC等级
汽车元件对温度要求高，比如发动机周边：-40℃～150℃；乘客舱：-40℃～85℃。对电子元件就需要相应的标准。AEC是“Automotive Electronics Council (车载电子元件评议会)” 的简称，是由美国大型汽车生产商与大型电子元件生产商组成，旨在将车载用电子元件的可靠性与认定标准进行规格化的行业团体。
要进入汽车领域的元器件供应链，企业要通过ISO/IATF16949体系认证（此规范只适用于汽车整车厂和其直接的零配件制造商），其次是生产制造的元器件还要通过AEC产品认证标准的考核。由于AEC没有审查、认证机制，产品依据AEC的测试规范开展试验并完成后，客户以“自我声明”的方式说明自己的产品已经通过AEC认证，用户可依据报告内容进行抽查或验证。
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2）三种AEC主要区别
AEC-Q100 ：集成电路（IC）
AEC-Q101 ：分立半导体元件（晶体三极管，二极管等）
AEC-Q200 ：无源元件（电容器，电感器等）
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2、选型方法
1）得捷官网选择电子原件
https://www.digikey.cn/，此网站寻找比较方便。
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2）嘉立创官网选择电子原件
https://www.szlcsc.com/，搜索后就找不到AEC-Q了，不知何故。
另外发现在不同的电脑上，相同的关键字竟然有不一样的搜索结果，嘉立创给出是浏览器原因，但换了几个也一样，原因不明。
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3）TI官网选择电子原件
https://www.ti.com.cn/，含有Automotive也是符号车辆上使用。
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3、汽车应用MOS管的高边与低边驱动
汽车应用中驱动负载有两种基本方法：低边、高边驱动，其驱动电路仿真：MOS场效应管控制，另含有笔记本电脑电源隔离电路仿真。低边驱动通常用于与动力总成相关的负载，例如电机、加热器。而高边驱动经常用于燃油泵和车身相关功能，如座椅、照明、雨刷和风扇等。
图5.3.1
低边驱动LSD(Low Side Drive)是通过在用电器或者驱动装置后，通过闭合地线来实现驱动装置使能。低边驱动特点：容易实现(电路也比较简单，一般由MOS管加几个电阻、电容)、适用电路简化和成本控制的情况。
高边驱动HSD(High Side Drive)是指通过直接在用电器或者驱动装置前通过在电源线闭合开关来实现驱动装置的使能。高边驱动器的设计比同等的低边复杂一些，一个原因是它通常使用NMOS作为功率元件。
NMOS是优选的，因为它们可以制造得比P沟道器件更小且更便宜，以获得相同的性能。但NMOS通过将栅极电压升高到漏极电压以上而导通。在汽车应用中，漏极电压通常是系统中的最高电压(即电池电压)，因此需要额外的升压器件将栅极电压提升到足够的水平。
这两者的主要区别还在于它们对故障状况的响应。在汽车中，由于接地的金属板无处不在，因此短地故障比短电源故障更易发生。对于低边驱动级，短地条件意味着打开负载。相反地，对于高边驱动级，短地故障的发生将关闭负载。同理，对于短电源故障：低边驱动器将短路至电源，负载得以保护；而高边的负载将永久开启。
具体选择哪种类型的负载，需要依据系统的要求。在飞机的负载失效类型中，如果负载失效，最安全的方式是让负载继续运行下去；而对于汽车的负载应用，则正好相反。
例如：在发动机管理的控制单元中，很多的控制油泵的开关就是HSD。这是因为在大多数的情况下，当发生短地故障（如图5.3.1负载的上端接地）时关掉油泵。这种设计对于发生车祸或系统失效时非常有利。
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对于高低边的驱动来说，在设计的过程之中又需要考虑哪些方面的参数与设计呢？
1）对于低边的驱动，需要考虑以下的细节
（1）负载的正常电流有多大？最大电流是多少？
（2）负载是否为容性?如是，冲击电流是多少？负载是否为感性？如是，关断时的能量？
（3）负载的控制方式是ON/OFF方式还是PWM?如是PWM，频率和占空比是多少？负载的工作环境温度是多少？极限温度是多少？系统如果Ground open，对负载有何影响？
（4）需要功率IC的封装方式是SMT还是通孔方式？如是SMT，有多大的面积连接到功率IC的散热片？如是通孔方式，采用什么形状的散热器？
（5）负载是否需要诊断？如果需要，需要哪些诊断？过流、过压、过温还是短路等？负载是否有以下的应用(Reverse battery电池极性反转，Load dump抛负载，Over voltage过压，etc)？
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2）对于功率IC中采用高边驱动，需要考虑以下的技术细节
（1）负载正常电流有多大? 最大电流是多少?
（2）负载是否为容性?如果是容性,冲击电流是多少? 负载是否为感性? 如果是感性,关断时的能量?
（3）负载的控制方式是ON/OFF方式还是PWM?如是PWM，频率和占空比是多少？负载的工作环境温度是多少? 极限温度是多少?
（4）需要功率IC的封装方式是SMT还是通孔方式？如是SMT，有多大的面积连接到功率IC的散热片？如是通孔方式，采用什么形状的散热器？
（5）负载是否需要诊断？如果需要，需要哪些诊断？过流、过压、过温还是短路等？负载是否有以下的应用(Reverse battery电池极性反转，Load dump抛负载，Over voltage过压，etc)？
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六、汽车电子电路的EMC
1、无源晶振的处理
图6.1.1 单片机晶振推荐电路
图6.1.2 FS32K142HAT0MLFT单片机
1）并联电阻R23的作用
（1） 配合IC内部电路组成负反馈、移相，使放大器工作在线性区；
（2）限流防止无源晶振被过驱；
（3）并联降低谐振阻抗，使无源晶振易启动；
（4）电阻取值影响波形的脉宽。
2）两端电容C27、C28的作用
无源晶振的匹配电容只有在外部所接电容为匹配电容的情况下，振荡频率才能保证在标称频率附近的误差范围内。
3）串联电阻R22作用
限制振荡幅度，防止无源晶振被过驱，减小EMI。Xout(图6.1.1)晶振输出端也可串联磁珠。
4）无源晶振布线
具体布线：
图6.1.3 晶振布线
图6.1.4 晶振布线
相关EMC案例移步：http://blog.csdn.net/liht_1634/article/details/124940181之四、EMC整改案例之3、一个晶振引发的EMI超标问题。
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七、编程
1、16位单片机在线升级bootloader
1）bootloader程序中，对存放应用程序的flash空间进行擦除和写入新的应用程序以完成升级。比较特别的是，需要将flash操作代码拷贝到ram中执行，这是为什么？bootloader程序所在flash空间设置为被保护状态，不会误擦除，而且运行到哪个函数自然会把函数压栈到RAM里执行吧？为什么还要特地拷贝到RAM里呢？
2）单片机上电初始化后，RAM存储初始化全局变量，这些全局变量是从调试器烧进去的S19文件中获取的吗？每次程序都是从bootloader的main函数开始执行，确定不是升级状态后跳转到应用程序重映射的reset中断向量地址（flash地址）执行。bootloader和应用程序中有些全局变量分配的ram重合了，有什么影响吗？会在跳转后重新初始化RAM吗？
解答如下：
(1) Flash操作的那部分，也就是Flash的读写驱动程序是必须放到RAM中执行，原因是当进行Flash擦写时，Flash中的程序就不可以被执行了，这是硬件的限制。这是Freescale单片机的情况，我不清楚其它单片机会不会有这个限制。
你说的“运行到哪个函数自然会把函数压栈到RAM里执行吧”，不可能把函数压到堆栈里面的，只是在函数调用和函数被中断打断，一些寄存器和一些局部变量等会被压倒堆栈里面。默认情况下，16位freescale单片机在prm中配置的堆栈大小是0x100字节，很多函数都要比它大。评论：程序不可能在堆栈中运行，要运行也只能在RAM中或者NORflash中。
(2)"单片机上电初始化后，RAM存储初始化全局变量，这些全局变量是从调试器烧进去的S19文件中获取的吗？" 这是个很好的问题，全局变量和静态变量的初始化值是保存在Flash中的Const段里的，新建一个工程的时候默认有个startup的汇编程序文件，它负责将const段中的初始值付给这些全部变量。这些事情是发生在你的main函数之前的。
(3)"bootloader和应用程序中有些全局变量分配的ram重合了，有什么影响吗？",没有影响，bootloader和你的应用程序是分时复用RAM的，上电程序就跑到bootloader，如果有合法的应用程序就跑到应用程序，应用程序里面会再次初始化变量的，也就是上面2说到的。
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八、相关标准
1、IATF16949(TS16949)
汽车行业的全球质量管理体系标准
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附录1、汽车灯
1、位置灯
正式称谓示宽灯或示廓灯，作用是指示车辆的轮廓大小，以便前后车在光线昏暗的环境里分辨本车的大小、位置。
附录2、新能源电动汽车的充电