結(jié)合美敦力發(fā)布的簡單版本的呼吸機,我們可以看到一個很有意思的情況:
特斯拉把中控屏+娛樂系統(tǒng)的 UI 和 HMI 交互為一個醫(yī)用儀器非??欤野焉蠈拥目刂扑惴ǘ挤旁陧攲由厦孢M行控制
特斯拉的車身電子集成控制器,,提供了各路不同的傳感器調(diào)理電路(采集)和驅(qū)動控制,,加上電池的智能管理,,可以在底層我們比較花時間的 ECU 層面的軟件改動也比較快
結(jié)合各個車企圍繞信息系統(tǒng)開發(fā) OS 也好,把大量的底層功能開始抽象往上做,,未來的汽車電子確實和其他工業(yè)產(chǎn)品有很大的相似性
01 美敦力的 PB560 呼吸機信息
我覺得美敦力是一家具有社會責(zé)任感的公司,,為緩解呼吸機供應(yīng)短缺,將便攜式的 PB560 呼吸機設(shè)計圖紙全部開源,,包括了軟件,、硬件(BOM+PCBA)、和結(jié)構(gòu)圖紙,。如下圖所示,,我們可以理解下這個呼吸機包含哪些東西。呼吸機的基本功能為是輔助病人呼吸,,包括輔助供氧的氣路壓力控制,、整個回路的壓力監(jiān)控、回路的濕度監(jiān)控,,這些是基于醫(yī)學(xué)的一套需求功能,。在實際工作中,由于和人的性命相關(guān),,整個系統(tǒng)頁包含自身的故障診斷功能,,包括供電的高、低壓報警,、病人的窒息報警,、濕度過高 / 過低報警,流速監(jiān)控報警,、供氧基本管路報警,、呼吸機供電系統(tǒng)報警、電池系統(tǒng)故障報警,、通訊報警等,。
圖 1 美敦力的呼吸機基本功能
根據(jù) PB569 里面的幾塊板子,包括 Power Supply Board,、Power Pack2,、BuzzerBoard、CPU Board 和電池板,,整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是比較簡單的,。核心的就是我們之前汽車 ECU 里面,輸入傳感器檢測和輸出閥門和基于 PWM 的氣泵控制,。
圖 2 美敦力呼吸機電子控制原理圖
這個產(chǎn)品的難度,,如下圖所示,,由于這個市場是穩(wěn)定的,需要強管制的產(chǎn)品,。即使是美敦力開源,,從 PCBA 的打樣、找部件,、燒錄軟件,,這個工作需要挺長一段時間才能把產(chǎn)量提高,而且這些元器件設(shè)計選型可能比較老,,在當(dāng)前的條件下,,你想批量的按著現(xiàn)有的材料造出來,還比較困難,。
圖 3 呼吸機的供電整理
02 特斯拉的原型機
特斯拉的工程師團隊是非常靈活和有意思的,,因為呼吸機的原理如視頻所說,其實并不復(fù)雜,,使用車用的 HVAC 系統(tǒng),,轉(zhuǎn)變到呼吸機的要求,需要一些時間,。他們的做法,,就是使用車上的部件,根據(jù)系統(tǒng)原理圖進行重組,,這里分為車用原有部件,、其他部件(主要是檢測傳感器)和醫(yī)療部件,,下面是特斯拉做的總體結(jié)構(gòu)框圖,。如上面所說的,核心的問題是控制氧氣的輸入壓力和整體的流量,、壓力和濕度控制,。
圖 4 特斯拉呼吸機的框圖
特斯拉其實跳過了美敦力用嵌入式系統(tǒng)來控制單個控制器,采用了 Model 3/Y 上的娛樂系統(tǒng)來進行頂層控制(在這個里面,,特斯拉基于 Linux 開發(fā)),,傳感器和驅(qū)動部分,使用車身控制器(包含 VC Front 和 VC Right 兩個,,一個是配電功能+一個控制功能)來控制可變閥門交換信息,,并且根據(jù)自己的系統(tǒng) GUI 開發(fā),快速在 15 寸屏上做系統(tǒng)的交互,,進行調(diào)節(jié)氣壓,、流量、氣量的操作,。 備注:這套原型系統(tǒng)是具備 12V 電池+外部接入的電源
圖 5 特斯拉的呼吸機控制部件
其實我的理解,,這種偏向于集成化的系統(tǒng)架構(gòu),,以后在車上是比較普遍的,大眾 / 奧迪所提倡的 End to End(E2E)的架構(gòu),,開發(fā)的核心還是自己的信息系統(tǒng) OS,,假定在 ID3 上這么魔改,我們也能快速的得到一套基于車載域控制器的系統(tǒng),,理論上這個開發(fā)時間可能比我們在底層 ECU 上面改起來更快一些,,特別是不算特別實時的任務(wù)。
圖 6 奧迪的 E3 電子架構(gòu)
小結(jié):最近和佟老師一直在搜集車載計算平臺的信息,,這個趨勢還是很明顯的,,就是不同車企對于采用這套東西是一致的,但是如何處理和供應(yīng)商之間的關(guān)系,,如何構(gòu)建自身的軟件中心(到底做多少工作)還是存在分歧的,。