Tier1 如何破解ADAS芯片熱宕機

本文來源：智車科技

/導讀/

當前，駕駛輔助功能已經成為幾乎是全新上市車型的標配，如果哪款新車型沒有駕駛輔助/自動駕駛相關的配置，大概率會引起消費市場的疑惑。隨著搭載比例的大幅提升，涉及在全國各個地區、各種天氣條件和特殊情況，駕駛輔助功能開始出現不少之前測試環境下可能沒有遇到過的問題。這其中，最典型的就是熱宕機。

什么是熱宕機？

我們知道，駕駛輔助功能的核心零部件是芯片，芯片提供算力，用以分析布置在車身上的傳感器收集到的各類周邊環境信息，并按照事先預埋在系統里面的算法和邏輯，向執行層發出指令。由于車規級芯片所處的工作環境較為惡劣，且需要在整個車輛的使用壽命期間不發生更換，因此其本身對于設計和制造質量的要求非常高以避免極端情況的發生，但即便要求如此之高，芯片熱宕機的案例依舊不少。

要避免熱宕機，就必須要知道芯片的極限溫度是多少。芯片一般都會有一個工作溫度范圍，當達到工作溫度范圍的上限時，就會發生結溫現象。長時間超過工作溫度范圍上限，會極大地影響芯片的使用壽命。

在一般的駕駛輔助系統上，由于需要達到一定的視野，在車輛的前擋風玻璃上往往會布置智能攝像頭的控制器。因此控制器就會面臨太陽暴曬、空調吹風難以吹到導致無法有效降溫，此類現象在出租車/網約車這樣的場景中出現較多。

智車科技從宏景智駕相關負責人處了解到一個真實場景的案例：2022年夏季，多地出現異常高熱天氣，在廣西中午到下午這段時間被太陽暴曬的氣溫環境下，司機師傅在等待客戶時，為了節約電，將空調風量調小，此時突然出現ADAS芯片無法工作的情況，這種情況是熱宕機的典型案例之一。

隨著自動駕駛技術及行業的發展，未來智能汽車對芯片算力需求將不斷增加，芯片也必然會持續升級，隨之而來的就是芯片功耗的持續攀升，芯片有效散熱的問題將更加突出。

圖 宏景智駕J3感知性能提升

產品和整車設計雙重優化

要解決熱宕機，最好的方法就是進行熱設計。熱設計是一套從產品到整車層面的體系化開發，通常包括仿真和實車測試。產品層面的優化，是對芯片/電路板自身的散熱情況進行優化。通過調整產品的散熱齒高、散熱面積、電路板布局及散熱孔等措施，使得產品達到最優。整車層面的優化，則包括了在擋風玻璃上的后視鏡支架以及美觀罩的優化。通過這些優化，最終的目的就是希望在確保駕駛員視野不受影響的情況下，能夠讓相關零部件創造更好的散熱條件，從而優化芯片的工作環境。

這其中，值得一提的是美觀罩的優化設計。宏景智駕負責人表示，在優化美觀罩設計的問題中，熱對流是一個重要的考量指標。通過優化美觀罩的開孔面積和開孔方向，使開孔方向能夠和熱對流方向匹配起來，便可以通過熱對流效應來直接加速芯片的散熱。通過更為合理的規劃設計，在整車設計的初期，能夠在不改變芯片自身設計的情況下，提升控制器可以承受的溫度上限。

實際項目中的具體操作經驗案例

作為國內較早一批推動駕駛輔助功能商業化量產落地的自動駕駛技術公司，宏景智駕在車輛實際的運營過程中積累了大量的數據和經驗，開發了一套行之有效的駕駛輔助/自動駕駛系統熱設計的方案，可以有效解決芯片熱宕機的問題。智車科技通過和宏景智駕的交談，整理總結成如下幾個方面：

1、為主機廠提供真實數據作為設計參考。同很多國際大牌ADAS供應商不愿意與整車企業聯合開發且只通過自己的測試來提供產品不同，宏景智駕作為一家初創公司深入到整車設計的第一線，深度參與到熱設計的過程中，為整車廠和熱設計相關零部件的布置和設計提供建設性方案，有效的從根源上提升了散熱效率。

2、在仿真測試階段，通過調校參數，實現了升級為J3芯片后更加精準的仿真測試結果。根據宏景智駕多次項目的經驗，基于地平線J2芯片設計的控制器仿真測試與實際道路測試會存在5%-8%的偏差，為了減少這部分仿真偏差，在升級芯片到地平線J3的域控制器時，宏景智駕重點關注仿真參數的調校，并通過與其他傳感器（如攝像頭）數據進行聯合仿真，盡可能來貼近實際情況，提升了仿真測試的準確性。

3、在實車測試中，宏景智駕基于J3芯片的ADAS智能攝像頭方案的熱設計測試條件也更加苛刻。一般情況下，整車廠會用環境艙來模擬整車的高溫實驗，將環境溫度設置為40攝氏度，并利用輻射燈來模擬在太陽下暴曬6個多小時，在測試過程中大部分供應商會在暴曬后開空調才將ADAS功能打開，這就意味著在某些極端條件并沒有測試到。宏景智駕為了有效的避免各類極端情況的出現，在太陽暴曬階段，不僅將環境溫度進行了提升，且通過不開空調打開ADAS全部功能來模擬產品的極限性能。從測試結果來看，在通常的實車測試環境中，宏景智駕基于地平線J3的控制器產品，能夠滿足更為嚴苛的測試條件。

4、軟件層面的預警機制設計。為了幫助司機更完整的了解到車輛的真實情況，宏景智駕基于熱設計在軟件層面預埋了應急手段，即當芯片溫度接近工作上限時，軟件就會進行預警，通過屏幕彈窗或者語音交互等方式明確告知客戶開啟ADAS功能會有一定的風險。在確保整車安全的前提下，宏景智駕的軟件系統會也會對某些ADAS功能進行降級以降低芯片的計算負荷，確保芯片正常使用。

宏景智駕J3一體機方案的具體優勢及參數，請訪問文章《從備胎到主流，看輔助駕駛本土方案實力崛起》。

和其他國內自動駕駛技術公司不同，宏景智駕始終以推進產品商業化落地作為公司的主要戰略。和停留在實驗室或者在數量較少的測試車上搭載不同，在大規模量產的車型上往往會遇到更多的挑戰。像熱設計這些看似沒有軟件代碼重要的領域，一旦出現問題，哪怕算法再高級、再領先，也無從發揮。所以，汽車作為一個大規模量產的行業，工程可靠性本身也是產品性能的重要方面，決計不能成為產品表現的短板。

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