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行業(yè)觀察 | 從特斯拉召回事件,看功率元件與OTA的重要性

2022年04月27日來源:艾拉比發(fā)布分享朋友圈
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市場監(jiān)管總局消息,本月,特斯拉汽車(北京)有限公司、特斯拉(上海)有限公司根據(jù)《缺陷汽車產(chǎn)品召回管理條例》和《缺陷汽車產(chǎn)品召回管理條例實施辦法》的要求,向國家市場監(jiān)督管理總局備案召回計劃。自2022年4月7日起召回部分進(jìn)口以及國產(chǎn)Model 3車型,共計12.78萬輛。


斯拉汽車(北京)有限公司、特斯拉(上海)有限公司稱將通過汽車遠(yuǎn)程升級(OTA)技術(shù)為召回范圍內(nèi)的車輛免費升級電機控制軟件;對于無法通過汽車遠(yuǎn)程升級(OTA)技術(shù)實施召回的車輛,將通過服務(wù)中心聯(lián)系相關(guān)用戶,為車輛升級電機控制軟件,以對車輛的后電機逆變器進(jìn)行緊密監(jiān)控,并及時對出現(xiàn)相關(guān)故障的后逆變器免費更換,以消除安全隱患。


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據(jù)了解,本次召回的主要原因是:召回范圍內(nèi)車輛的后電機逆變器功率半導(dǎo)體元件可能存在微小的制造差異,其中部分車輛使用一段時間后元件制造差異可能會導(dǎo)致后逆變器發(fā)生故障,造成逆變器不能正??刂齐娏鳌?/span>

此故障發(fā)生在車輛處于停車狀態(tài)時,會導(dǎo)致車輛無法啟動;發(fā)生在車輛行駛狀態(tài)時,會導(dǎo)致車輛失去行駛動力,極端情況下可能增加車輛發(fā)生碰撞的風(fēng)險,存在安全隱患。


什么是逆變器、功率半導(dǎo)體元件?

逆變器并非汽車特殊元件,逆變器是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉(zhuǎn)變成交流電(一般為220V/50HZ)。通俗的講,逆變器是一種將直流電(DC)轉(zhuǎn)化為交流電(AC)的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。


簡單地說,逆變器就是一種將低壓(12或24伏或48伏)直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?20伏交流電的電子設(shè)備。因為通常是將220伏交流電整流變成直流電來使用,而逆變器的作用與此相反,因此而得名。


新能源汽車差別于傳統(tǒng)車最核心的技術(shù)是“三電”,包括電驅(qū)動,電池,電控。而電驅(qū)又由三部分構(gòu)成:傳動機構(gòu)、電機、逆變器。

新能源汽車能夠跑起來是因為電機帶動了車輪,而電機的電力來源則是電池,但問題在于電池儲存的電力并不能直接驅(qū)動電機,因為動力電池是以直流電存儲,電機使用的是交流電,那么這個時候逆變器就派上用場了。


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Model3逆變器電路板


逆變器接收整車控制器VCU的行駛控制指令后,在驅(qū)動過程中將電池中的直流電轉(zhuǎn)化為電機需要的三相交流電,同時電動汽車逆變器會智能調(diào)節(jié)幅值和頻率,頻率控制電動汽車的速度,幅值控制汽車的動力大小;而在新能源汽車的制動過程中又能起到回收電能的作用,其性能直接關(guān)系到電機的功率輸出表現(xiàn)和新能源汽車的續(xù)航表現(xiàn),是新能源汽車的核心零件之一。


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一般來說,新能源汽車逆變器的架構(gòu)主要分為兩種類型,一種是單獨包裝的盒式逆變器,具有易組裝和模塊化的特點;另一種則是集成逆變器設(shè)計,通常被歸納到傳動系統(tǒng)中去,而特斯拉就主要采用這一類型的逆變器。

值得一提的是,電動汽車逆變器的核心就是功率半導(dǎo)體器件,它主要用于改變電壓和頻率,在逆變器中起到將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的作用,是逆變器實現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵所在。正是因為其關(guān)鍵的作用,所以電動車對其的要求尤為的高。


功率半導(dǎo)體元件的好壞會直接影響逆變器的工作進(jìn)而影響到電機的性能表現(xiàn),所以制作上不能出現(xiàn)任何問題,這一點從特斯拉的公告中提到的召回原因是“微小的制造差異”就能看出,這也是導(dǎo)致本次特斯拉汽車被大量召回的原因。


特斯拉的解決方案是:特斯拉汽車(北京)有限公司、特斯拉(上海)有限公司將通過汽車遠(yuǎn)程升級(OTA)技術(shù)為召回范圍內(nèi)的車輛免費升級電機控制軟件;對于無法通過汽車遠(yuǎn)程升級(OTA)技術(shù)實施召回的車輛,將通過服務(wù)中心聯(lián)系相關(guān)用戶,為車輛升級電機控制軟件,以對車輛的后電機逆變器進(jìn)行緊密監(jiān)控,并及時對出現(xiàn)相關(guān)故障的后逆變器免費更換,以消除安全隱患。


本次特斯拉的召回,雖然是逆變器功率半導(dǎo)體元件存在生產(chǎn)制造問題,但特斯拉方面表示可以通過OTA升級軟件來解決,這在一定意義上也體現(xiàn)出特斯拉在軟件功能上的強大性。


汽車OTA的價值?

OTA全稱“Over-The-Airtechnology”,即空中下載技術(shù),通過移動通信的接口實現(xiàn)對軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程管理,傳統(tǒng)的做法到4S店通過整車OBD對相應(yīng)的ECU進(jìn)行軟件升級。OTA技術(shù)最早出現(xiàn)在日本。我們平時最常見的OTA就是手機的系統(tǒng)升級。


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汽車OTA升級和手機升級一樣,每次升級都可以得到改善、修復(fù)漏洞或者獲得更多的功能、性能提升,又或者是視覺效果的改善,且這種更新是通過聯(lián)網(wǎng)后在線檢測、匹配版本、下載新的代碼到本地進(jìn)而執(zhí)行安裝、校驗等程序。


通過OTA技術(shù),可以遠(yuǎn)程解決大部分問題。比如這次逆變器中功率半導(dǎo)體元件出現(xiàn)的問題,可以通過給控制器遠(yuǎn)程升級來解決,這也就是OTA技術(shù)的優(yōu)勢所在。



為什么支持OTA還要召回?


2020年11月25日,國家市場監(jiān)督管理總局官網(wǎng)發(fā)布進(jìn)一步加強汽車遠(yuǎn)程升級(OTA)技術(shù)召回監(jiān)管的通知(下文簡稱:《通知》)。


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《通知》要求,“即日起所有采用OTA方式對已售車輛開展技術(shù)服務(wù)活動的生產(chǎn)者,都應(yīng)按照《缺陷汽車產(chǎn)品召回管理條例》及《缺陷汽車產(chǎn)品召回管理條例實施辦法》的要求,向市場監(jiān)管總局質(zhì)量發(fā)展局備案?!?/span>


對于2020年1月1日至今已實施的OTA技術(shù)服務(wù)活動,生產(chǎn)者應(yīng)于2020年12月31日前補充備案。

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2021年6月4日,國家市場監(jiān)督管理總局再次發(fā)布補充通知,要求車企在發(fā)布OTA的5個工作日內(nèi),提交OTA的《信息表》和電子版升級包。同時,車企在采取OTA升級前,要把相關(guān)代碼提供給國家備案,這一做法可以避免在消費者不知情的情況下,主機廠私自篡改車輛代碼。


國家監(jiān)管部門正在對傳統(tǒng)的召回模式進(jìn)行不斷優(yōu)化和升級,而未來對于軟件方面的技術(shù)監(jiān)管也會越來越嚴(yán)格和規(guī)范。


可見,“召回”和“OTA”是兩個維度,前者是行政命令,后者是解決辦法和途徑。隨著智能汽車的大量出現(xiàn)與普及,大部分的車輛問題已經(jīng)可以通過后臺的遠(yuǎn)程診斷和OTA給予解決。


“雖然我們鼓勵企業(yè)用OTA的方式實施召回,但不能用OTA的方式逃避召回,或者替代召回。OTA只是召回的一種技術(shù)服務(wù)方式,不等同于召回,更不能代替召回。且不管企業(yè)是以O(shè)TA作為召回措施還是技術(shù)服務(wù)活動,都要履行備案的義務(wù)?!眹沂袌霰O(jiān)管總局缺陷產(chǎn)品管理中心汽車部主任肖凌云表示。


參考來源:澎湃新聞、EEWorld 電子工程世界


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