車載香氛系統應用與設計

彭時翔　張小西　胡孫杰　曹德友

中圖分類號：U463.851? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1003-8639（ 2023 ）09-0056-02

作者簡介

彭時翔，男，工程師，從事汽車空調面板類硬件、軟件、測試驗證等工作；張小西，女，工程師，從事汽車空調開關類硬件、軟件、測試驗證等工作；胡孫杰，男，工程師，從事汽車零部件測試設備研發工作。

隨著汽車行業快速發展，汽車已經從單純交通工具往移動家方向發展。當前汽車應用有聲音方面應用、視覺方面應用、觸覺方面應用，只有在極少高端車型對嗅覺方面有應用。

1? 應用場景

1）車載沉浸式4D影院（圖1）：搭載汽車智能座椅、電子懸架、車載音影、車載空調系統、車載4D眼鏡，配合香氛控制器可以根據電影場景，空氣懸架調節傾斜振動、吹風、氣味、座椅傾斜振動達到專業影院級別，模擬沉浸式4D觀影效果。

2）疲勞駕駛提神醒腦：運用中國傳統中醫理論，全車配置提神醒腦香氛瓶，當車輛系統識別到駕駛員處于疲勞狀態，啟動香氛，確保駕駛員精神清醒，保證行車安全。

2? 設計要求

車載香氛控制器主要受空調控制模塊通過LIN或者CAN進行通信控制。安裝在手套箱內部，在整車設計時需要考慮電磁兼容性與DV環境試驗，選用汽車級元件與物料進行設計。軟件要采用AUTOSAR軟件架構進行開發，確保軟件可靠性，要具備OTA升級功能為后續固件升級預留空間。設計時需要考慮維修拆卸方便、香氛盒更換方便、運行噪聲、使用壽命、硬件設計最壞情況分析，確保在車輛規定使用壽命時間內產品不會發生故障。香氛料盒需要采用時尚造型，具備NFC讀取和安全加密，防止第三方仿制擾亂售后市場，造成品牌價值下降。

3? 設計實現

1）香氛料盒（圖2）：蓋子和瓶身采用浸染工藝，提升時尚感，香氛條采用進口陶瓷，保證60%以上鎖香性，在使用過程中體積不會變化、工作溫度范圍-40～1000℃，滿足汽車級工況要求。采用國內一線品牌汽車級磁鐵，退磁溫度需要選用＞150℃。

2）控制器主體（圖3）：控制器運動組件和風道連接處均采用汽車級膠墊保證減振同時兼容氣密性，防止香氛串味和關閉時防止泄漏香氛到座艙內部。同時風道還要采用空氣流體仿真進行仿真設計，防止空氣中的顆粒物在風道內部堆積，從而造成風道堵塞。主體機械結構采用汽車級PC材料，滿足汽車環境試驗要求。通過導風軟管將香氛輸入到汽車空調風道中均勻散發到汽車每個角落。采用表面發黑防銹處理的磁鐵片，保證主體與香氛料盒可靠吸附。

3）線路板硬件設計（圖4）：負責中央控制芯片為國產復旦威FM33LG025A單片機，具備1路CAN（預留）、1路LIN、20路GPIO、2路AD、1路PWM、1路CCP、1路UART通信、1路SPI通信。工作溫度范圍-40～105℃，符合AEC-Q100要求。負責CAN網絡通信芯片為國產川土微CA-IF1042 CAN收發器，支持5Mbit/s，符合ISO 11898-2和AEC-Q100要求。負責電源管理和LIN收發器為國產品牌川土微CA-IF1021S芯片（LD0+LIN），支持20kbit/s，符合17987-4：2016要求。NFC讀卡芯片采用復旦威NFC芯片，同時采用選擇芯片進行一拖三分時檢測，以起到降低成本的作用。電源電壓檢測電路采用電阻分壓形式（低成本分立元件搭建），檢測電壓能達到5.5～19V范圍。鼓風機電路利用三極管開關特性輸出PWM控制并且采集鼓風機轉速，滿足在任何工況下都能達到預計的轉速要求。

4）線路板軟件設計（圖5）：軟件采用第三方軟件公司開發的AUTOSAR基礎軟件工具生成AUTOSAR軟件架構和BSW、RTE相應代碼，根據整車客戶要求編寫APP層內容，實現完整軟件。采用完整AUTOSAR軟件架構能有效提升軟件品質和后期軟件可維護性。

4? 結束語

經過市場和各個主機廠調研，車載香氛將會是各車廠未來車型較為普及的功能。同時考慮當前國際缺芯風波，設計控制器時應確保產品可靠性的前提下使用國產芯片方案去實現功能，確保后期供貨的穩定性，同時也為中國芯片崛起貢獻一份力量。

（編輯? 楊? 景）