传统汽车保险丝盒与智能保险丝盒Efuse的应用
一、传统汽车保险丝盒
1、概述
电气盒是用于提供车辆电源分配和回路保护的电气枢纽。电气盒能简化线束的安装和整车的装配过程，改善系统的整体质量水平，降低成本和减少散乱。
一般传统电气盒分为PFB（预保险丝盒），UEC（发动机舱电气盒，欧洲也称为EJB），IEC（仪表舱电气盒，欧洲也称为PJB），REC（后电气盒，使用比较少，为适应现在电子功能比较多，或者考虑车身后部用线比较长而增加的盒子）。
2、应用电气盒的好处
①减少了传统的合点数量，减少了回路数
②减少了线对线连接器的使用，一个电气盒可以匹配来自不同线束的连接器
③减少了合点（Splice）等线束的手工生产过程，减少了人工，也有利于提高质量
电气盒有利于减少合点数和电路数
电气盒有利于减少连接器数量
3、电气盒的发展过程：五代电气盒
五代电气盒发展过程：硬线式->冲压片式->绕线式（被市场逐渐淘汰）->PCB式（特斯拉E-Fuse的前身，某福为特斯拉设计的第一代电气盒，后特斯拉自主设计E-Fuse）->智能型（如使用Mosfet、Efuse、Eswitch等智能盒子E-Fuse）
二、智能保险丝盒Efuse的应用
1、概述
基于博世对电子电器架构的分级，在后期的域融合方面，会跟特斯拉一样，将整车上的执行器，按照就近原则，对车上的ECU进行极大的改革，一方面极大的节省线束，实现成本的下降，另一方面线束的减少对于车辆的减重有很大的帮助（偶然有一次了解到一个B级车的白车身，没记错的话也就两三百公斤，而整车上的线束总重量，也差不多是这么重），同样有利于提高电动车的续航。
2、E-Fuse的应用场景
E-Fuse的应用场景是怎么样的呢？说到这个就得从电气的架构开始说起。
针对很早很早以前博世的一张对电子电气分类的这张图，从分布式，到域集中式，到现在的中央集中式——第三阶段，也就是现在目前各种解决方案中推广的比较多的。包括大众的MEB平台的E3架构，宝马iNEXT车型的三域架构方案，华为的CC架构，伟世通的三域EEA方案，这都是目前比较主流的架构。
三域控主要就是包含以下三个域，分别是：车控域控制器（VDC，VehicleDomain Controller）、智能驾驶域控制器（ADC，ADASAD Domain Controller）、智能座舱域控制器（CDC，Cockpit Domain Controller）。
1）大众的MEB平台
对于大众MEB平台，其三域控的方案中包含：车辆控制服务器ICAS1、智能驾驶服务器ICAS2和信息娱乐服务器ICAS3。大众的中央域控制器集成了Switch的功能，这个Switch就有点像充当网络管理的角色，在目前的电子电气网络拓扑中，唤醒一个节点可以通过硬线或者网络管理报文，如果通过Switch，在所有策略都集中到域控中来执行的时候，通过Switch可以让子节点在需要它的时候再让它唤醒。另外一个方面，子节点的电源直接从中央域控过来，能够省掉之前绕去前舱的继电器盒再回来这么一圈的线束长度，能够极大的缩减线束的成本。
2）华为的CC架构
华为在上海车展上火了一把，火的是极狐汽车，但是我不知道极狐是什么电子电气架构。但目前华为也是三域控，包括VDC、CDC、MDC三个中央域，下面带四个区域控制器。四个区域控制器按照就近原则接入整车的控制节点，这种方式的中央域控与其他的三域控方案都类似，就是把整车控制，智能座舱，智能驾驶分开控制。
而其四个区域控制器则作为执行节点，为就近的节点进行控制，或者电源管理。
3）伟世通的三域方案
伟世通的三域控方案与华为的类似，也是分为整车控制、智能座舱、智能驾驶这三个，但是对于华为的高度集成4区域控制器方案，伟世通做了一些区别，二是有7个区域控制。
3、E-Fuse的应用案例
除了大众的MEB平台将所有的节点都交给中央域的控制来执行之外，其余的域控方案目前还暂时没有这么的激进，而是仍然将附件的控制独立出来，交给了区域控制器来执行，并且通过区域控制器来对子节点进行电源的管理。也就是通过E-Fuse来实现电源的供给与切断。不同的附件以及执行器按照就近原则放在不同的zone控制器下面来进行控制，通过zone控制器来对下一级的ECU电源进行管理，这就是E-Fuse的使用环境了。
下图就是一个比较典型的区域控制器的拓扑框图，其主要功能包括网关，因此能看到集成了大量的通讯节点，包括CAN、LIN、以太网。最重要的是通过E-Fuse来实现对子节点的电源管理。
E-Fuse与一般的高边驱动非常类似，通过对12V电源的控制，来输出12V给到下一级的用电器。以东芝的一款产品为例，它较为典型的一种应用电路如下图所示：
其相对应的管脚定义如下表所示，这些都是从datasheet里面搬运过来的。
ILIM这个管脚是类似于定制E-Fuse的最大电流，在TCKE812NA这款E-Fuse中，通过一个下拉电阻来限定通过fuse的最大电流，计算公式如下，在参考电路里面，最大电流的选择需要根据线束来选择，假设选择AWG24的线束，那最大电流就是0.9A左右，根据要求计算出相当的电阻值。
1）发生过流故障时（还没有达到短路的情况下）
当在实际应用的时候，如果附件发现过流（非短路情况），E-fuse会立即检测到过流，此时最大输出电流就限制在E-fuse设定的最大值，并且降低输出电压，待芯片达到热保护的温度时，E-fuse关断输出。
如上图所示，是发生过流故障时重复开启的一种类型，达到热保护温度的时候，会关断输出，当温度下降后，又重复开启，直到过流故障消失。还有另外一种是发生过流故障后立刻关断输出，直到使能管脚重新置位才会重新输出。
2）发生短路故障时
如果在很短的时间内通过E-fuse的电流超过1.6倍的电流极限值（ILIM），那么芯片会判断为短路故障，短路保护功能立即开始起作用。会迅速将输出关断。
3）电压钳位功能
对于传统的fuse，当蓄电池发生较大的浪涌脉冲时，会无损的通过fuse传递到ECU的电源输入口上，而对于东芝的这款E-fuse，它还有一个钳位功能，对于5V输出的E-fuse，最大钳位电压为6.04V，而对于12输出的型号，最大钳位电压为15V，基本上能够满足ECU的全部电压工况。
