高速數(shù)據(jù)記錄器如何設(shè)計(jì)可以承受賽車熱量

對于一級方程式，他特別指出，對性能的強(qiáng)調(diào)會導(dǎo)致組件和驅(qū)動(dòng)器的嚴(yán)苛條件。例如：

• 最小化冷卻氣流，降低阻力，提高系統(tǒng)工作溫度。
• 道路夾持處理產(chǎn)生高振動(dòng)水平。
• 性能高g
• 具有各種無線電和無線設(shè)備的“實(shí)驗(yàn)性”賽車環(huán)境有利于射頻干擾。
• 最大限度地減少慣性，阻力和發(fā)動(dòng)機(jī)功率損耗會限制重量，汽車上任何設(shè)備的尺寸和功耗分別為150個(gè)傳感器和執(zhí)行器，加上大約10個(gè)ECU，以及連接所有設(shè)備的公共汽車，都在競爭一級方程式賽車的有限資源。

  正是在這種壓力鍋環(huán)境中，新的數(shù)據(jù)記錄器程序是由英飛凌和法拉利于2003年春季啟動(dòng)的。今年6月，第一輛原型車在一輛汽車上，本月推出了首款“可降落”設(shè)備（12月） 2004）。它將于2005年3月開始在法拉利2005賽車上運(yùn)行。

  Pechlaner表示，數(shù)據(jù)記錄器的帶寬大約為10 Mbits/sec，大約是CANbus的十倍。該器件采用英飛凌AUDO-NG系列的兩個(gè)32位MCU，基于該公司的TriCore統(tǒng)一處理器架構(gòu)。這些處理器最初設(shè)計(jì)用于豪華汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)管理。他指出，在艱苦的賽車條件下使用它們的開發(fā)將為下一代公路車提供更好的MCU。

  數(shù)據(jù)記錄器處理，選擇和加密數(shù)據(jù)，以及控制外圍設(shè)備和運(yùn)行內(nèi)部診斷。在其12x12x3厘米鋁合金外殼內(nèi)有三個(gè)PCB：一個(gè)用于電源和高速通信，另一個(gè)用于數(shù)據(jù)處理，第三個(gè)用于高速A/D轉(zhuǎn)換。

  因?yàn)閿?shù)據(jù)Pechlaner表示，記錄儀在其密封外殼內(nèi)產(chǎn)生50-60W的功率，散熱是一項(xiàng)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。熱傳導(dǎo)是冷卻PCB的唯一可行選擇。在這里，英飛凌工程師通過其專利電路板配置向PCB制造商Schweizer Electronic AG（SEAG）尋求答案。

  SEAG PCBs在英飛凌的數(shù)據(jù)記錄儀中，有兩個(gè)210微米厚的銅層（這里只顯示一個(gè)），僅用于將元件散熱。

  PCB有12個(gè)導(dǎo)電信號層和2個(gè)較厚的銅層僅用于導(dǎo)熱和散熱。在它們的邊緣處，板被“壓接”到殼體上，確保熱傳導(dǎo)。反過來，這種情況下還有空氣流過。

  Pechlaner還提到了SEAG設(shè)計(jì)的另一個(gè)優(yōu)勢 - PCB的有效散熱可以使電路板上沒有熱點(diǎn)，因此沒有機(jī)械應(yīng)力來自熱梯度。壓力越低，PCB可靠性越高。他還注意到了電路板的大熱容量，這使它們能夠吸收熱尖峰。

  最后，在展望F1賽車十年結(jié)束時(shí)，Pechlaner表示，取決于電子控制的方式如何該運(yùn)動(dòng)和需要實(shí)時(shí)處理的傳感器數(shù)量可能需要30-50 Mbits/sec范圍內(nèi)的帶寬。 “ECU間通信將是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，可能需要光網(wǎng)絡(luò)，”他總結(jié)道。