Русский
Русский
English
Авторизация
Ip-адрес
Восстановление пароля
Регистрация
Статистика
Реклама

Автомобильные гаджеты

Мото AGM аккумулятор ввод в эксплуатацию

08.06.2021 12:19:01 | Автор: admin

Привет, Хабр! Сегодня мы введём в эксплуатацию сухозаряженный мотоциклетный AGM аккумулятор. Данное руководство можно использовать и для обычных сухозаряженных кальциевых АКБ с жидким электролитом.

Заодно обсудим, чем отличаются разные типы свинцовых аккумуляторов, и как это сказывается на их применении. Как всегда, будут видео и показания приборов.

Такие маленькие аккумуляторы используются в мотоциклах, скутерах, квадроциклах, гидроциклах, снегоходах, мотокультиваторах, мини-тракторах и даже опрыскивателях.



Основным отличием мотоциклетного AGM аккумулятора от привычных резервных (для источников бесперебойного питания, ИБП) и тяговых является назначение, соответственно которому нормируются ключевые параметры. У аккумуляторов, предназначенных для разных целей и условий применения, эти параметры разные.
Напряжения в этой статье будут приводиться для наиболее распространённых 12-вольтовых аккумуляторных батарей, к которым относится и подопытная.
Для стартерного или маломощного резервного аккумулятора титульной является полезная ёмкость 20- часового, иногда 10-часового разряда до 10.5 или 10.8 вольт под нагрузкой. Пример GS-12-12 L: 12 вольт, 12 ампер*часов.



Для тягового (глубокого цикла) в качестве основного параметра нормируется ёмкость 2-часового разряда (6-DZM-12: 6 банок, то есть, 12В, 12 А*ч), для мощного резервного мощность 15-минутного разряда (HR-W 12-34: 12В, 34 ватта на банку). Вот и ответ на вопрос, почему тяговая или премиум ИБП батарея того же напряжения, той же титульной ёмкости имеет массу, цену и иногда размер заметно выше, чем у бюджетной линейки для ИБП.



При глубоких разрядах химического источника большими для него током и мощностью вступает в силу закон Пейкерта, согласно которому, полезная отдаваемая ёмкость окажется ниже, чем при более низких токах.
Причины такого феномена поляризация и загромождение пор активных масс продуктами реакции, в случае свинцового аккумулятора кристаллами сульфата свинца. Выход из положения заложить больше активных масс, что, наряду с более стойкой конструкцией тоководов, пластин и предотвращающими их разрушению сепараторами, пригодится и для повышения следующих характеристик.



Вторым и третьим важнейшими параметрами являются количество циклов заряд-разряд и срок службы при постоянном буферном подзаряде до снижения ёмкости на 20-40 процентов. Дополнительно в информационном листке (даташите) к аккумуляторной батарее производители обычно предоставляют таблицы и графики ёмкости при разных токах и мощности разряда до разных напряжений с учётом температуры.



В отличие от тяговых и резервных, стартерный аккумулятор после ёмкости имеет второй, самый ключевой параметр пусковой ток, нормируемый как ток холодной прокрутки по тому или иному стандарту измерений. Именно он определяет способность запустить двигатель стартером, что является наипервейшей задачей автомобильной или мотоциклетной АКБ.
Потому основное свойство стартерной аккумуляторной батареи кратковременно выдавать весьма значительный ток,а затем оперативно восполнять затраченный заряд от генератора.

Стартерный аккумулятор современного транспортного средства, в котором много потребителей электроэнергии, в том числе, таких мощных, как нагревательные приборы и лебёдки, которое часто эксплуатируется в городском режиме коротких поездок, кроме достойной ёмкости, должен обладать и третьим важным свойством способностью выдерживать циклирование и длительное пребывание в состоянии частичной заряженности PSoC, partial state of charge. Именно поэтому под капот всё чаще ставят AGM или EFB (SFB и др.) стартерные батареи, имеющие некоторые черты тяговых.

В AGM absorbent glass mat жидкий электролит не плещется свободно, а пропитывает сепараторы из стекловолокна стекломаты. Подобные стекломаты, наряду с конвертами, защищающими пластины, могут быть в конструкции EFB, где электролит свободно плещется. Также эти батареи премиум-сегмента снабжены усиленными решётками и утолщёнными активными массами по сравнению с обычными стартерными и дешёвыми резервными. Всё это повышает надёжность и стойкость, но чаще всего затрудняет диффузию ионов и перемешивание электролита, потому при эксплуатации продвинутых АКБ следует учитывать их особенности.



Итак, перед нами новый AGM аккумулятор Siltech DC MF 1205 12 В 5 А*ч. В комплекте паспорт с инструкцией на русском языке, сам аккумулятор, винты с гайками для клемм, удобная батарея капсул с дозированным электролитом и клапанные пробки на заливные горловины, конструктивно объединённые с верхней крышкой.



Вскрывать ёмкости с электролитом не следует, плёнки на горлышках капсул пробиваются иглами заливных горловин при установке ёмкости на аккумулятор. Но мы всё же проткнём одну из плёнок, чтобы измерить плотность рефрактометром. (Не повторяйте это!)



Плотность чуть выше 1.31. В очередной раз убеждаемся, что в AGM заливают электролит повышенной плотности.



Формовка сухозаряженных аккумуляторов производится на заводе, далее пластины сушат, и уже из сухих формованных пластин собирают аккумулятор. Срываем наклейку, предохраняющую от кислорода, влаги и пыли, видим заливные горловины с иглами.



Перед заливкой электролита подключим к клеммам АКБ вольтметр с регистратором, чтобы посмотреть, как произойдёт активация химического источника тока. Исходная температура аккумулятора 24.3 градуса Цельсия.



Аккуратно переворачиваем ёмкость-дозатор, устанавливаем её сверху батареи и утапливаем вниз, прокалывая плёнки на горлышках. Это пришлось делать двумя руками. потребовалось прилагать усилие равномерно с левой и правой стороны.



Ещё не весь электролит поступил в банки аккумулятора, а его температура уже поднялась почти на 2 градуса, до 26.2.



Убедились, что весь электролит вытек, снимаем ёмкость-дозатор. Температура 31 градус.



Активация идёт полным ходом, с выделением теплоты. Реакция экзотермическая.
Так как электролит поступал в банки неравномерно, рост напряжения при активации также неравномерный. За минуту напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) поднялось с 10.72 до 12.55 вольт, затем две минуты росло до 12.7 и продолжает расти.



Прошло полчаса, на клеммах 12.78 В. Температура снижается, активацию можно считать завершённой.



Мотоциклетные аккумуляторы маркируются в японском индустриальном стандарте JIS. Нашу АКБ производитель маркировал собственным кодом DC MF 1205, но в JIS такой типоразмер обозначается UT5L-BS. Именно этот пункт выбираем в меню тестера.



Внутреннее сопротивление 18.18 мОм, ток холодной прокрутки 165 А, НРЦ 12.72 В. Батарея исправна.



Тестер показывает, что АКБ полностью заряжена, но инструкция предписывает, что перед установкой аккумулятора на транспортное средство после активации его обязательно необходимо зарядить, в противном случае батарея теряет до 20% ёмкости.



Инструкция рекомендует заряжать током 1/10 ёмкости, (в нашем случае 500 мА), и остановить заряд при достижении напряжения 16 вольт. Рекомендуется полная зарядка на стационарном зарядном устройстве не реже, чем один раз в 3 месяца.



В лаборатории автоэлектрики Вектор мы предпочитаем при заряде постоянным током перед высоковольтным дозарядом произвести этап основного заряда током 10% ёмкости до напряжения от 14.1 до 14.8 вольт, в зависимости от типа аккумулятора, (обычно 14.4-14.7), дождаться снижения тока при этом напряжении, и заряжать далее при повышенном напряжении более низким током, обычно 2% от ёмкости.



Однако одноэтапный профиль из инструкции Siltech предписывает не держать АКБ при 16 вольтах, а сразу отключать заряд по достижении этого напряжения. Так как это стартерная AGM, этот профиль можно считать годным для безопасного заряда, но в таком случае важно не прозевать момент достижения 16 вольт и немедленно отключить ток.



Заряжать можно как стабилизированным источником тока и напряжения в виде зарядного устройства (ЗУ) или блока питания, так и ЗУ с автонастройкой параметров заряда с микропроцессорным управлением в реальном времени. Таких продвинутых автоматов сегодня существует много, например, зарубежные СТЕК, Optimate, NOCO и отечественные изделия от предприятий ЛБ-Электро, Автоэлектрика, Балсат. Мы воспользуемся прибором Бережок-V на базе ЗУ Вымпел-30 производства Орион СПБ.



При запуске заряда автомат подал на нашу 5 А*ч АКБ ток, выросший примерно за секунду от рекомендованных в инструкции 0.5 до 5 ампер, то есть, 1C, 100% ёмкости, казалось бы, десятикратное превышение. Что это, глюк, сбой, ошибка или недоработка алгоритма?



На самом деле, никакого превышения нет. По Вудбриджу, ток начала заряда постоянным напряжением как раз составляет 100% ёмкости. И такое начало первого этапа далеко не редкость из мира сверхбыстрых методов заряда и полезных моделей, их реализующих. Наоборот, это происходит повседневно под капотом авто. Генератор автомобиля часто выдаёт 60 ампер, а то и больше, 60 А*ч аккумуляторной батарее. Но это не значит, что так можно зарядить аккумулятор за час, или что этот ток можно держать вплоть до 16 вольт. Как только напряжение на клеммах достигает уставки регулятора напряжения, зарядный ток снижается.

Не всегда состояние аккумуляторной батареи позволяет принимать такой высокий ток после запуска двигателя стартером, часто мешает прогрессирующий разбаланс из-за недозаряда и сульфатации. И увы, никогда полный выравнивающий восстановительный заряд не может осуществиться при напряжениях бортовой сети автомобиля, (если не говорить о гипотетических сложных микропроцессорных системах, где в бортсети есть контроллер заряда, датчик батарейного тока, и так далее). Потому не реже,чем раз в 3 месяца, аккумулятору необходим стационарный заряд. Стационарный то есть, не от штатного генератора, а от специализированного зарядного устройства или источника питания, адекватно управляемого вручную или автоматом.



5 ампер было при 13.5 вольтах, а по прошествии 5 минут при 14.1 В всего 4 ампера. Далее напряжения будут расти, а максимальные токи снижаться, это общее правило почти всех методов и профилей заряда. Исключение составляют специальные режимы для эффективного перемешивания электролита, когда подаются значительные токи при перенапряжениях в течение нормированного времени, а также режимы буферного и периодического подзаряда в хранении. Параметры этапа зависят также от температуры аккумулятора, которая может меняться в ту или иную сторону по внутренним и внешним причинам несколько раз на протяжении заряда.



На утро следующего дня ЗУ в режиме хранения, заряд завершён. На клеммах 13 вольт.



Тестер показывает 16.38 мОм, 184 А, 12.88 В. Параметры батареи улучшились в сравнении с теми, что были до заряда: 18.18 мОм, 165 А, НРЦ 12.72 В.



Электронную нагрузку настроим на ток 20-часового разряда по ГОСТ до 10.5 вольт. Для 5 А*ч АКБ этот ток равен 250 мА.



Аккумулятор отдал 5.461 А*ч. Прекрасный результат.



На разряженной АКБ тестер показывает 129.87 мОм, ТХП 24 А, здоровье 16%, НРЦ 11.03 В, и предписывает зарядить и повторно проверить.



Степень заряженности 0%, потому и внутреннее сопротивление высоко, здоровье и токоотдача низкие. Будем заряжать.



Прошли 2 часа после заряда, можно закрыть крышку и использовать аккумулятор по назначению. Он введён в эксплуатацию.



Показания тестера после разряда 15.27 мОм, 196 А, 12.92 В. Благодаря контрольно-тренировочному циклу (КТЦ), они ещё более улучшились с предыдущих 16.38 мОм, 184 А, 12.88 В. Здоровье АКБ 100%.

По итогам измерений, и пусковой ток, и ёмкость данного аккумулятора соответствуют заявленным, производитель не обманывает, эту сухозаряженную АКБ можно рекомендовать к приобретению.

Итак, после заливки сухозаряженного свинцово-кислотного аккумулятора его действительно необходимо зарядить, чтобы не получить потерю ёмкости и токоотдачи, что мы увидели из показаний приборов в данном эксперименте.

Статья составлена в сотрудничестве с аккумуляторщиком Виктором VECTOR.


Подробнее..
Категории: Блог компании ruvds.com , Научно-популярное , Транспорт , Энергия и элементы питания , Аккумуляторы , Автомобильные гаджеты , Ruvds_статьи , Заряд , Аккумуляторные батареи , Agm-аккумуляторы , Свинцово-кислотные аккумуляторы , Автомобильный аккумулятор , Зарядные устройства , Зарядное устройство для автомобиля

Перемешивается ли электролит в аккумуляторе при движении автомобиля?

17.06.2021 12:20:28 | Автор: admin

Привет, Хабр! Серная кислота почти вдвое тяжелее воды, и её водные растворы, в том числе аккумуляторный электролит, склонны к расслоению: тяжёлая кислота вытесняет лёгкую воду вверх и опускается вниз. Как это влияет на работу аккумуляторной батареи, и насколько эффективно перемешивает электролит тряска при движении транспортного средства? Проведём эксперимент с видео и показаниями приборов.

Перед началом опыта, вспомним известные факты о расслоении электролита:

Основная токообразующая реакция в свинцовом аккумуляторе, двойная сульфатация по Гладстону-Трайбу, требует для заряда воды, которая расходуется из электролита с выделением кислоты, а при разряде наоборот, расходуется кислота и выделяется вода.

Обязательными условиями заряда участка активной массы являются наличие в этом участке воды, а также электрический потенциал не ниже необходимого для преодоления термодинамической электродвижущей силы ЭДС на этом участке. ЭДС тем выше, чем выше концентрация кислоты.

Следовательно, повышенная концентрация электролита в нижней части банок и глубине намазок пластин АКБ аккумуляторной батареи ведёт к тому, что для преодоления термодинамической ЭДС требуется более высокое напряжение на клеммах. При недостаточном напряжении заряд участка активной массы (АМ) с повышенной концентрацией кислоты не произойдёт никогда. Также препятствует заряду и недостаток воды в данном участке АМ.

И заряд, и разряд активных масс ведут к расслоению электролита, так как выделяющаяся при заряде кислота стремится вниз, а образующаяся при разряде вода вверх. Таким образом, если не предпринять специальных мер, при любой глубине циклирования или просто саморазряде АКБ расслоение электролита прогрессирует.

Современные типы АКБ характеризуются плотными сепараторами, препятствующими оплыванию активных масс и короткому замыканию. Они повышают надёжность, виброустойчивость и срок службы АКБ, но и препятствуют перемешиванию электролита, усугубляя тенденцию к расслоению.

Чем более прогрессирует расслоение электролита, тем большая доля активных масс при штатном зарядном напряжении не заряжается, то есть, остаётся в виде сульфата свинца, склонного переходить в труднорастворимую форму. Это явление называется сульфатацией. Не следует путать с двойной сульфатацией п. 1 нормальной токообразующей реакцией. Сульфаты имеют меньшую плотность, чем заряженные АМ губчатый свинец отрицательных пластин и оксид свинца положительных, потому сульфатированные намазки увеличиваются в объеме, что ведёт к разрушению конструкции аккумулятора и коротким замыканиям. П. 5 этому препятствует, но при отсутствии периодического выравнивающего заряда АКБ с расслоением и сульфатацией теряет ёмкость, токоотдачу и концентрацию кислоты в верхних слоях электролита.

Электролит с низкой концентрацией кислоты замерзает при более высокой (менее минусовой) температуре, потому расслоение электролита ведёт к выходу аккумулятора из строя в зимнее время.


По просторам Всемирной Паутины с давних времён гуляет множество мифов о губительности кипячения, заряда с перенапряжением и выделением водорода и кислорода, пузырьки которых перемешивают электролит, для автомобильных АКБ. Многие руководствуются этими мифами при заряде АКБ и выборе для этого зарядных устройств ЗУ.

Отчасти поэтому, во многих моделях ЗУ производители ограничивают напряжение на уровне, не допускающем кипения электролита, в других моделях предоставляют пользователю выбор максимальных напряжений заряда путём ступенчатого переключения или плавной регулировки, даже если ЗУ представляет собой не просто источник питания со стабилизацией тока и напряжения (СС/CV), а имеет алгоритмы автоматического управления напряжением и током согласно табличным значениям профиля или на основании измерения характеристик АКБ.

Водород, аэрозоль серной кислоты и сероводород, могущие выделяться при заряде аккумулятора, действительно опасны, потому заряжать следует в проветриваемом помещении, адекватно управлять током, напряжением и временем заряда, изучить и соблюдать технику безопасности.

В сегодняшнем эксперименте посмотрим, насколько перемешают электролит пара современных отечественных ЗУ, и насколько это требуется от ЗУ вообще, применительно к стартерной аккумуляторной батарее. Ведь она монтируется на автомобиле (мотоцикле, снегоходе, катере...), а тот испытывает ускорения и вибрации при движении. Некоторые авторы считают, что поездки перемешают электролит, потому в функции зарядного устройства это не входит. Давайте попробуем, и узнаем.


Подопытным будет аккумулятор АКОМ +EFB 6СТ-60VL. Со времени предыдущего стационарного обслуживания он использовался на автомобиле 4 месяца. График работы владельца автомобиля сутки через трое, каждая поездка занимала 20 минут. Стартер и сигнализация за трое суток простоя в каждом таком цикле расходовали примерно 3 ампер*часа.

Начнём с измерения параметров текущего состояния. И как всегда, в первую очередь вымоем корпус и зачистим клеммы.


Напряжение разомкнутой цепи НРЦ, оно же ЭДС без нагрузки, по показаниям трёх приборов 12.48, 12.50, 12.52 В.


Плотность электролита по банкам колеблется от 1.22 до 1.23. В крайних банках плотность ниже, в средних выше. Это тенденция, обычная для свинцовых батарей.


Итак, наблюдаем расхождение: НРЦ соответствует уровню заряженности выше 80%, плотность электролита при котором должна быть 1.24, а по плотности уровень заряженности получается 75%, НРЦ должно быть 12.4 В. Причиной такого несоответствия как раз является расслоение электролита за 4 месяца эксплуатации под капотом. Повышенная концентрация кислоты в нижней части банок создаёт завышенное НРЦ. АКБ в таком состоянии необходим стационарный заряд.


Напряжение под нагрузочной вилкой не падает ниже 10 вольт, аккумулятор способен крутить стартер. Но если почитать инструкцию от производителя, то там чётко и ясно написано: если плотность ниже 1.25, аккумулятор требуется зарядить до плотности 1.28. Также в инструкции сказано,что можно оценить степень заряда по напряжению, и рекомендуется производить стационарный заряд при НРЦ ниже 12.5, но если имеется доступ к электролиту, то лучше проверить его плотность.


Приступаем к заряду зарядным устройством BL1204 на программе 2.


Заряд длился 9 часов. Плотность по банкам составила от 1.23 до 1.24.


По графику напряжения на клеммах, видно, что ЗУ производит основной заряд с подачами и паузами разной продолжительности, а затем три этапа непрерывного дозаряда, после чего последовали тест АКБ и буферный режим 13.65 В. Однако для кальциевой АКБ до 14.8 вольт происходит лишь основной заряд, потому продолжим заряд на программе 4.


Время заряда составило 1 час 16 минут плюс 20 часов в режиме буферного хранения. Плотность поднялась ещё на одну сотую и составила от 1.24 до 1.25. Сделаем ещё один проход на 4-й программе.


Время заряда снова 1 час 16 минут. Плотность поднялась всего на 0.005. Перезапустим программу 4 в третий раз.


Третий проход длился те же 1 час 16 минут. Плотность снова поднялась на 0.005. Отключаем ЗУ от АКБ. После отстоя продолжительностью 18 часов 20 минут НРЦ 13.20 В. При плотности 1.25 это говорит об очень сильном расслоении электролита. Запустим программу 4 ещё раз.


Заряд длился на этот раз около 50 минут. Плотность электролита не поднялась. Попробуем воспользоваться другим ЗУ.


Возьмём Бережок-V, установим 15.9 В то же максимальное напряжение, что у BL1204.


Ток изменяется от -0.2 до 4.5 ампер. Отрицательное значение тока не ошибка токовых клещей, а разрядные импульсы в асимметричном (реверсивном) заряде.


Заряд длился 4 часа, за которые ЗУ сделало две длительные паузы, и затем перешло в режим хранения не поддержание буферного напряжения, как BL1204, а периодический подзаряд.
В пиках напряжение достигает тех же 15.9.


Плотность в 5 банках составила 1.26 или чуть выше, и в одной 1.255. Оставим АКБ на ночь дозаряжаться в режиме хранения.


По прошествии 15 часов, импульсы тока доходят до 5 А, снижаясь менее чем за секунду до 1 А.
Для отбора проб электролита из глубины банок воспользуемся удлинённой пипеткой, гибкий наконечник которой может пройти сбоку от пластин. Короткой пипеткой произведём отбор, как обычно, из верхнего слоя.


Плотность верхнего слоя составила 1.26, нижнего почти 1.31. Это весьма значительное расслоение, обуславливающее высокое напряжение разомкнутой цепи при недозаряженных и сульфатирующихся нижних частях пластин. Ни одно из применённых ЗУ при заряде нашего аккумулятора до 15.9В с расслоением не справилось.


Устранят ли поездки такое расслоение? Для непосредственной проверки установим АКБ под капот, для чего пришлось удлинить провод массы.


Для лучшего перемешивания прибавим напряжение бортовой сети с 14.3 до 14.8 В, так как это позволяет сделать трёхуровневый регулятор напряжения.


Приборная панель Gamma GF-618 позволяет регистрировать данные поездок, что тоже очень пригодится в нашем эксперименте.


Пробег за трое суток в городском режиме составил 143.7 километра. Большое количество разгонов и торможений должно способствовать перемешиванию электролита.


Израсходовано 12.8 литров бензина.


После таких поездок плотность на глубине составила 1.29.


Плотность сверху 1.27. Предписываемого инструкцией значения 1.28 так и не достигли. Расслоение до сих пор присутствует. Покатаемся ещё трое суток, на этот раз, не только по городу, но и по трассе.


Итого за 6 суток автомобиль двигался восемь с половиной часов.


Общий пробег за это время 377.8 км.


Бензина затрачено 28.8 литра.


Плотность электролита наверху и внизу, наконец, уравнялась, и составила чуть ниже 1.27.


Итак, чтобы устранить расслоение в Ca/Ca EFB аккумуляторе после нескольких перезапусков стационарного заряда до 15.9 вольт, понадобилось почти 378 километров пробега и 29 литров бензина при напряжении бортсети 14.8 В. Сделаем выводы:
Q: Перемешивается ли электролит в современном кальциевом аккумуляторе с высокой плотностью сепараторов и упаковки пластин при движении транспортного средства?
Да, действительно перемешивается.
Q: Насколько такое перемешивание эффективно?
Мягко говоря, не очень.При более низком напряжении бортовой сети и более коротких поездках расслоение электролита продолжило бы прогрессировать
Q: Остались ли после всех стараний в испытуемом аккумуляторе недозаряд и сульфатация?
Да, остались. Чтобы считать данную АКБ заряженной, мы должны получить плотность верхних слоёв не менее 1.28.
Q: Проявляют ли EFB аккумуляторы, вместе со склонностью к расслоению электролита, заявленную стойкость к длительному недозаряду (PSoC, partial state of charge, состояние частичной заряженности) и циклированию с глубокими разрядами?
Да, как показывают другие наши исследования, которые продлжаются, уже выложено несколько видео, и готовятся следующие видео и статьи.
Q: Тем не менее, будут ли ёмкость, токоотдача и устойчивость к замерзанию электролита деградировать если не предпринимать периодических регламентных процедур по полному стационарному заряду?
Будут, у любого свинцово-кислотного аккумулятора, потому что препятствует замерзанию концентрация кислоты в растворе, полезная ёмкость обеспечивается количеством заряженных (десульфатированных) активных масс, а способность отдавать ток полезной нагрузке и оперативно восполнять затраченную энергию от генератора автомобиля или иного зарядного устройства действующей площадью активных масс. На ёмкость и токоотдачу влияет доступность воды для заряда и кислоты для разряда, т.е. расслоение электролита напрямую вредит этим ключевым для химического источника тока параметрам.
Теперь давайте всё-таки продолжим заряд данной аккумуляторной батареи. На этот раз начнёт Бережок-V, при том же напряжении окончания заряда 15.9 В.


Заряд продолжался около 4 часов, плюс 4 часа в хранении.


Плотность поднялась с чуть ниже 1.27 до 1.275. Передаём эстафетную палочку BL1204.


Заряд длился около часа, и далее 14 часов в режиме хранения.


Плотность осталась 1.275.


Установим на Бережке-V ограничение напряжения 16.7 вольт и запустим заряд.


По прошествии 4 часов ЗУ автоматически перешло в режим хранения. Плотность и над пластинами, и на глубине чуть выше 1.28. Электролит перемешан, расслоение устранено.


Адекватный стационарный заряд не только перемешивает электролит эффективнее, чем ускорения и вибрации при движении транспортного средства, но и позволяет более полно зарядить аккумуляторную батарею, устранить сульфатацию, поднять эксплуатационные характеристики.


Спустя сутки, имеем следующие показания тестера:
Здоровье 100%, внутреннее сопротивление 4.81 мОм, ток холодной прокрутки 574 из 560 А по стандарту EN. НРЦ 12.80 В соответствует плотности 1.28. Расслоения нет, АКБ в полном порядке, можно ставить под капот.

Статья составлена в сотрудничестве с аккумуляторщиком Виктором VECTOR, осуществившим описанные опыты.


Подробнее..
Категории: Блог компании ruvds.com , Научно-популярное , Транспорт , Энергия и элементы питания , Аккумуляторы , Автомобильные гаджеты , Ruvds_статьи , Заряд , Аккумуляторные батареи , Efb-аккумуляторы , Свинцово-кислотные аккумуляторы , Автомобильный аккумулятор , Зарядные устройства , Зарядное устройство для автомобиля , Сульфатация , Электролит , Аккумулятор выкипел , Десульфатация , Восстановление аккумуляторов , Расслоение электролита , Аком

Чем кальциевые аккумуляторы отличаются от гибридных?

21.06.2021 16:11:25 | Автор: admin
Они отличаются тем, что у гибридных (Ca+, Ca/Sb) свинцовый сплав положительных решёток легирован сурьмой, а отрицательных кальцием, тогда как у кальциевых (Ca/Ca) те и другие кальцием. В результате, выделение газов происходит при разных напряжениях заряда, и токи окончания заряда при этих напряжениях тоже разные.

Однако, современные автомобильные аккумуляторы отличаются не только составом металлов, но и плотностью установки пластин в банках, а также сепараторами между пластинами, которые влияют на распределение ионов носителей заряда в электролите, а значит, и потенциалы, и токи при том или ином напряжении на клеммах. Потому случаются казусы, когда кальций ведёт себя как гибрид или гибрид как кальций.


Обманывают ли нас производители, или мы не всегда учитываем влияния конструкции на электрохимические процессы? Проведём серию испытаний пары аккумуляторных батарей (АКБ), изображённых на фото.

В сегодняшнем эксперименте участвует батарея 6СТ-64L Тюмень PREMIUM СаСа 64 А*ч. Кальциевая технология освоена Тюменским аккумуляторным заводом (с лосем на логотипе) в 2019 году.


Аккумулятор полностью разряжен, плотность электролита 1.07 граммов на кубический сантиметр. Ареометр утонул ниже шкалы. (Выводим тюменского лося на чистую воду, шутка для тех, кто знает: электролит полностью разряженного свинцово-кислотного аккумулятора вода, потому что вся кислота в намазках, в виде сульфатов свинца).


Тестер показывает уровень заряженности (state of charge, SoC) 0%, внутреннее сопротивление 9.77 мОм, ток холодной прокрутки (ТХП) 283 из 620 А по стандарту EN, напряжение разомкнутой цепи (НРЦ, оно же электродвижущая сила ЭДС без нагрузки) 11.53 В, и предписывает зарядить аккумулятор.


Заряжать будем зарядным устройством (ЗУ) Кулон-720. Настроим следующие параметры заряда: предзаряд до 12 В 2 А, основной заряд 14.7 В 6.4 А 24 часа, хранение 13.2 В 0.5 А.


Дозаряд у Кулона-912 реализован качелями, так принято называть управление двухпороговым компаратором или компаратором с гистерезисом по напряжению. Когда напряжение на клеммах достигает верхней планки, ЗУ отключает зарядный ток. Когда поляризация релаксирует, напряжение на клеммах снижается, и при касании нижней планки ЗУ возобновляет подачу тока. Продолжаются эти циклы до превышения максимального времени. Установим пороги 15.6 и 14.7 В, ток 3.2 А, продолжительность 16 часов.


Прерывистый дозаряд качелями или моргалкой служит затем, чтобы минимизировать потерю воды на электролиз, и при этом по возможности полнее зарядить АКБ и перемешать электролит. Исторически этот способ сложился применительно к зарядным устройствам (источникам питания), у которых было невозможно оперативно регулировать зарядный ток, и вместо снижения силы тока, его прерывали по таймеру с помощью реле указателей поворота, либо по напряжению с помощью компаратора. Чтобы компаратор не возобновлял заряд моментально после его отключения, а делал паузу, понадобился гистерезис.

Некоторые энтузиасты считают электролиз воды при заряде аккумулятора вообще недопустимым, и устанавливают низкий верхний порог качелей. Дозаряд с такими настройками затягивается надолго, и часто не устраняет расслоения электролита и сульфатации глубинных слоёв намазок. Поверхность пластин при этом может выглядеть идеально: коричневая у положительных и серебристая у отрицательных, но при изгибе материала активных масс (АМ) он хрустит, выдавая присутствие сульфатов в глубине. Разумеется, для проверки пластин на хруст АКБ следует вскрыть и разобрать, потому эти факты не общеизвестные.
Крайне не рекомендуем разбирать любые химические источники тока без адекватной всесторонней подготовки: техники безопасности, оборудованного рабочего места (не на кухне и не в жилом помещении), средств индивидуальной защиты, знания дела и навыков работы, а прежде всего, понимания, зачем это делается. Компоненты химических накопителей энергии по своей природе токсичные, едкие, а часто ещё и пожаровзрывоопасные.
Другие энтузиасты пошли дальше и стали регулировать интегральный ток с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ, PWM) более высокой частоты, чем доли герца единицы герц, реализовав подачи зарядного тока одной и той же амплитуды пачками импульсов ШИМ. В любом случае, для эффективного заряда свинцово-кислотного аккумулятора, необходимо обеспечить присутствие воды в зоне реакции, т.е. перемешивать электролит, так как при заряде АМ затрачивается вода и выделяется кислота, и потенциал заряжаемого участка АМ должен быть достаточным для преодоления термодинамической ЭДС и осуществления реакции Гладстона-Трайба.


Пошёл предзаряд.


Вскоре ЗУ перешло к этапу основного заряда.


За три с половиной часа залито 22.4 А*ч, напряжение на клеммах 13.3 В. Оставим ЗУ работать на ночь.


На следующий день время заряда составило 19 часов 42 минуты, аккумулятору сообщено 75.3 А*ч. Напряжение дозаряда доходит до установленных 15.6, ток при этом напряжении снизился до 1.2 А.


Алгоритм ЗУ не просто включает и отключает ток, а продолжает заряд некоторое время при максимальном напряжении, отключает, после падения включает сначала заряд постоянным напряжением по нижней уставке, затем по верхней, с ограничением тока не выше установленного.


Плотность электролита уже чуть выше 1.25.


С момента начала заряда прошло 23 часа, залито 77.4 А*ч. Ток при 15.6 В снизился до 1 А.
АКБ продолжает заряжаться, плотность электролита поднялась чуть выше 1.26.


Заряд продолжался 26 с четвертью часов, батарее передано 79.2 А*ч. Ток при 15.6 В не снижается.


Плотность 1.27.


29 с половиной часов от начала заряда, залито 80.9 А*ч. Ток при 15.6 В снизился до 0.9 А. Оставим ещё на ночь.


На утро аккумулятору сообщено 82.6 ампер*часа, ЗУ в режиме хранения. С начала заряда прошло 45 с половиной часов.


Плотность во всех банках 1.28. Нам удалось зарядить эту АКБ после глубокого разряда за один подход.

Однако возникают сомнения в том, что эта АКБ полностью кальциевая. При заряде она повела себя как гибридная. Ca/Ca аккумулятору 16 часов дозаряда, а именно такое максимальное значение можно установить на Кулоне-720, и его мы как раз установили, бывает недостаточно. Приходится перезапускать заряд.
Разряжать будем электронной нагрузкой ZKE EBD-A20H, по ГОСТ током 5% номинальной ёмкости 3.2 А до касания под нагрузкой 10.5 В.


Прибор подключается к ПК по USB и позволяет строить графики напряжения и тока. После начала разряда стабилизированным током напряжение растёт вследствие зависимости сопротивления электролита от концентрации кислоты, затем вскоре начинает плавно снижаться по мере разряда аккумулятора.


Через 8 часов разряда напряжение на клеммах 12.22 В. Слито 26.78 А*ч, 332.45 Вт*ч.


Через 20 с половиной часов разряд продолжается, на клеммах 11.07 В, АКБ отдала 66.86 А*ч, что уже превышает паспортную ёмкость. Как видно из графика, в конце разряда напряжение снижается быстрее, модуль первой производной выше.


На последней минуте график резко пошёл вниз.


Разряд завершён, напряжение после снятия нагрузки начало расти. Время разряда составило 20 часов 44 минуты, отданная ёмкость 67.39 А*ч.


Через 3 минуты после снятия нагрузки напряжение на клеммах выросло до 11.42 В. Подождём ещё час.


Прошёл час с момента завершения разряда, НРЦ 11.63 В.


Плотность электролита ниже 1.10. Ставим на заряд.


Заряд продолжается 26 часов 19 минут, залито 79.2 А*ч. Ток при 15.6 В 1 А.


Плотность уже 1.27. Аккумулятор заряжается очень легко при дозаряде качелями с максимальным напряжением 15.6. Так обычно ведут себя гибридные Ca/Sb, а не кальциевые Ca/Ca аккумуляторы.

Смотрим интенсивность газовыделения в качелях до 15.6. Это также признак гибридной АКБ. В силу более низкого напряжения начала газовыделения, расход воды при эксплуатации у этой АКБ выше, чем у других современных Ca/Ca. Это следует обязательно помнить, не забывать проверять уровень электролита, и своевременно доливать дистиллированную воду.

GIF 7952.5 Кбайт

А так кипит при дозаряде с перенапряжениям вторая участница тестов оригинальная запасная часть LADA 6СТ-62VL производства жигулёвского завода АКОМ, типичная полностью кальциевая Ca/Ca батарея. Для такого газовыделения понадобилось 16.2 вольта при постоянном токе 2% ёмкости, то есть, 1.2 ампера, безо всякого прерывания качелями.

GIF 7597.95 Кбайт

Тесты АКБ Лада объёмны и заслуживают как минимум отдельной статьи, потому здесь приведём только их конечные результаты, нужные для сравнения двух испытуемых образцов.



Показания тестера у Тюмени: здоровье 100%, ТХП 687 из 620 А по EN, внутреннее сопротивление 4.02 мОм, НРЦ 12.96 В. У Лады: EN 722 из 600 A, 3.82 мОм.


Просадка под нагрузочной вилкой 200 А до 10.64 В.


Для сравнения, Лада проседает до 10.90.


Масса тюменского аккумулятора 16.4 кг.


Сведём данные тестирования двух аккумуляторных батарей в одну таблицу:
Фактическая удельная ёмкость на килограмм массы батареи у АКБ Лада на 11.57% выше, чем у Тюмень Премиум, удельный ток холодной прокрутки на 13.69%. Оба этих параметра зависят не от кальция и сурьмы в свинцовом сплаве, а от собственно массы активных масс и их рабочей площади, а также конструкции решёток и тоководов. Получается, действующих активных масс у тюменского аккумулятора меньше, а несуще-токоведущих конструкций больше. Это признаки классической докальциевой технологии, по которой часто производились гибридные Ca/Sb батареи.

Итак, по итогам испытаний двух АКБ типичной современной Ca/Ca Лада производства АКОМ (завод, использующей технологию Exide), и тюменской Premium с маркировкой Ca/Ca и лосем на логотипе, можно сделать следующие выводы:

  1. Оба аккумулятора проявили прекрасные характеристики: ёмкость по ГОСТ и пусковой ток по цифровому тестеру и нагрузочной вилке выше паспортных, однако Лада показывает заметно лучшие параметры, чем Тюмень Premium.
  2. Жигулёвская АКБ АКОМ при заряде ведёт себя как полагается Ca/Ca, тогда как тюменская заряжается как гибридная: рано начинается газовыделение, электролит перемешивается без затруднений, выравнивающий заряд проходит легко и быстро.
  3. Тюменская Премиум изготовлена по более старой технологии, чем жигулёвская Лада. Именно поэтому, несмотря на современный кальциевый сплав и отрицательных, и положительных решёток, тюменская АКБ имеет меньшую плотность упаковки пластин и проявляет свойства, характерные для гибридной, а не Ca/Ca АКБ.

Так мы раскрыли секрет странных аккумуляторных батарей: электрохимические процессы в своей кинетике зависят не только от химии, но и от физики, в частности, геометрии электродов и сепараторов между ними.

В модерновых Ca/Ca батареях кальциевый сплав и компактная конструкция с плотными сепараторами действуют синергично, усугубляя как снижение потери воды, что очень хорошо, так и затруднение перемешивания электролита и дозаряда, и это не то, чтобы плохо, но необходимо учитывать при выборе профиля заряда.

В традиционных батареях, даже если изготовить все решётки по технологии Ca/Ca, внутренняя конструкция более массивная и просторная, заряжать и перемешивать электролит легче и быстрее, но и воды выкипает больше. Это одна из причин, приведших разработчиков свинцовых аккумуляторов к модерновым конструкциям. Экономия свинца, с соответствующим экологическим аспектом, и при этом повышение долговечности, стойкости к вибрации, предотвращение оплывания активных масс и короткого замыкания, другие цели, которые также преследуют модерновые конструкции АКБ.

Следует ли трактовать результаты опытов так, что тюменский аккумуляторный завод лось вводит покупателей в заблуждение, и АКБ Тюмень Премиум плохая АКБ? Категорически нет. Для автомобилей с низким бортовым напряжением Тюмень Премиум прекрасный выбор.

Тюмень Премиум хорошая АКБ, достойно проявившая себя на испытаниях. Она не гибридная, а действительно кальциевая, в плане современного материала решёток пластин. Но конструкция батареи не модерновая плотно упакованная, а традиционная, вследствие чего, при изготовлении затрачивается больше свинца, и газовыделение наступает при меньшем напряжении. И именно поэтому АКБ маркирована не VL, как Лада, что означает очень низкий расход воды, а L низкий расход. Всё честно.

Это необходимо учитывать при эксплуатации: тюменская Ca/Ca под капотом автомобиля теряет воду не как типичная Ca/Ca, а как гибридная Ca+. Нужно своевременно проверять уровень электролита и доливать дистиллированную воду, и пробки для этого завод-изготовитель предусмотрел.

Напоследок сравним Тюмень Премиум с антикварной аккумуляторной батареей 6СТ-60ЭМ из статьи про капсулу времени:
Почти три десятилетия прожиты недаром, и сегодняшний технологический уровень Тюменского аккумуляторного завода позволяет производить батареи с удельной эффективностью по ёмкости на треть, а по пусковому току на две трети более высокой, чем старые сурьмянистые батареи. Потому слова классическая и модерновая применительно к конструкции АКБ не следует понимать превратно. Современные аккумуляторы разных отечественных производителей и марок показывают достойные характеристики и имеют свои области для успешного применения.

Статья написана в сотрудничестве с автором экспериментов и видео Аккумуляторщиком Виктором VECTOR.


Подробнее..
Категории: Блог компании ruvds.com , Научно-популярное , Транспорт , Энергия и элементы питания , Аккумуляторы , Ruvds-статьи , Автомобильные гаджеты , Тюмень , Заряд , Аккумуляторные батареи , Свинцово-кислотные аккумуляторы , Автомобильный аккумулятор , Зарядные устройства , Зарядное устройство для автомобиля , Аккумулятор выкипел , Десульфатация , Восстановление аккумуляторов , Тюменский аккумулятор

Хакаем CAN шину авто. Мобильное приложения вместо панели приборов

28.02.2021 04:04:14 | Автор: admin
Мобильное приложение VAG Virtual CockpitМобильное приложение VAG Virtual Cockpit

Я продолжаю изучать CAN шину авто. В предыдущих статьях я голосом открывал окна в машине и собирал виртуальную панель приборов на RPi. Теперь я разрабатываю мобильное приложение VAG Virtual Cockpit, которое должно полностью заменить приборную панель любой модели VW/Audi/Skoda/Seat. Работает оно так: телефон подключается к ELM327 адаптеру по Wi-Fi или Bluetooth и отправляет диагностические запросы в CAN шину, в ответ получает информацию о датчиках.

По ходу разработки мобильного приложения пришлось узнать, что разные электронные блоки управления (двигателя, трансмиссии, приборной панели и др.) подключенные к CAN шине могут использовать разные протоколы для диагностики, а именно UDS и KWP2000 в обертке из VW Transport Protocol 2.0.

Программный сниффер VCDS

Программный сниффер VCDS: CAN-SnifferПрограммный сниффер VCDS: CAN-Sniffer

Чтобы узнать по какому протоколу общаются электронные блоки я использовал специальную версию VCDS с программным сниффером в комплекте. В этот раз никаких железных снифферов на Arduino или RPi не пришлось изобретать. С помощью CAN-Sniffer можно подсмотреть общение между VCDS и автомобилем, чтобы затем телефон мог прикинуться диагностической утилитой и отправлять те же самые запросы.

Я собрал некоторую статистику по использованию диагностических протоколов на разных моделях автомобилей:

  • VW/Skoda/Seat (2006-2012) - приборная панель UDS. Двигатель и трансмиссия VW TP 2.0

  • Audi (2006-2012) - приборная панель VW TP 2.0. Двигатель UDS. Трансмиссия VW TP 2.0

  • VW/Skoda/Seat/Audi (2012-2021) - везде UDS

Протокол UDS

Unified Diagnostic Services (UDS) - это диагностический протокол, используемый в электронных блоках управления (ЭБУ) автомобильной электроники. Протокол описан в стандарте ISO 14229-1 и является производным от стандарта ISO 14230-3 (KWP2000) и ныне устаревшего стандарта ISO 15765-3 (Diagnostic Communication over Controller Area Network (DoCAN)). Более подробно в википедии.

Диагностические данные от двигателя по протоколу UDS (Skoda Octavia A7)Диагностические данные от двигателя по протоколу UDS (Skoda Octavia A7)

В моей машине (Skoda Octavia A5) приборка использует UDS протокол, это дало мне легкий старт разработки, т.к. данные были в простом формате Single Frame SF(фрейм, вся информация которого умещается в один CAN пакет) и большинство значений легко поддавались расшифровке. Volkswagen не дает документацию на формат значений, поэтому формулу расшифровки для каждого датчика приходилось подбирать методом логического мышления. Про UDS протокол очень хорошо и с подробным разбором фреймов написано на canhacker.ru.

Разбор UDS пакета в формате Single FrameРазбор UDS пакета в формате Single Frame

Пример запроса и ответа температуры моторного масла:

7E0 0x03 0x22 0x11 0xBD 0x55 0x55 0x55 0x557E8 0x05 0x62 0x11 0xBD 0x0B 0x74 0x55 0x55

Запрос температуры моторного масла:

  • 7E0 - Адрес назначения (ЭБУ двигателя)

  • Байт 0 (0x03) - Размер данных (3 байта)

  • Байт 1 (0x22) - SID идентификатор сервиса (запрос текущих параметров)

  • Байт 2, 3 (0x11 0xBD) - PID идентификатор параметра (температура моторного масла)

  • Байт 4, 5, 6, 7 (0x55) - Заполнитель до 8 байт

Ответ температуры моторного масла:

  • 7E8 - Адрес источника (Диагностический прибор)

  • Байт 0 (0x05) - Размер данных (5 байт)

  • Байт 1 (0x62) - Положительный ответ, такой SID существует. 0x22 + 0x40 = 0x62. (0x7F) - отрицательный ответ

  • Байт 2, 3 (0x11 0xBD) - PID идентификатор параметра (температура моторного масла)

  • Байт 4, 5 (0x0B 0x74) - значение температуры моторного масла (20.1 C формулу пока что не смог подобрать)

  • Байт 6, 7 (0x55) - Заполнитель до 8 байт

Первая версия мобильного приложения VAG Virtual Cockpit умела подключаться только к приборной панели по UDS.

VAG Virtual Cockpit - экран с данными от приборной панели по протоколу UDSVAG Virtual Cockpit - экран с данными от приборной панели по протоколу UDS

VW Transport Protocol 2.0

Volkswagen Transport Protocol 2.0 используется в качестве транспортного уровня, а данные передаются в формате KWP2000. Keyword Protocol 2000 - это протокол для бортовой диагностики автомобиля стандартизированный как ISO 14230. Прикладной уровень описан в стандарте ISO 14230-3. Более подробно в википедии.

Т.к. KWP2000 использует сообщения переменной длины, а CAN шина позволяет передавать сообщения не больше 8 байт, то VW TP 2.0 разбивает длинное сообщение KWP2000 на части при отправке по CAN шине и собирает заново при получении.

Диагностические данные от двигателя по протоколу KWP2000 (Skoda Octavia A5)Диагностические данные от двигателя по протоколу KWP2000 (Skoda Octavia A5)

ЭБУ двигателя моей машины использует протокол VW TP 2.0, поэтому мне пришлось изучить его. Видимо Volkswagen разрабатывала транспортный протокол не только для работы по надежной CAN шине, но и для менее надежных линий связи, иначе нет объяснения для чего требуется такая избыточная проверка целостности данных. Главным источником информации по VW TP 2.0 является сайт https://jazdw.net/tp20.

Разбор протокола VW TP 2.0 на примере подключения к первой группе двигателя:

200 01 C0 00 10 00 03 01

Настраиваем канал с двигателем. Байт 0: 0x01 - двигатель, 0x02 - трансмиссия. Байт 5,4: 0x300 - адрес источника

201 00 D0 00 03 40 07 01

Получили положительный ответ. Байт 5,4: 0x740 - к двигателю обращаемся по этому адресу

740 A0 0F 8A FF 32 FF

Настраиваем ЭБУ на отправку сразу 16 пакетов и выставляем временные параметры

300 A1 0F 8A FF 4A FF

Получили положительный ответ

740 10 00 02 10 89

Отправляем команду KWP2000 startDiagnosticSession. Байт 0: 0x10 = 0b0001 - последняя строка данных + 0x0 счетчик отправляемых пакетов 0 (0x0 - 0xF)

300 B1

Получили первый ACK

300 10 00 02 50 89

Получили положительный ответ. Байт 0: 0x10 - cчетчик принимаемых пакетов 0

740 B1

Мы отправили первый ACK, что получили ответ

740 11 00 02 21 01

Делаем запрос. Байт 0: 0x11 - счетчик отправляемых пакетов 1. Байт 3: 0x21 - запрос параметров. Байт 4: 0x01 - из группы 1

300 B2

Получили второй ACK

300 22 00 1A 61 01 01 C8 13

Байт 0: 0x22 - 0b0010 (не последняя строка данных) + 0x02 (cчетчик принимаемых пакетов 2). Байт 1,2: 0x00 0x1A длина 26 байт. Байт 3,4: 0x61 0x01 - положительный ответ на команду запроса параметров 0x21+0x40=0x61 из 0x1 группы. Байт 5: 0х01 - Запрос RPM (соответсвует протоколу KW1281). Байт 6,7: (0xC8 * 0x13)/5 = 760 RPM (формула соответствует протоколу KW1281)

300 23 05 0A 99 14 32 86 10

Байт 1: 0x05 - запрос ОЖ. Байт 2,3: (0x0A * 0x99)/26 = 57.0 C. Байт 4: 0x14 = запрос лямбда контроль %. Байт 5,6: 0x32*0x86; Байт 7: 0х10 - двоичная настройка

300 24 FF BE 25 00 00 25 00

0x25 0x00 x00 - Заполнитель, до 8 параметров

300 15 00 25 00 00 25 00 00

Байт 0: 0x15 - 0b0001 (последняя строка данных) + 0x5 (счетчик принимаемых пакетов 5)

740 B5

Отправляем ACK. Прибывляем к нашему предыдущему ACK количество полученных пакетов 0xB1 + 0x4 = 0xB5

300 A3

Запрос KeepAlive, что мы еще на связи

740 A1 0F 8A FF 4A FF

Ответ KeepAlive

740 A8

Мы разрываем связь

300 A8

ЭБУ в ответ тоже разрывает связь

Во второй версии мобильного приложения VAG Virtual Cockpit появилась возможность диагностировать двигатель и трансмиссию по протоколу VW TP 2.0.

VAG Virtual Cockpit - экран с данными от двигателя по протоколу VW TP 2.0VAG Virtual Cockpit - экран с данными от двигателя по протоколу VW TP 2.0

Диагностический адаптер ELM327

Для меня некоторое время было вопросом, как получить данные из CAN шины и передать на телефон. Можно было бы разработать собственный шлюз с Wi-Fi или Bluetooth, как это делают производители сигнализаций, например Starline. Но изучив документацию на популярный автомобильный сканер ELM327 понял, что его можно настроить с помощью AT команд на доступ к CAN шине.

Копия диагностического сканера ELM327Копия диагностического сканера ELM327Не все ELM327 одинаково полезны

Оригинальный ELM327 от компании elmelectronics стоит порядка 50$, в России я таких не встречал в продаже. У нас продаются только китайские копии/подделки, разного качества и цены 10-30$. Бывают полноценные копии, которые поддерживают все протоколы, а бывают и те которые умеют отвечать только на несколько команд, остальные игнорируют, такие адаптеры не имеют доступ к CAN шине. Я например пользуюсь копией Viecar BLE 4.0, который поддерживает 100% всех функций оригинала.

Для работы с протоколом UDS через ELM327 нужно указать адреса назначения, источника и разрешить длинные 8 байтные сообщения, по умолчанию пропускается максимум 7 байт.

Последовательность ELM327 AT команд для работы с UDS по CAN шине:

ATZ // сброс настроекAT E0 // отключаем эхоAT L0 // отключаем перенос строкиAT SP 6 // Задаем протокол ISO 15765-4 CAN (11 bit ID, 500 kbaud)AT ST 10 // Таймаут 10 * 4 мс, иначе EBU шлет повторные ответы каждые 100 мс, а мы не отвечаем, потому что ожидаем конца, а нам нужен только первый ответAT CA F0AT AL // Allow Long (>7 byte) messagesAT SH 7E0 // задаем ID, к кому обращаемся (двигатель)AT CRA 7E8 // CAN Receive Address. Можно задать несколько 7XeAT FC SH 7E0AT FC SD 30 00 00AT FC SM 1 // Режим Flow Control 1 должен быть определен после FC SH и FC SD, иначе в ответ придет "?"03 22 F4 0С 55 55 55 55 // UDS запрос оборотов двигателя

Для работы с протоколом KWP2000 через ELM327 нужно только указать адреса назначения и источника.

Последовательность ELM327 AT команд для работы с VW TP 2.0 по CAN шине:

ATZ // сброс настроекAT E0 // отключаем эхоAT L0 // отключаем перенос строкиAT SP 6 // Задаем протокол ISO 15765-4 CAN (11 bit ID, 500 kbaud)AT PB C0 01AT SP B // Задаем протокол USER1 CAN (11* bit ID, 125* kbaud)AT ST 10 // Таймаут 10 * 4 мс, иначе EBU шлет повторные ответы каждые 100 мс, а мы не отвечаем, потому что ожидаем конца, а нам нужен только первый ответAT SH 200 // Обращаемся к 200 IDAT CRA 201 // Ждем ответа от 201 Блок управления двигателем, 202 - Transmission, 203 - ABS, 207 -  Приборная панель01 C0 00 10 00 03 01 // Initiate channel setup with ECU module - 01, request it use CAN ID 0x300; Transmission 02; ABS 03AT SH 740 // адрес блока 740 получен в ответе на предыдущую командуAT CRA 300 // Ждем ответа от 300 IDA0 0F 8A FF 32 FF // Tell ECU module to send 16 packets at a time, and set timing parameters10 00 02 10 89 // Send KWP2000 startDiagnosticSession request 0x10 with 0x89 as a parameter.B1 // ACK11 00 02 1A 9B // Запрос названия блока KWP2000

Мобильное приложение VAG Virtual Cockpit

Для разработки мобильного приложения подключаемого к автомобилю требовалось:

  • Сниффером собрать трафик от диагностической утилиты VCDS

  • Изучить работу протоколов UDS, VW TP 2.0, KWP2000

  • Настроить диагностический сканер ELM327 на работу с UDS и VW TP 2.0

  • Изучить новый для меня язык программирования Swift

Мобильное приложение VAG Virtual Cockpit для iOSМобильное приложение VAG Virtual Cockpit для iOS

В итоге получилось приложение, которое сочетает в себе функции отображения точных данных панели приборов и диагностика основных параметров двигателя и трансмиссии.

Пару слов про точность данных. Штатная панель приборов не точно показывает скорость - завышает показания на 5-10 км/ч, стрелка охлаждающей жидкости всегда на 90 C, хотя реальная температура может быть 80 - 110 C, стрелка уровня топлива до середины идет медленно, хотя топлива уже меньше половины и при нуле на самом деле топливо еще есть в баке. Производитель это делает для удобства и безопасности водителя.

На данный момент приложение показывает следующие параметры:

Приборная панель

Двигатель

Трансмиссия (температура)

1) Какая дверь открыта
2) Скорость
3) Обороты
4) Температура масла
5) Температура ОЖ
6) Топливо в баке в л.
7) Запас хода в км.
8) Средний расход
9) Время в машине
10) Пробег
11) Температура за бортом

1) Обороты
2) Массовый расход воздуха
3) Температура забора воздуха
4) Температура выхлопа (рассчитанная)
5) Критический уровень масла
6) Уровень масла
7) Наддув турбины (реальный)
8) Наддув турбины (ожидаемый)
9) Пропуски зажигания в цилиндрах
10) Углы откатов зажигания в цилиндрах

1) ATF AISIN (G93)
2) DSG6 (G93)
3) Блок управления DSG6 (G510)
4) Масло диска сцепления DSG6 (G509)
5) Мехатроник DSG7 (G510)
6) Процессор DSG7
7) Диск сцепления DSG7

Я стремлюсь чтобы приложение поддерживало как можно больше моделей автомобилей. Пока что поддерживаются производители: Volkswagen, Skoda, Seat, Audi. На разных комплектациях могут отображаться не все параметры, но это поправимо.

Сейчас я провожу тестирование версии 3.0. Приложение доступно только на iOS, после релиза 3.0 перейду к разработке версии для Android.

Если интересно потестировать и есть желание принять участие в проекте, то установить приложение можно по ссылке https://testflight.apple.com/join/Yx9vcPxQ. Также я веду бортжурнал на drive2.ru, где делюсь полезной информацией и новостями о VAG Virtual Cockpit.

Подробнее..
Категории: Diy или сделай сам , Инженерные системы , Разработка под ios , Гаджеты , Canbus , Автомобильные гаджеты , Uds , Kwp2000 , Kw1281 , Панель приборов , Virtual cockpit , Volkswagen , Audi , Skoda , Seat

Как править мозги Mercedes, если играться с программируемыми калькуляторами уже надоело

10.03.2021 16:14:14 | Автор: admin


Всем доброго времени суток! Многие из нас, айтишников, являются обладателями того или иного автомобиля ведь работа в айтишке это слава, богатство и любовь женщин. В своей статье я хотел бы рассказать и показать, как технологии помогают в решении проблем с нашими тачками. Если вы пока джун и серфите с мобилки в метро, то осторожно, очень много скриншотов и фоток.



Так сложилось, что я являюсь поклонником автомобилей Mercedes, 10 лет езжу на них и столько же занимаюсь их диагностикой и ремонтом. Сейчас уже можно спуститься в комментарии и написать едкий пассаж. Если вы, конечно же, не обладатель BMW.


Однако шутки в сторону, друзья. Дальше будет информативно и без подколов ну, почти. Поэтому если вы уже успели настроиться на их сплошной поток пардоньте, несколько вас разочарую.


Близкое знакомство с начинкой моего железного коня случилось у меня весьма рандомно. Когда у меня появился первый старенький Мерседес, мне никто не мог помочь с его ремонтом по электронике. А если нет помощи со стороны, тогда что? Правильно, было решено заниматься всем самому.


Пару лет назад я приобрел дилерский сканер Star Diagnosis Part D3, и тут жизнь заиграла новыми красками. Началось познание блоков управления, такой себе курс молодого бойца по кодированию и программированию, которому вас не научат в Skillbox. Подопытным стал мой W220 S320. Здесь, пожалуй, полезно будет добавить, что несмотря на не самый свежий год выпуска 1999, внутри спрятано около 40 блоков управления и ~ 700 датчиков. Немцы.


В этом посте я сделаю обзор своего оборудования, софта и покажу пример практического использования всего этого добра. Пристегивайтесь, поехали!


Дилерский диагностический комплекс MB Star Diagnosis (D3, C4)


Практический каждый владелец Мерседеса знает, что такое старуха, и мечтает иметь в своем городе хорошего мастера, который профессионально управляется с ним на любом кузове. У дилеров данное оборудование, понятное дело, есть, но старыми машинами они уже не занимаются от слова совсем, а знания гаражных мастеров посредственные, цены на диагностику и устранение неисправности космос.


Решающий аргумент в пользу этого комплекса поддержка online SCN-кодирования. Всем остальным в 2020 году Mercedes по доброте души заблокировал online, а offline на новых машинах не работает.


Итак, мой диагностический набор N1: Star Diagnosis Part D3 original.



Этот прибор поддерживает максимальную версию софта 2014 года. Он отлично справляется с любыми машинами, выпущенными до 2014 года. Использую его для всех старых машин, начиная с 1993 года выпуска (ЭБУ PMS, HFM).


Имеется комплект шнуров для подключения по OBD2, кругляк 38 pin и тюльпаны. Софт разворачивается на старом ноутбуке Dell Latitude D630 на SSD 240Gb под дремучей Windows XP. В софт входит Xentry, Das, HHTWin, StarFinder, WIS/ASRA, EPC, Vediamo 4.




Следующим был куплен сканер Star Diagnosis C4, он используется для самых новых автомобилей. Это уже не оригинал, а китайский клон, но доработанный по элементной базе и прошивке до оригинала. Софт 2020 года, поддержка всех свежайших автомобилей, но нельзя работать со старыми. Например, на моем W220 не понимает кодировок ЭБУ, а отсутствие HHTWin заставляет вообще забыть о кузовах W124, W202, W210, W140 и т.д.



Софт развернут на Lenovo Thinkpad X220 на SSD 480Gb, под Windows 7 Pro X64. Шнурок только под OBD2, другой тут не требуется.



На этом с hardware всё, рассмотрим используемый софт.


Xentry


Xentry самый свежий софт для работы с Мерседесами и не только. После запуска ПО предлагается выбрать марку автомобиля. Это не мультимарочный сканер, поэтому помимо Мерседеса в списке есть лишь те, с которыми Мерседес так или иначе сотрудничал.



После выбора марки авто переходим к уточнению кузова автомобиля.



Как видно на скриншоте, здесь есть поиск сразу по VIN-коду, а также ручной выбор кузова, причем доступны все легковые, грузовые, автобусы, спецтехника.


Когда машина будет выбрана, мультиплексор начнет опрашивать Gateway для сверки VIN-кода и комплектации автомобиля. Если всё проходит успешно, устанавливается связь со всеми блоками управления. Недавно у меня был на диагностике GLK300. Ниже я покажу, как выглядят результаты короткого теста:



Дальше можно зайти в каждый блок и выполнить подробные проверки, активации, кодирование.


Xentry работает с автомобилями старше 2008 года. Если машина старее, ПО автоматом запускает DAS или HHTWin, о них я расскажу ниже.


DAS (Diagnosis ASsistent)


DAS более старый ассистент, используется для авто 2000-2008 года. Все тоже самое по аналогии с Xentry, но старый интерфейс. DAS более понятен и не перегружен опциями, в отличии от Xentry. Но это мое имхо.




Также выполняется диагностика всех блоков управления, кодирование, активации, сброс адаптаций, а также просмотр всех действительных значений в режиме реального времени.


Примеры:


W220 S320 Long, разбираюсь с АКПП:



W203 C230 Kompressor, просмотр версии блока управления АКПП для дальнейшего включения скрытого режима Agility:



W203 C230 Kompressor: кодирование приборной панели, отключение лимита скорости в 120 км/ч, отключение зуммера ремня, включение информации остатка бензина в литрах:



Кодирования в блоках производится в инженерном меню, где все доступные опции на немецком техническом языке с аббревиатурами Daimler.


HHT (Hand Held Tester)


Самый старый диагностический софт HHTWin для машин с 1993 года по 2000 год. Интерфейс примитивный, но для старых автомобилей его более чем достаточно. Также можно посмотреть действительные значения параметров, сбросить адаптации и закодировать ЭБУ.


Кодирование HFM на авто W202 C36 AMG:





Кодировка блока была заменена с 000051131 (Euro0) на 000051139 (Euro1).
Особо рассказывать про HHTWin больше нечего. Можно лишь добавить, что владельцев старых подключений и соображающих в HHTWin все меньше и меньше. При этом даже старый Мерседес требует того же сброса адаптаций смеси и обучения дроссельной заслонки после замены ДМРВ.


Vediamo


Vediamo (в народе ведьма) это инженерный софт для работы с блоками управления напрямую, без учета VIN-кода автомобиля и минуя Gateway. Vediamo самая загадочная программа для диагностов, она имеет схожесть с инженерным меню в DAS, позволяет делать огромное количество манипуляций с блоками, но мало кто знает как. В общем, название свое оправдывает.




Интерфейс здесь тоже инженерный, подробнее я рассмотрю работу с ней в практическом разделе. Да, тут будет ещё и практический раздел, как я обещал во вступлении.


Vediamo имеет базу .cbf файлов для чтения блоков, и .cff файлов для флеширования блоков.


Пора перейти к вспомогательному софту, без которого тоже тяжко жить.


StarFinder


Программа позволяет находить электрические схемы на то или иное оборудование в Мерседесе. Схемы подробные с легендой, а также с расположением блока. Программа работает в браузере. Например, я выберу W220, потом электрическую группу элементов и выберу передний левый блок SAM. Открою схему подключения блока к другим элементам и посмотрю его расположение.







Без схем порой нереально разобраться с неисправностью автомобиля, и Starfinder здесь очень выручает.


WIS/ASRA


WIS/ASRA мощнейший софт для автосервисов, здесь есть абсолютно вся информация в технических документах. Диагностика, снятие, установка, нормы безопасности, электрические схемы, ремонт, расчет выполненных работ по норма-часам и прочее.


Вписываем VIN и начинается магия поиска, которая Яндексу и не снилась. У автослесарей существует поговорка в WISе есть всё, а если нет, значит ты не знаешь, где искать.










EPC


EPC программа для поиска запчастей автомобилей Мерседес. Выборка по VIN-коду, поиск по номеру детали, иллюстрации компонентов, сноски на кодировки эбу.






С EPC можно с уверенностью сказать, какие номера деталей ставились на данный авто, а какие ему не подходят.


А теперь практика!


W220 привязка нового блока управления двигателем ME2.0


Пришло время для практической задачи. Существуют системы санкционированного доступа FBS3, FBS4.


Задача: автомобиль W220 S320 Long с вышедшем из строя блоком управления двигателем ME2.0. После покупки другого блока проведена процедура Renew с помощью программатора, блок управления стал новым. Необходимо выполнить привязку моторного блока с помощью Star Diagnosis к ключу и замку зажигания FBS3.



Подключается ЭБУ и замок к машине, вставляется ключ и включается зажигание. Так как блок обнуленный, двигатель он не заведет, будет раскручивать вентилятор охлаждения двигателя на 100%. Фишку с вентилятора необходимо сдернуть, иначе есть большой шанс высадить аккумулятор и просадками превратить блок или ключ в кирпичи.




Далее подключается Star Diagnosis, выбирается авто, проводится короткий тест всех блоков и переход в блок управления двигателем.






Ввод в эксплуатацию это есть не что иное, как привязка блока. Дальше DAS предлагает интерактивные шаги.



По F2 запускаем процесс и вводим VIN от автомобиля:




На выбор предлагаются 4 кодировки: EURO3 + дистроник, EURO3, кодировка стран третьего мира + дистроник, кодировка стран третьего мира. Я выбираю последнюю, так как дистроника нет, страны третьего мира нужны для исключения из смеси задних кислородных датчиков, так называемое недоEURO2.


Дальше провожу инициализацию FBS3.




Сбрасываю адаптации в ноль.



Следующий шаг выполнение жесткой привязки и блокировки ЭБУ.





И Финиш. Теперь автомобиль можно заводить. Получился комплект запуска для W220 из ключа, замка и моторного блока.



Но в ЭБУ будут всегда присутствовать ошибки по подогреву задних кислородных датчиков и продувке катализаторов, потому что кодировка третьих стран не исключает их из диагностики. Вот тут мне поможет Vediamo.


Для запуска Vediamo необходимо закрыть DAS. Выбираю из списка .cfb файлов ME2.0, подключаюсь к блоку.



Далее запускаю функцию для разрешения записи в блок. Теперь можно переходить в вариантное кодирование.




В ручном кодировании меняю определенный байт на определенное значение и записываю результат в блок. Увы, конкретный пример здесь не покажу, ибо замена одной циферки стоит 5000 руб, и данное знание было мною получено не бесплатно от заграничных спецов.


Контрольной суммы в ME2.0 нет, поэтому считать не придется. На этом финиш.


Диагностика подогрева задних кислородных датчиков и продувки катализаторов больше беспокоить не будет.


В качестве заключения


Аплодирую стоя тем, кто дочитал мой пост до конца. Статья зайдет далеко не всем, но может найдутся люди, кому это будет интересно. Помидоры кидайте в комментарии, за сим откланиваюсь.


Готов писать ещё, если пост найдет отклик у аудитории Хабра.

Подробнее..
Категории: Diy или сделай сам , Транспорт , Софт , Компьютерное железо , Хобби , Автомобильные гаджеты , Автомобильная электроника , Mercedes-benz , Диагностика автомобилей , Автомобильный софт

Чини свою Теслу сам, тыжпрограммист

11.04.2021 20:17:45 | Автор: admin

Тыжпрограммист, честь тебе и хвала. Возможно, твоя юность прошла в растянутом шерстяном свитере, но сейчас ты гордо смеешься в лицо любому приколу об айтишниках. Возможно, прошло время ремонта автомобилей с ДВС с мужиками в гаражах, но....Валера, настало твое время.

Ты айтишник, на тебя с обожанием смотрят женщины и с завистью мужчины. Хорошо, что ты уже за компьютером, будем в две клавиатуры хакать Теслу.

Для начала следует разобраться с hardware в Вашей Tesla. Нас интересует MCU (Media Control Unit), Бывает MCU1(Tegra) и MCU2(Intel).

В Тесла есть специальный диагностический режим, в котором видны все текущие ошибки, 100 последних ошибок. Есть возможность открытия сервисного меню для калибровки отдельных узлов.

Если у Вас Tesla model S дорестайлинговая на MCU1. Подключаемся вместо приборной панели в Fakro-Lan и запускаем скрипт перевода в factory. Factory mode отличается от Developer mode тем, что после перезагрузки не слетает.

#!/bin/bash## Put Tesla MCU1 in factory mode## Call over diagnostics port with seceth enabled## Reboot MCU afterwards#VALUE=trueif [ ! -z "$1" ]; then    VALUE=$1fiCID="192.168.90.100"curl "http://${CID}:4070/_data_set_value_request_?name=GUI_factoryMode&value=${VALUE}"

Для получения обновлений и управления автомобилем через приложение нужно, чтобы на машине были живые сертификаты. Сертификаты можно утерять, если автомобиль в период их смены долгое время будет без интернета или в случае рутования машины.

Сертификаты живут здесь /var/lib/car_creds/car.{crt,key}.

Каждому автомобилю выдаются уникальные клиентские сертификаты для Hermes/OpenVPN, и они периодически меняются. Это усложняет захват образов прошивки или проверку бэкенда Tesla, так как сначала вам нужно получить root-доступ к автомобилю.

Получение root-прав позволяет Вам загружать любую модифицированную прошивку. Например, превратить Ваш авто в бэтмобиль.

Иногда это вынужденная мера, так как eMMC от Hynix на Тегре не очень хорошего качества и живет около 5 лет, потому что запись в /var очень активная. Для замены чипа памяти на Swissbit eMMC Вам потребуются root-права.

Я уже писал как снять дамп с NAND, здесь процесс абсолютно идентичный. Если память не поменять заблаговременно, то eMMC будет изнашиваться, процессор Tegra не сможет загрузиться, а ваш экран MCU не будет включаться или MCU будет перезагружаться и перезагружаться.

Конечно удалять и заменять этот чип, рискованно. Но как только MCU мертв, маловероятно, что вы сможете восстановить раздел /var, который является разделом 3 на чипе.

MMC/SD на самом деле является стандартом интерфейса, который позволяет различным производителям создавать чипы. Если вы не хотите сейчас заменять чип и просто хотите получить дамп, вы можете припаяться к правым колодкам на задней панели CID, подключить их к выводам ридера и прочитать eMMC таким образом.

Если Вы будете использовать такой способ смотреть инструкцию к Вашему ридеру.

Получение root-доступа

Существуют возможность получение root доступа через уязвимости софта, но они легко закрываются. Есть железный вариант и он надежнее. Это работает на Теграх без автопилота и с автопилотом 1 поколения. CID - центральный дисплей это дочерняя плата к MCU.

CID сделан Nvidia, процессор на MCU так же Nvidia. Поскольку это сделано nVidia, они использовали типичную систему на своих высококлассных видеокартах, то есть обновление прошивки идет попеременно в раздел 1 или 2, в зависимости от того, что в данный момент не активно, новая прошивка проверяется, затем автомобиль перезагружается на новую прошивку и развертывает поэтапные компоненты в остальной части автомобиля.

Загрузочный сопроцессор живет в чипе Tegra 3, отличном от реального процессора T3, и при сбросе этот сопроцессор инициализируется по первому адресу на лицевой стороне CID. Это довольно большой чип для встроенного устройства (512 МБ), и причина в том, что он отслеживает, какой раздел в eMMC является активным, а затем грузит ОС из него в оперативной памяти при каждой загрузке. После завершения работы сопроцессор цепочкой загружается в процессор T3, который загружается в файловую систему в оперативной памяти, и монтирует раздел eMMC 3 как /var и 4 как /home.

Более подробно на английском https://unofficial-tesla-tech.com/index.php?title=Rooting_MCU1

Если у тебя model3, значит ты умеешь отделять зерна от плевел, тебе маркетинговый шит не бьет прямиком в мозги и ты понимаешь, что Tesla model 3 это лучший электромобиль на текущий момент. Это многократно подтверждается владельцами с опытом эксплуатации разных моделей.

Возможно, Вам как и мне, с первого взгляда на интерьер model3 захотелось этот телевизор на шифонэре прикрыть салфеточкой.

Но, это только на первый взгляд. Чем дольше ты будешь пользоваться этим авто - тем более ты проникнешься гениальностью исполнения.

Недавно я получил Tesla Model 3, и так как я обожаю ковыряться в системах и пытаясь выяснить, как устроен мой компьютер (моя машина).

Я работаю над инфраструктурой машинного обучения ( https://golf-robotics.com/, сами понимаете, будущее за роботами), поэтому мне хотелось бы иметь возможность взглянуть на то, как автопилот FSD работает под капотом и что он на самом деле может делать за пределами той ограниченной информации, которую показывает пользовательский интерфейс.

Если Вы хотите повторить мои действия или испытывать что-то новое стоит зарегистрироваться в Tesla bug bounty https://bugcrowd.com/tesla

Одобренные участники программы могут взламывать автомобили Tesla без боязни юридических последствий или отзыва гарантии. Тесла поможет Вам оживить кирпич, но это не точно!

cid/ice - это компьютер, который управляет дисплеем и всеми медиа-системами, такими как звук.192.168.90.100первичный и вторичный компьютеры автопилота.192.168.90.103 - ap/ape192.168.90.105 - ap-b/ape-bШлюз - это в первую очередь UDP-сервер, который управляет коммутатором, конфигурацией автомобиля и прокси-запросами между стороной ethernet (cid/автопилот) и192.168.90.102 CAN-ШИНА к контроллерам и датчикам двигателя.Модем - это LTE-модем192.168.90.60Тюнер - это для AM/FM-радио. Не присутствует на более новых автомобилях модели 3, включая мои. Отсутствие AM/FM-радио действительно кажется проблемой безопасности, поэтому я был удивлен, увидев, что оно было удалено.192.168.90.60

Внутренняя автомобильная сеть использует Marvel 88EA6321 в качестве коммутатора. Это автомобильный гигабитный коммутатор.

Большинство соединений используют 100BASE-T1, который является 2-проводным PHY для Ethernet. Компьютеры автопилота, модем, тюнер, шлюз, CID-все используют 100Base-T1. Есть два стандартных порта Ethernet. Один из них расположен на материнской плате CID и имеет стандартный разъем Ethernet. Другой расположен в пространстве для ног со стороны водителя и имеет специальный разъем.

Tcam

TCAM-это особый тип памяти, который может выполнять очень быстрые поиски/фильтры за один цикл. Это позволяет Шлюзу задавать пакетные фильтры для применения коммутатором. По умолчанию порт ethernet в пространстве для ног со стороны водителя отключен этими правилами. Диагностический разъем на материнской плате CID может получить доступ только к портам 8080 (Odin) и 22 (SSH) на CID.

Дорестовые Model S используют постоянное соединение OpenVPN для связи с материнским кораблем, как называет его Тесла. Все коммуникации с Tesla проходят через это VPN-соединение, так что нет никакой возможности получить файл обновлений.

Вместо использования OpenVPN M3 запускает прокси-сервис под названием Hermes. Hermes-это относительно простая служба, которая может передавать неаутентифицированные запросы по CID на материнский корабль. Предположительно, поддержание постоянных соединений OpenVPN на 500 000+ автомобилях не было масштабируемым, поэтому они переключились на более простое решение.

Бинарники

Есть куча разных двоичных файлов hermes. Все они, кажется, написаны на Go :). Приятно видеть, как мой любимый язык программирования работает в моей машине.

$ ls opt/hermes/hermes_client*     hermes_fileupload*  hermes_historylogs*  hermes_teleforce*hermes_eventlogs*  hermes_grablogs*    hermes_proxy*$ file /opt/hermes/hermes_clientopt/hermes/hermes_client: sticky ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), statically linked, Go BuildID=JRZRLflVY89A6p67rwkt/nb9KmeWMLadrBGvRVujH/aJPtciQz8Xldpa7VcVy_/XzIY9KY7sZI0KdwLYOK5, stripped

Odin

Odin-это сервис python 3, работающий на каждом автомобиле. Он используется для различных действий по техническому обслуживанию автомобиля, таких как калибровка радара и камер. Если вы подключитесь к внутренней карточной сети, то сможете получить к ней доступ по адресу 192.168.90.100:8080.

Если вы попытаетесь выполнить какое-либо из действий на Odin, он просто выдаст ошибку.

Odin реализован довольно интересным способом. Есть список задач и сетей. Задачи-это действия высокого уровня, которые могут быть выполнены кем-то с определенными разрешениями.

LIB-файлы-это сети, которые, по-видимому, являются специфичной для домена программой языка/пользовательского интерфейса только для создания служебных задач.

Сети очень близки к JSON, но хранятся в файлах .py.

Вот отрывок из одного:

network = {...    "get_success": {"default": {"datatype": "Bool", "value": False},"position": {"y": 265.22259521484375, "x": 108.96072387695312},"variable": {"value": "success"},"value": {"datatype": "Bool"},"type": "networks.Get",    },    "IfThen": {"position": {"y": 340.1793670654297, "x": 297.02069091796875},"expr": {"datatype": "Bool", "connection": "get_success.value"},"if_true": {"connection": "exit.exit"},"type": "control.IfThen","if_false": {"connection": "capturemetric.capture"},    },...}

Kernel / Secure Boot

Я не очень много знаю об используемом Intel SOC, но он поддерживает некоторую безопасную загрузку. У меня нет возможности проверить, включен ли он, но я не удивлюсь, если это так. Если он не включен, то должна быть возможность изменить kernel, чтобы отключить dm-verity и загрузить неподписанный образ.

Updater

Все прошивки блоков подписаны Tesla. Программа обновления проверяет подпись перед обновлением, чтобы убедиться, что ничего странного не происходит. Это означает, что мы не можем использовать программу обновления для установки модифицированной прошивки.

CAN Bus

В автомобиле есть несколько шин CAN, до которых можно добраться. CAN-шина не зашифрована, поэтому мы можем извлечь из них изрядное количество внутренних данных. Было несколько проектов по реинжинирингу значений CAN.

Есть пара готовых диагностических инструментов, которые вы можете использовать для их чтения.

Сервисы и приложения

Spotify работает под управлением пользователя spotify как сервис. Похоже, нет никакого способа развернуть новые изолированные приложения в системе. Я думал, что будет что-то похожее на Android APKs для чего-то вроде Spotify, но это просто приложение Qt.

Я продолжаю разбираться, если Вы считаете пост интересным - дайте знать и я напишу продолжение.

Большое спасибо ребятам из сервиса Tesla в Москве https://teesla.ru/ за оказанную помощь в попытках собрать воедино возможные варианты самостоятельного обслуживания своего автомобиля.

Просто для справки, перевод в factory в СНГ оценивается где-то в $200, теперь Вы можете это делать бесплатно! За смену памяти на Тегре в сервисах могут попросить до $1000, но Вы во всеоружии!

Подробнее..
Категории: Diy или сделай сам , Программирование , *nix , Linux , Настройка linux , Tesla , Автомобильные гаджеты , Тыжпрограммист

Проектирование и создание электровездехода нового формата. Восток

01.06.2021 06:10:21 | Автор: admin

Этот самодельный электровездеход имеет название Восток, в честь первого космического корабля Советского Союза, который доставил первого космонавта на орбиту Земли. Это гордость, что были такие предшественники. В частности, Сергей Павлович Королев со своей командой. Поэтому вездеход Восток это попытка внесения новизны и посильного вклада в развитие Отечественной техники. Отсюда было выбрано такое символическое название. Кстати, первый выезд по случайному стечению обстоятельств состоялся 12 апреля 2021 года в день 60-летия со дня первого полета человека в космос.

Идея создания вездехода на электрической тяге весьма тривиальна. В ее основу легли мысли главного конструктора и идейного вдохновителя вездехода Сергеева Петра. Он является поклонником внедорожного спорта и любит ездить на природе, в частности, на квадроциклах. И в один из жарких летних дней его посетила мысль о том, что некомфортно ездить на обычном бензиновом квадроцикле, который скидывает с себя кучу тепла, выхлопных газов, издаёт громкий шум и треск. И собственно оттуда (а это было полтора года назад) и пошла идея сделать электрическое транспортное средство. Поначалу были мысли доработать какое-то существующее транспортное средство ну, например, мотоцикл или багги. Но, взвесив все за и против, было принято решение, что нужно постараться добиться минимального энергопотребления, чтобы запас электроэнергии был достаточен, чтобы совершать и весьма продолжительные поездки. Это подразумевает формирование определенных требований, которые нужно предъявить к конструкции будущей машины. В частности, высокий дорожный просвет, небольшую массу и высокие ходы подвески. Еще одно не менее важное требование - возможность преодоления водных препятствий вплавь. Отсюда и родилась конструкция, которая представлена перед Вами.

Вездеход является двухмоторным, то есть в нем два электромотора, которые расположены в переднем и заднем мостах. Подвеска здесь зависимая, потому что только с ее помощью можно обеспечить постоянный дорожный просвет и высокие ходы подвески. Здесь высота хода подвески примерно метр, то есть, если поднимать одно из боковых колес, то другое оторвется только спустя метр. Никакой независимой подвеской такого добиться не получится. Мост здесь нетрадиционный как на большинстве автомобилей. Он представляет из себя ферменную конструкцию, сваренную из листовых деталей. И его главная особенность состоит в том, что редуктор и электродвигатель размещены значительно выше оси вращения колес. Это позволяет обеспечить большой дорожный просвет. Здесь он, надо сказать, полметра под мостами и почти 70 см под днищем автомобиля. В дополнение, мост обеспечивает высокую прочность и надежность, потому что ШРУСы, которыми наделены эти мосты работают в постоянных, не сильно нагруженных условиях, и это обеспечивает высокую надежность. То есть не будет вероятности поломки из-за того, что углы вывешивания будут критичными для их конструкции.

Примечательно то, что дорожный просвет под мостом остается неизменным. Это одно из достоинств этой системы по сравнению с обычной независимой подвеской, где дорожный просвет определяется загрузкой машины. Здесь применен объединенный мотор-редуктор, который через ШРУСы передает крутящий момент на колеса. Мосты, поворотные кулаки рассчитывались, проектировались и изготавливались собственноручно.

Недостаток традиционных систем управления рулевыми колесами в случаях с зависимым мостом - это разъезд колес во время артикуляции моста. То есть когда мост преодолевает препятствия, то углы установки колес относительно кузова меняются и колеса разъезжаются в разные стороны. Для того, чтобы от этого уйти, рулевая рейка была размещена непосредственно на мосту, а вот управление этой рулевой рейкой, то есть крутящий момент непосредственно от рулевого колеса передается с помощью хитрого вала. Этот вал одет в кожух, имеющий водонепроницаемую конструкцию, потому что машина предполагает взаимодействие с водой. Рулевой вал выходит из салона и посредством угловых редукторов идет к входному валу рулевой рейки. Это обеспечивает жесткую связь между рулем и рулевыми колесами. Это одно из требований к подобному классу техники. То есть здесь нет гидрообъёмной трансмиссии и дополнительных систем. Здесь обычная механическая связь, плюс электрический усилитель руля. Благодаря угловым редукторам мы изменяем направление хода вала. Вал имеет внутри себя шлицевые соединения, чтобы компенсировать длину, которая меняется во время движения моста по бездорожью.

Одна из главных задач для этой машины - это малый вес, поэтому в качестве материала кузова был выбран алюминиевый сплав. Машина сделана именно кузовной, а не рамной, потому что планируется, что машина будет именно водоплавающей. Ватерлиния должна проходить примерно посередине между дном и отверстием под передними дверьми.

Высокого качества подгонки материалов удалось добиться благодаря проектированию всех элементов автомобиля в САПР Solid Works и благодаря небольшому станочному парку металлообрабатывающего оборудования, который позволяет резать, гнуть и сваривать этот кузов. Надо сказать, что благодаря Solid Works все, что есть собралось с первого раза. Не было никаких запчастей, доделок и переделок.

По стратегической задаче это автомобиль 2+2. В этой колесной базе не удалось вместить задние полноценные сидения, но тем не менее они там будут и рассчитаны на невысоких взрослых или детей. Также в вездеходе будет небольшое багажное отделение в котором располагаются и аккумуляторы.

В планах есть добавить к заднему мосту управляемые задние колеса, которые на бездорожье будут добавлять неоспоримое преимущество и помощь.

Машина в том виде в котором она представлена сделана для того, чтобы успеть опробовать ее летом 2021 года. К сезону 2022 года планируется полная доделка. Должен появиться и полноценный салон, и внешний вид будет совершенно преобразован.

Процесс эволюции силовой части был тернистый и непростой. Идея в том, что в этом элетровездеходе используются два мотора и две идентичные друг другу системы управления на передней и задней они. Дорога к той силовой установке, которая стоит сейчас, была довольно таки долгая. Первым делом на электрическом вездеходе стояли электродвигатели от Toyota Estima. В связи с отсутствием управляющей системы пришлось перейти на перемотанный вариант этих моторов под 72 Вольта и под китайские контроллеры. Но этот путь оказался утопичным для тяжелой техники, так как нужно делать автомобили сразу на высоком напряжении. За кажущейся доступностью дешевых китайских инверторов и электродвигателей, скрываются подводные камни, которые на тяжелой технике вылезают первым делом. Простым языком сложно найти китайские контроллеры на высокое напряжение и двигатель на хороший момент на низком напряжении. Если применять существующие электродвигатели, например, китайские на низкое напряжение, то надо понимать, что им нужен хороший редуктор с хорошей степенью редукции, иначе хорошего результата не получится. Собственно, это и получилось, когда первый раз собралась вся эта система на 72В. Ехать автомобиль ехал, но мотор был перемотан и работал не в своем режиме. Постоянно перегревался и хорошего крутящего момента не выдавал. По прямой он ехал пол часа после чего перегревался и нужно было еще полчаса отдыхать.

Дальше пути развития силовой части раздвоились. Были заказан мотор и инвертор от Nissan leaf. А также еще один электромотор от Toyota Estima, чтобы сравнить как перемотанный мотор отличается от не перемотанного. В пике электромотор Estima выдает порядка 35кВт, вездеход на нем едет, но мощность показалась недостаточная. Поэтому в конечном варианте скорее всего будет именно двигатель от Nissan leaf.

В принципе для своих задач электромотор от Toyota Estima очень неплох. По соотношению доступности/полученного эффекта этот мотор (если его не перематывать) для легкой техники идеален. Он не греется, потребляет небольшое количество мощности от аккумулятора. По сути он аналогичен жигулевскому мотору. То есть если Вы понимаете, что сможете приделать его к существующей коробки передач, то он выдаст потрясающие характеристики и этого будет более чем достаточно для простой легкой техники. В случае с электровездеходом ситуация резко осложнилась установкой больших 33 дюймовых внедорожных колес. Но и эти колеса не предел. Следующим этапом планируется применение 900 мм колес. Там, конечно, характеристик электромотора Toyota Estima точно мало.

На бездорожье главная задача - это обеспечение хорошего крутящего момента. Он никакими другими способами, кроме того, как применять понижение частоты оборотов и повышения момента, не может быть достигнут. Поэтому сейчас вездеход переходит на моторы от Leaf. И то мотор от Leaf берется за основу, а мост дооснащается колесными редукторами, которые имеют передаточное число 1:2. Таким образом мы получаем на колесах двойное увеличение момента. Момент родного момента электромотора Nissan Leaf до 280 НМ до 3000 оборотов/мин, дальше характеристики начинают спадать, но на бездорожье это не важно, так как нет задачи развить колоссальные скорости. С учетом того, что родная редукция 1:8 и плюс колесные редуктора 1:2, то суммарная редукция 1:16. Таким образом крутящий момент на одной оси получается 4480 нм. А общий крутящий на всех 4 колесах 8960 нм. Для примера Нива, установленная на первую передачу и на пониженный ряд раздаточной коробки, имеет суммарный крутящий момент на всех 4 колесах 3890 НМ. Но очень важный момент, что максимальный крутящий момент Нивы появляется только в районе 4000 тысяч оборотов/мин на моторе. Здесь же, в самодельном электрическом вездеходе, момента на одной оси больше чем у нивы на всех осях и появляется он практически сразу при нажатии педали газа.

Суммарный вес электровездехода планируется получить менее тонны - 900 с небольшим кг.

Огромный крутящий момент будет компенсироваться большими колесами. Но по-другому на бездорожье нельзя. Там все определяется дорожным просветом, а он в конечном итоге зависит и от диаметра колес. В планах есть вместо стандартных внедорожных колес поставить колеса низкого давления 900х450. Они идеально встанут и позволят обеспечить еще более впечатляющие характеристики проходимости и плавучести. В частности, есть желание, чтобы автомобиль еще отлично перемещался по снегу. А этого удастся добиться только, увеличив пятно контакта с помощью шин низкого давления.

Для тех, кто сомневается какие применять аккумуляторы. В электрическом вездеходе Восток активно применяются NMC пакеты. Сейчас на борту имеется родное напряжение электромоторам от Nissan leaf 360-390В в зависимости от степени заряженности. Всего 96 пакетов по 60Ah. Это примерно 21 кВтЧ. Вес батарейного отсека без учета корпуса получился чуть более 90 кг. Эти пакеты, по сравнению с железо фосфатом и никель металл гидридом, имеют самые лучшие на данный момент показатели по весу. Да, у этих пакетов есть недостатки. Это более узкий температурный диапазон эксплуатации и повышенная пожароопасность. С точки зрения безопасности в электровездеходе Восток выгорожен специальный отсек под аккумуляторы. При возникновении аварийной ситуации внутреннее пространство салона автомобиля останется вне опасности, так как батарейный отсек находится под багажником и не имеет связи с салоном, при этом огорожен перегородкой из нержавеющей жаропрочной стали. И плюс, конечно, контролируется каждая ячейка по напряжению, по разрядному току, по наличию или отсутствию короткого замыкания. Вопросы безопасности очень важны и ими никогда не стоит пренебрегать.

В вездеходе с электромотором очень интересная конструкция стеклоочистителя. Идейным вдохновителем стал шведский производитель гиперкаров Koenigsegg, а поставщиком запчастей стал Mercedes. Была взята система стеклоочистителя от 210 мерседеса, сделана ревизия. Также было проработано изменение нейтрального положения и изменение геометрии поверхности очистки под стекло вездехода. Смысл его в тоа что он двигается по стеклу не только слева направо и обратно, но вверх-вниз-вверх, тем самым добиваясь быстрой и качественной очистки большей поверхности стекла.

В заключении, следует сказать, что данный электроавтомобиль это испытательная площадка для отработки технологий и принципов, которые конструкторы заложили в его основу. Впереди предстоит не простой, но интересный и волнующий этап испытаний и модернизаций, который поможет расставить все точки над I и подсказать верное направление для дальнейшего развития этой темы. Несмотря на это, уже сейчас в головах конструкторов есть планы и предварительные проработки следующих поколений внедорожных электроавтомобилей с лучшими показателями проходимости и энергоэффективности.

Более подробную информацию о вездеходе Восток можно посмотреть на нашем канале в Youtube "Время инженеров"

Подробнее..
Категории: Diy или сделай сам , Научно-популярное , Транспорт , Youtube , Энергия и элементы питания , Своими руками , Автомобильные гаджеты , Автомобили , Самоделки , Транспорт будущего , Электромобиль , Электромотор , Вездеходы , Амфибия , Электротранспорт

Битва за электромобильность разработка электронной архитектуры электромобиля Кама-1

28.02.2021 22:22:33 | Автор: admin

В продолжение статьи про проектирование электромобиля Кама-1 я хотел бы рассказать об участии своих коллег в данном проекте. В то время, как коллеги из СПбПУ разрабатывали конструкцию и дизайн электромобиля, компания Ладуга занималась разработкой электрической и электронной архитектуры, что включало в себя разработку и изготовление прототипов электронных блоков.

На мой взгляд электронная часть автомобиля не менее интересна, чем конструкторская, но во многих опубликованных ранее материалах освещена довольно скудно. Поэтому ниже приведены собранные мной некоторые технические детали проекта, описание этапов проекта и ответы на вопросы в ходе бесед с непосредственными участниками этой работы.

Этапы проекта

Весь проект электромобиля включал в себя три этапа, выполнение которых заняло около полутора лет (2019-2020 гг.). Ладуга подключилась к проекту весной 2019 г. Первый этап был полностью посвящен разработке концепции проекта, описанию будущего продукта, разработки дизайна.

С точки зрения электронной архитектуры в конце первого этапа был сформирован перечень документов и электронных блоков, необходимых для реализации всех функций продукта. Были проведены расчеты энергобаланса, сформулированы требования к ключевым узлам силового привода: батареи, электромотора, разработана топология жгутов, логическая архитектура. Проработан CAN менеджмент и Power менеджмент.

В ходе проекта были разработаны следующие электронные блоки:

  • EPB (Electronic parking brake) блок управления стояночного тормоза

  • EPS (Electric power steering) блок управления электроусилителя руля

  • VCU (Vehicle control unit) блок управления электромобилем

  • Блок управления актуатора педали тормоза вместе с актуатором педали тормоза

  • BCM (Body Control Module) блок управления кузовной электроникой

  • IVI + блок индикаторов совместный блок мультимедиа и комбинации приборов

  • ЭБУ HVAC блок управления климатической установкой

  • сигнализатор движения

  • блок аудиосистемы

  • монтажный блок

На втором этапе началась работа по проектированию схем, блоков электронной архитектуры и их взаимоувязке.

В автомобиле предусмотрена подготовка под будущую интеграцию компонентов систем ADAS (Advanced driver-assistance systems, системы помощи водителю) до 3-4 уровня, что позволит водителю использовать такие функции как автоматический адаптивный круиз контроль, систему Start/Stop (Stop-and-Go), помогающую избежать столкновения в случае нештатных ситуаций, автопилот при определенных дорожных условиях, автоматическую парковку и т.п. Подобные системы в настоящее время уже доступны в топовых комплектациях современных автомобилей.

По окончанию второго этапа была завершена разработка теоретической части. Подготовлен массив документации, включающий в себя технические требования на системы, технические требования к компонентам, чек-листы, электрические схемы разных уровней, формуляры электрических интерфейсов, CAN-матрица, проработка компонентной базы.

На третьем этапе специалисты Ладуги изготовили блоки электронной архитектуры, разработали программное обеспечение, подсобрали их в функциональные стенды, а затем соединили все в единую систему межфункциональный тестовый стенд электронной архитектуры.

Стенд электронной архитектуры электромобиля компании Ладуга, представленный совместно с СПбПУ на Инжиниринговом форуме-2020 в Тольятти.Стенд электронной архитектуры электромобиля компании Ладуга, представленный совместно с СПбПУ на Инжиниринговом форуме-2020 в Тольятти.

По окончанию тестирования и успешного выполнения всех условий чек-листов стенд был разобран, а блоки отправлены для сборки тестового образца автомобиля. Финальная сборка проводилась совместно с коллегами из Минска и СПбПУ. Взаимодействие нескольких участников, выполняющих смежные работы на удаленных площадках, потребовало четкой координации проекта. Успешно были проведены работы по финальному тестированию, калибровке и доработке комплекта конструкторской документации.

Для последующего запуска в серийное производство компоненты разработанного автомобиля необходимо детально проработать с будущими поставщиками этих компонентов. Так что впереди предстоит масштабная работа по внедрению компонентов ADAS и их калибровке в составе подготовленного под это автомобиля.

Q & A

Побеседовать и ответить на мои вопросы согласились Алексей Окунев (технический директор и руководитель проекта Электронная архитектура электромобиля со стороны компании Ладуга) и Алексей Жданов (инженер-электроник отдела автоэлектроники компании Ладуга).

Алексей (Окунев), расскажи, пожалуйста, про особенности электронной архитектуры разработанного автомобиля?

Алексей Окунев: наверное, одна из наиболее заметных особенностей сенсорный дисплей, расположенный на руле. Изначально предполагалось, что частично роль мультимедиа-панели автомобиля будет выполнять смартфон пользователя. Смартфон должен был вставляться в выемку на панели приборов и через установленное приложение пользователь мог бы управлять мультимедиа, климатом и некоторыми другими функциями автомобиля с экрана своего смартфона.

Позднее, по мере проработки дизайна и потенциально разрастающегося количества работ по увязке систем автомобиля со всеми возможными моделями смартфонов от идеи со смартфоном отказались, весь функционал мультимедиа системы перенесли в сенсор на руле. Сенсорный дисплей позволяет более гибко запрограммировать экранные кнопки управления функциями мультимедиа, телефона, музыки, радио, а также реализовать поддержку функций ADAS, которые мы заложили.

Кстати, по поводу процесса разработки интерфейса изначально мы разрабатывали некоторую функциональную концепцию интерфейса пользователя (In-vehicle infotainment, IVI), потом эту концепцию передали на проработку дизайнерам. Прототип интерфейса был выполнен в виде работающего приложения, которое можно было запустить на обычном персональном компьютере, чтобы дизайнеры и заказчик могли непосредственно протестировать функционал и сформировать замечания по логике работы или формам. Затем мы проработали все замечания и перенесли полученную бизнес-логику в микроконтроллер IVI.

Сенсорный дисплей на рулеСенсорный дисплей на рулеРабочие картинки по разработке IVI
Логика работы IVIЛогика работы IVIПрототип графического интерфейса IVI в виде приложения на десктопе для отработки бизнес-логикиПрототип графического интерфейса IVI в виде приложения на десктопе для отработки бизнес-логикиПроработка функций экранной формы климатической установки. Из черновиков инженеровПроработка функций экранной формы климатической установки. Из черновиков инженеровПроработка функции предупреждения о пешеходе системы ADAS. Из черновиков инженеровПроработка функции предупреждения о пешеходе системы ADAS. Из черновиков инженеровОтладка функций HVAC на стенде. Экран заклеен пленкойОтладка функций HVAC на стенде. Экран заклеен пленкой

Алексей Жданов: функционал IVI включает в себя управление модулем климат-контроля (Heating, ventilation, and air conditioning HVAC), можно задать температуру и уровень вентиляции.
На выставке Инжиниринговый форум в сентябре 2020 года мы демонстрировали функцию, которая не вошла в финальный проект, но у нас она была ранее разработана и мы ее просто интегрировали функция голосового помощника. Модулем HVAC можно было управлять, задавать температуру с помощью голосовых команд. Также можно было спросить сколько осталось энергии батареи, сколько можно проехать километров, голосовой помощник может предупредить о малом заряде, список команд можно расширять. Такой способ взаимодействия может упростить доступ к некоторым функциям, это особенно важно для автомобиля с малым количеством кнопок.

Еще одной особенностью и отдельной задачей стала разработка актуатора педали тормоза. Для реализации функций круиз-контроля, автоматической парковки, функций активной безопасности необходимо управлять торможением автомобиля. Пришлось разрабатывать как сам актуатор, который интегрируется с тормозной системой автомобиля, так и блок управления актуатором. Было реализовано управление торможением по усилию: система ADAS указывает командой какое усилие надо сформировать и актуатор пытается давить с заданным усилием. В силу ограничений стенда калибровать данную систему пришлось уже на автомобиле (эх, не завидую я испытателям).

Конечно же, нельзя обойти вниманием разработку блока управлением электроусилителя руля. Помимо стандартной функции электроусиления необходимо было добавить функцию руления: управление положением руля для функции удержания в полосе или функции автоматической парковки. Также хотелось реализовать зависимость усилия на руле от текущей скорости автомобиля. Весь функционал успешно разработал мой коллега Владимир Шевцов.

Так выглядел мини-стенд отладки электроусилителя руля (ЭУР) на столе инженераТак выглядел мини-стенд отладки электроусилителя руля (ЭУР) на столе инженера

Помимо разрабатываемых компонент, в автомобиле использовались и уже готовые серийные узлы, но это были именно исполнительные компоненты, без возможности программирования, а значит без зависимости от версии компоненты. Это решение повлекло за собой разработку всех электронных блоков автомобиля, разработку своей системной архитектуры, CAN матриц и т.д. Но в результате это дало нам полную управляемость над проектом.

Это важный момент, который упускают многие гаражные разработчики электротранспорта. Сначала они прикладывают множество усилий для того, чтобы с помощью реинжиниринга восстановить кусочки CAN матрицы автомобиля, получая риски, что в любой момент устройствам прилетит команда на отключение, блокировку или что-то еще. А уже при выпуске следующих экземпляров, хуже того уже при серийном производстве, от поставщика компонентов приходят узлы с обновленной прошивкой, и вся электроника просто прекращает работать.

Всю электронику мы проектировали сами: рассчитывали требования, анализировали сценарии работы. При покупке готовых блоков управления может возникнуть проблема с, например, появлением новой прошивки от производителя это сразу приведет к потере контроля над проектом. С этой проблемой сталкиваются все, кто собирают автомобиль из готовых комплектующих. С этой точки зрения мы управляли проектом и всеми комплектующими, т.к. мы же их проектировали и изготавливали.

Алесей (Жданов) расскажи, пожалуйста, разработкой каких блоков ты занимался и немного про функционал этих блоков.

Алексей Жданов: я занимался разработкой железа и написанием программного обеспечения (ПО) на блок аудиосистемы, блок звукового сигнализатора движения, занимался разработкой ПО на один из самых сложных с точки зрения логики центральный блок управления электромобилем VCU (Vehicle Contol Unit). VCU собирает информацию со всех имеющихся датчиков, принимает команды водителя, взаимодействует практически со всеми блоками по цифровым шинам, управляет электроприводом, тяговой батареей, следит за их состоянием, обрабатывает их ошибки.

Так, например, VCU взаимодействует с электрическим ручником без соответствующих команд ручника VCU не разрешит движение. VCU отслеживает температурный режим тяговой батареи, если батарея находится вне температурного диапазона работы, то VCU запрещает использование полного тока этой батареи. VCU управляет охлаждением батареи управление помпой и вентилятором радиатора. При заряде батареи, у производителя батареи есть требование, что перед зарядкой батарею нужно привести в необходимый температурный диапазон.

Алексей Жданов, инженер-электроник отдела автоэлектроники компании ЛадугаАлексей Жданов, инженер-электроник отдела автоэлектроники компании Ладуга

Еще, например, одна из разработанных мной функций сигнализатор движения. По современным требованиям бесшумный электромобиль должен при движении на малой скорости воспроизводить какой-либо звук для обеспечения безопасности, например, звук двигателя реактивного самолета.

Мои коллеги занимались разработкой блоков: BCM (Body Control Module) блок управления кузовной электроникой, блок управления электроусилителя руля с функцией дистанционного управления по проводам для реализации ADAS функций автоматической парковки и подруливания, ручник с электроприводом и блок управления климатической системой.

Слева направо: Владимир Уколов (инженер-электроник), Михаил Акимов (в проекте: инженер по эргономике), Максим Орлов (системный архитектор)Слева направо: Владимир Уколов (инженер-электроник), Михаил Акимов (в проекте: инженер по эргономике), Максим Орлов (системный архитектор)

Отдельная тема проекта это силовая часть электромобиля: электродвигатель и аккумуляторная батарея. Сложность заключалась в том, что на нашем стенде электронной архитектуры детально испытать силовую часть было невозможно, т.е. она должна была сразу заработать на автомобиле, и в этом была огромная работа с нашей стороны.

Помимо железной интеграции необходимо было обеспечить программную интеграцию компонент силовой части: согласование CAN матриц и отладка работы VCU, BMS (система менеджмента батареи), инвертора электромотора, кондиционера (он также подключался к силовой части), DC-DC блока (блок преобразования высоковольтной сети к низковольтной), ТЭНом для обогрева батарей.

Алексей Окунев: из-за особенностей графика поставок основной задачей было выполнить все работы не имея на руках ни автомобиля, ни силовой части, т.е. большая часть работ должна была быть выполнена с помощью разработанных виртуальных моделей. Мотор и батарея приехали к нам буквально за месяц до старта сборки автомобиля. За это время нам нужно было всё подключить, отладить разработанные функции и откалибровать. Мы по максимуму сделали испытания, которые были возможны на стенде, и трое наших специалистов отправились на производственную площадку в Белоруссию. Конечно же, по всем законам бытия то, что не удалось испытать на стенде или моделях, аукнулось на живом автомобиле, и ребятам пришлось совершать своего рода подвиг в командировке в Минске внося финальные изменения.

Как и всегда при проектировании автомобилей отдельное внимание надо было уделять безопасности. Конечно, требования функциональной безопасности по ISO 26262 были заложены еще при разработке компонент. Но даже для испытаний на стенде у инженера под рукой всегда была БКК (Большая Красная Кнопка), которая аппаратно разрывает все цепи питания. Ее перенесли и на автомобиль. Также, поскольку у автомобиля оказалась сумасшедшая динамика, по просьбе испытателей был добавлен режим испытаний и выставки: с ограничением максимальной скорости до 40 км/ч.

Алексей (Жданов), что тебе запомнилось больше всего?

Алексей Жданов: скажу, опыт хороший, весьма. Ребята со мной, думаю, согласятся. Для нашей команды было особо интересно наблюдать, что наши документы на наших глазах превращаются в что-то живое. И в случае наличия ошибок в документации при изготовлении мы получаем ошибки, которые нам же придется исправлять руками и паяльником.

Аксакал отдела автоэлектроники компании Ладуга Владимир Уколов за сборкой ЭБУАксакал отдела автоэлектроники компании Ладуга Владимир Уколов за сборкой ЭБУ

Был случай, произошедший в Минске во время первых тестов электродвигателя на автомобиле: мощность двигателя 160 кВт и когда водитель нажал педаль газа на полную мощность, то оси, не рассчитанные на такую мощность, свернуло. После этого случая мощность двигателя, конечно, откалибровали, но оси пришлось менять.

Много вопросов было по поводу что будет с аккумуляторной батареей в условиях русской зимы?

Алексей Жданов: да, зимой, когда машина стоит на улице, батарея замерзает, но в этом нет никакой катастрофы. Да, емкость батареи при заморозке уменьшается, поэтому если водитель сядет в электромобиль и сразу поедет, то он проедет меньше, чем если бы он, предварительно прогрел батарею. Для обогрева батареи мы спроектировали трубчатый электронагреватель (ТЭН), спроектировали систему управления ТЭНом. По мере того как холодная батарея прогревается ее емкость восстанавливается.

От того, что батарея на морозе в -30 С останется никакой деградации не случится?

Алексей Жданов: деградации не случится, случится временное уменьшение емкости. Уменьшение временное, до тех пор, пока батарея не прогреется.

Алексей Окунев: еще на стадии концепции проекта были проведены расчеты энергобаланса автомобиля. Модель была разработана в нашем программном пакете PRADIS и включала в себя и электрическую, и механическую часть и тепловую подсистему. Эта задача стала замечательным примером применения системного моделирования для задач управления требованиями. И именно, зная лишь параметры верхного верхнего уровня, такие как масса автомобиля, площадь Миделя, требования к максимальной скорости и динамике автомобиля, требуемый пробег автомобиля можно получить требования нижнего уровня: емкость батареи, передаточные числа в трансмиссии, параметры электромотора и даже проработать алгоритмы термоменеджмента.

По нашим расчетам зимой перед поездкой холодную батарею необходимо прогреть. Достаточно 10 минут, чтобы батарея прогрелась до нужной температуры (около +5 C), чтобы обеспечить максимальную дальность пробега электромобиля. Попутно за эти 10 минут можно прогреть и салон с помощью отопителя. В процессе езды батарея сама себя начинает обогревать, но зимой этот обогрев не значителен. Причем оказалось, что если прогревать батарею до оптимальных +20 С, то мы потратим больше энергии, и уменьшим пробег. Конечно, эти требования были определены именно для нашей батареи, нашего электромобиля. Для другой системы эти значения будут другими.

Алексей Окунев, руководителю проекта Электронная архитектура электромобиля со стороны компании ЛадугаАлексей Окунев, руководителю проекта Электронная архитектура электромобиля со стороны компании Ладуга

Будущее проекта

Какое на ваш взгляд возможное развитие данного проекта электромобиля?

Алексей Окунев: проект интересный с большими последствиями. Разработанную электронную архитектуру можно легко масштабировать на любой другой электротранспорт.

Несмотря на то, что это пока прототип прототипа, отработка текущей технологии и отработка будущих технологий ADAS. Тем не менее, все увидели, что на базе этого можно делать серьезный проект. Можно даже поднимать вопрос о серийном проектировании, если такая задача будет поставлена.

Опять же, когда мы говорим об этом электромобиле, мы не будем забывать, что всё-таки первый мелкосерийный электромобиль был уже ранее создан АвтоВАЗом Лада Эллада, на базе Калины. Этот автомобиль выпущен в количестве 100 штук, успешно прошел испытания, эксплуатировался в Ставрополе.

Но в чём отличие Кама-1 от Эллада это, прежде всего, намного более сложная электронная архитектура. В Элладе всё строилось на электронной архитектуре Калины и только была добавлена электрическая трансмиссия вместо механической. И это приводило даже к таким несуразностям, как невозможность завести машину при полном заряде силовой батареи, но при разряженном 12-вольтовом аккумуляторе.

Это говорит о том, что нельзя просто так взять и превратить обычный автомобиль в электромобиль. Электромобильность влияет на все: на электронную архитектуру, на архитектуру кузова, на такие свойства как эргономика, тепловой комфорт, шум, вибрации, безопасность и динамику. И не учитывать ее в проекте преступно инженерам.

В Кама-1 использовались некоторые готовые исполнительные компоненты, но платформа была разработана с нуля. Это, конечно, больше веха для нас, как инженеров, чем для отечественной промышленности, но на примере Кама-1 даже серьезные эксперты увидели, что мы можем у себя в России такие проекты развивать и выстраивать, и это будет не самоделка, а серьезная работа, серьезный проект, который вполне можно масштабировать до серийного производства.

Таким образом, у КАМАЗа есть грузовой электромобиль, есть электробус на базе НефАЗа и теперь в эту линейку добавляется легковой электромобиль. Это не значит, что КАМАЗ завтра начнет выпускать легковые автомобили, это была отработана технология. Это значит, что, используя эту технологию, КАМАЗ может планировать выпуск такого автомобиля, если рынок будет готов. Сейчас мы говорим, например, о коммерческом рынке, а не о частном.

Сам электромобиль это штука дорогая, основные компоненты такие как аккумулятор стоят дорого и он, к сожалению, поставляется из Китая, т.е. большая часть стоимости уходит зарубеж. Поэтому нельзя говорить, что электромобиль будет выпускаться по 100 000 в год также как, например, Лада Веста сказать этого не будет никогда очень уместно, просто в силу целого ряда глобальных ограничений, таких как стоимость батареи и даже не столько стоимость, а объем материалов, который необходим для таких батарей, который нам никто не продаст, а в России нет собственных залежей такой мощности.

Энергосеть, банально не готова. Как можно частнику купить электромобиль, если квартира на девятом этаже? Зарядные станции скорее должны быть централизованы. Почему АвтоВАЗ делал Элладу для проекта Таксопарк? Там централизованная зарядка, где автомобиль приезжает и заряжается. Почему в Москве электробусы? Потому что там централизованная зарядка: автобус приезжает в конце смены и заряжается. И здесь то же самое. Мы можем говорить, что это нишевый продукт, такси или другой коммерческий транспорт, т.к. это получается дорогой автомобиль, который необходимо постоянно эксплуатировать, чтобы отбить его стоимость, и только так это может быть бизнесом.

Т.е. ключевой вопрос сделают ли теперь электромобиль бизнесом в России.
Возможны сценарии существования электромобиля как самостоятельного продукта. То, что они дорогие это еще ни о чем не говорит. Можно создавать условия, если будет принято принципиальное решение. Например, если в той же Москве, запретят заезд в Садовое кольцо обычным автомобилям вот, пожалуйста, достаточное условие. Поэтому, по крайней мере, у нас в России вопрос распространения электромобилей это больше вопрос политический, вопрос престижа и конечно экономический тоже. Словом, пока это роскошь, а не средство передвижения.

Наше исследование рынка показало, что в России по автомобильной части почти всё что угодно можно продать малой серией до 5 000 в год. Поэтому, при выполнении некоторых условий, вполне возможен сценарий выпуска малых серий электромобилей. А когда будет реализован функционал ADAS можно будет говорить и об умных автомобилях.

Благодарности
Часть команды разработчиков электронной архитектуры электромобиля (слева направо: Сергей Макаров, Алексей Жданов, Валерий Овчинников, Алексей Окунев, Роман Галлямов, Максим Орлов, Олег Бородин, Владимир Шевцов, Тигран Карапетян)Часть команды разработчиков электронной архитектуры электромобиля (слева направо: Сергей Макаров, Алексей Жданов, Валерий Овчинников, Алексей Окунев, Роман Галлямов, Максим Орлов, Олег Бородин, Владимир Шевцов, Тигран Карапетян)

Хочется поблагодарить команду проекта в компании Ладуга, питерских и белорусских коллег. Только совместными усилиями профессионалов можно выполнить проект такой сложности.

Работы выполнялись в рамках проекта по теме Создание "Умного" Цифрового Двойника и экспериментального образца малогабаритного городского электромобиля с системой ADAS 3-4 уровня. Уникальный идентификатор проекта : RFMEFI57818X0269.

Подробнее..
Категории: Инженерные системы , Научно-популярное , Производство и разработка электроники , Транспорт , Электроника , Автомобильные гаджеты , Автомобили , Кама-1

Тесла верит своим Богам! Так она находит путь

20.05.2021 10:09:10 | Автор: admin

Как устроена навигация в автомобилях Tesla. В чем трудности поиска пути по земли русской?

C 2018 года все счастливые обладатели Tesla в России получили обновление Европейской навигации в которой России уже не было, официально это объясняется поддержанием баланса веса карт и удалением регионов, не входящих в зону официального обслуживания.

Как же использовать большой экран Tesla на полную силу? Видеть маршрут, какой процент батареи останется? С какой скоростью ехать? Можно ли сделать даунгрейд на старые карты?

Тесла использует для построения маршрутов Valhalla -это механизм маршрутизации с открытым исходным кодом и сопутствующие библиотеки для использования с данными OpenStreetMap.

Valhalla в Tesla и Тесла в ВальхаллеValhalla в Tesla и Тесла в Вальхалле

Вальхалла - это не только пантеон германских Богов и "чертог мёртвых ", но и отличный движок для построения маршрутов с дополнительными инструментами и модульной структурой, API на основе C++, с возможностью перекрестной компиляции различных фрагментов. И да, все это open source https://github.com/valhalla/valhalla.

Работает на Linux и Mac OS и частично на Windows.

Valhalla состоит из нескольких библиотек, каждая из которых отвечает за свою функцию. Расположение различных функций по библиотекам выглядит следующим образом:

Midgard - базовые географические и геометрические алгоритмы для использования в различных других проектах.

Baldr - базовые структуры данных для доступа и кэширования данных маршрута.

Sif - библиотека, используемая при расчете стоимости узлов графа. Это может быть использовано в качестве входных данных для Loki и Thor.

Skadi - библиотека и сервис для доступа к данным о высоте. Это может быть использовано в качестве входных данных для Mjolnir или в качестве автономной службы.

Mjolnir - Инструменты для превращения открытых данных в части графа Valhalla.

Loki - библиотека, используемая для поиска участка графа и корреляции входных местоположений с объектом внутри участка. Эта коррелированная сущность (ребро или вершина) может использоваться в качестве входных данных для Thor.

Meili - библиотека, используемая для сопоставления карт.

Thor - библиотека, используемая для создания пути через иерархию участков графа. Этот путь и атрибуция вдоль пути могут быть использованы в качестве входных данных для Odin.

Odin - библиотека, используемая для создания маневров в пути. Этот набор информации о направлениях может использоваться в качестве входных данных для Tyr.

Tyr - сервис, используемый для обработки http-запросов для маршрута, связывающегося со всеми другими API valhalla. Tyr форматирует вывод из Odin.

Установка

Если у Вас Ubuntu 20.04 отличный гайд по установке.

Здесь можно скачать карты, выбрав нужные регионы.

Для ЦФО РФ

curl -O http://download.geofabrik.de/russia/central-fed-district-latest.osm.pbf

Рендерим карты

valhalla_build_tiles -c ./conf/valhalla.json central-fed-district-latest.osm.pbf

Запускаем

valhalla_service ~/valhalla/scripts/conf/valhalla.json 2

Давайте найдем маршрут на автомобиле из Москвы в Подольск

curl http://localhost:8002/route \--data '{"locations":[              {"lat":55.7522,"lon":37.6156},              {"lat":55.4242,"lon":37.5547}           ],         "costing":"auto"        }' | jq '.'

В ответ получаем JSON с узловыми токами маневров.

Файл навигации в Тесла

Я обратился https://teesla.ru/ и мне передали файл с европейской навигацией из Тесла. Весит файл около 8гб и на мое удивление содержит вовсе не карты, а уже проложенные пути.

Карты Tesla подгружает из Google, как и данные о зарядках, часть ограничений скорости. Данные в файле навигации представляют собой скомпилированные графы пути.

Пример

json { "trip": { "language": "en-US", "status": 0, "units": "miles", "status_message": "Found route between points", "legs": [ { "shape": "yx{xmA_lybd@oClBqWxRqWhRsFlEeKlHaChBiGbFqGtEkWxRyQbN", "summary": { "max_lon": 19.461329, "max_lat": 41.321014, "time": 28, "length": 0.178, "min_lat": 41.318813, "min_lon": 19.45956 }, "maneuvers": [ { "travel_mode": "drive", "begin_shape_index": 0, "length": 0.154, "time": 24, "type": 1, "end_shape_index": 9, "instruction": "Drive northwest on Rruga Stefan Kaulini.", "verbal_pre_transition_instruction": "Drive northwest on Rruga Stefan Kaulini for 2 tenths of a mile.", "travel_type": "car", "street_names": [ "Rruga Stefan Kaulini" ] }, { "travel_type": "car", "travel_mode": "drive", "verbal_pre_transition_instruction": "Continue on Rruga Glaukia for 100 feet. Then You will arrive at your destination.", "verbal_transition_alert_instruction": "Continue on Rruga Glaukia.", "length": 0.024, "instruction": "Continue on Rruga Glaukia.", "end_shape_index": 10, "type": 8, "time": 4, "verbal_multi_cue": true, "street_names": [ "Rruga Glaukia" ], "begin_shape_index": 9 }, { "travel_type": "car", "travel_mode": "drive", "begin_shape_index": 10, "time": 0, "type": 4, "end_shape_index": 10, "instruction": "You have arrived at your destination.", "length": 0, "verbal_transition_alert_instruction": "You will arrive at your destination.", "verbal_pre_transition_instruction": "You have arrived at your destination." } ] } ], "summary": { "max_lon": 19.461329, "max_lat": 41.321014, "time": 28, "length": 0.178, "min_lat": 41.318813, "min_lon": 19.45956 }, "locations": [ { "original_index": 0, "lon": 19.461336, "lat": 41.318817, "type": "break" }, { "original_index": 1, "lon": 19.459599, "lat": 41.320999, "type": "break" } ] } }

Для адресов используются данные из карт Tomtom

Пример импорта в файле карт tesla из tomtom

mport_db:schema tomtom_eur_2019_03_007:eur_schema_0329export_db:schema tomtom_eur_2019_03_007:allagash_eur_schema_0329_02_05_2019_a665978_10482

EU-2019.20-10482valhalla_allagash_eur_schema_0329_02_05_2019_a665978_10482_02_05_2019_a665978_10482.pbf-tiles-1ee14c0.tarimport a665978export a665978build 1ee14c0 VE-3.0.0 common pro/dad pro/dun pro/eng pro/frf pro/ged pro/iti high/non pro/spe pro/swsaddress-eur-tomtom_eur_2019_03_007-19.mt./valhalla/build-filesync.shcbe7391137bb Fri May 3 23:42:49 UTC 2019import_db:schema tomtom_eur_2019_03_007:eur_schema_0329export_db:schema tomtom_eur_2019_03_007:allagash_eur_schema_0329_02_05_2019_a665978_10482supplement

Файл карт в файловой системе Squashfs (.sfs)

Последние 2кб очень странные, в них и вся соль. Файлы подписаны ключом. Шифрование AES.

При загрузке карт в машину, Тесла проверяет подпись поэтому модифицированные карты не удалось загрузить.

P.S.

Можно ли подписать карты? Найти ключ и порядок S-box? Тесла на Тегра хранят файл навигации на отдельной карте памяти в MCU. Тесла на Intel хранят файл навигации на в основной eMMC. С картой памяти все просто, разбираем половину торпеды, вытаскиваем из MCU, заливаем дамп с картами и вставляем обратно, с eMMC не так все однозначно. Если карты просто залить на чип eMMC, апдейтер в автомобиле с живыми сертификатами загрузит обновление и заменит их.

От cебя готов предоставить приз целый день аренды самой заряженной Tesla model 3 Performance за способ генерации и загрузки карт в Tesla model 3 с РФ. Пишите в личку.

Подробнее..
Категории: Программирование , *nix , Криптография , Навигация , Valhalla , Tesla , Автомобильные гаджеты

Контроль сонливости водителя и кресла с учётом женской анатомии что нового в автомобильных технологиях безопасности?

09.06.2021 14:20:05 | Автор: admin

В 1959 году компания Volvo стала оснащать свои автомобили трёхточечным ремнём безопасности, а затем поделилась этой технологией со всеми производителями. Спустя десятилетие появились подушки безопасности, которые после тестов внедрили в серийные автомобили. От ремней до контроля поведения водителя, от пассивной до активной безопасности: какие технологии создали в последнее время и какие из них считаются одними из эффективных, рассказываем в этом материале.

Active safety и ADAS

Автомобили оснащаются электроникой, датчиками, сенсорами, радарами, которые позволяют чувствовать себя на дороге чуть более спокойными. Одна из них технология active safety это различные стабилизационные системы, которые берут на себя управление автомобилем в критических ситуациях.

ADAS (Advanced driver-assistance systems) включает ряд функций, таких как адаптивный круиз-контроль, стабилизационные системы, автоматическое экстренное торможение, обнаружение слепых зон, предупреждение о столкновении, предупреждение о перекрёстном движении и система удержания полосы. Автомобили могут определить, покинули ли вы свою полосу движения, упустили ли из виду пешехода или животное на дороге, помогут с парковкой в неудобных ситуациях.

Эксперты считают, что автомобили, оснащённые ADAS, снизили количество аварий и спасли жизни. Согласно исследованию LexisNexis Risk Solutions, владельцы автомобилей с системой ADAS на 27% реже обращались по поводу телесных повреждений и на 19% реже обращались по поводу повреждения имущества.

Возможное снижение количества несчастных случаев по мере роста внедрения ADAS.

Данные страхового института дорожной безопасности (IIHS) и производителей CCC Information Services, показывают, что автомобили, оснащённые ADAS, сокращают количество аварий на 20-50%. Институт прогнозирует резкое снижение аварийности в ближайшие 30 лет благодаря ADAS.

Automatic Emergency Braking

Одним из самых популярных и эффективных ADAS-решений для владельцев машин является автоматическое экстренное торможение (Automatic Emergency Braking). Американский страховой институт дорожной безопасности (IIHS) считает, что системы AEB предотвратят 28000 аварий к 2025 году.

Эта система использует датчики и камеры для обнаружения потенциального лобового столкновения и измерения расстояния до любого транспортного средства, а затем автоматически включает тормоза. Сокращая время реакции человека на торможение, система AEB может снизить вероятность аварии или, по крайней мере, уменьшить тяжесть удара.

В некоторых автомобилях используются радары, установленные на передней решётке, бампере или вентиляционных отверстиях. Другие полагаются на камеры, которые обычно устанавливаются внутри лобового стекла за зоной зеркал заднего вида. Некоторые используют и то, и другое. Независимо от метода обнаружения, программное обеспечение постоянно рассчитывает вероятность аварии на основе данных датчиков.

20 автопроизводителей согласились включить в свои автомобили автоматическое экстренное торможение как стандартную опцию к 2022 году. По данным страхового института дорожной безопасности, некоторые компании выполнили обещание, хоть и не идеально. Среди них Audi, Mercedes-Benz, Volvo and Tesla, а также BMW, Hyundai, Mazda, Subaru, Toyota and Volkswagen. Некоммерческая организация Consumer Reports считает, что внедрение технологий для спасения жизней должно быть не добровольным, а обязательным. Они призывают внести в федеральный закон США необходимость оснащения уже созданными технологиями всех новых моделей автомобилей, поступающих на рынок. Компания указывает, что автопроизводители должны сменить вектор и перестать продавать safety technologies как очередную дорогостоящую надстройку, как люк на крыше или модные стереосистемы.

Какие ещё есть системы и приложения?

Помимо экстренного торможения существуют технологии, помогающие наблюдать за происходящим внутри и снаружи. Среди них:

Адаптивное освещение

Ограниченная видимость может затруднить движение в ночное время, особенно по извилистым дорогам. Адаптивные фары улучшают ночное видение за счёт регулировки направления в зависимости от дороги впереди. AFS (Adaptive Front-Lighting System) использует датчики для измерения действий рулевого управления, затем система регулирует наклон и поворот фар, чтобы лучше видеть, куда вы собираетесь. Поэтому, когда водитель поворачивает, у него будет больше шансов понять, куда он направляется, вместо того, чтобы освещать обочину дороги. Кроме того, такая система позволяет избегать попадания прямых лучей на встречные автомобили.

Камера в салоне

К примеру, проект Honda CabinWatch, где используют камеру, чтобы помочь водителям минивэнов внимательно следить за детьми на заднем сиденье. Другие компании и сервисы экспериментируют с программным обеспечением для распознавания лица, чтобы разблокировать автомобиль или определить, когда водитель устаёт или отвлекается. К примеру, так делает Яндекс.Такси с их камерой Yandex Signal Q1, которая анализирует 68 точек на лице человека с помощью технологий компьютерного зрения и нейросети. Она фиксирует различные параметры, например, частоту и длительность моргания.

Мониторинг сонливости

У Jaguar разработана система контроля степени усталости водителя (Driver Condition Monitor), которая определяет признаки сонливости и предупреждает об этом. Она анализирует широкий ряд показателей: отклик системы электроусилителя руля, нажатие на педали газа и тормоза и общее поведение во время управления автомобилем. Алгоритмы изучают полученные данные, чтобы определить момент, когда водитель устаёт. Распознав признаки сонливости, система предлагает остановиться и отдохнуть.

Проекционный дисплей

Heads Up Display позволяет не спускать глаз с дороги, проецируя важную информацию на лобовое стекло автомобиля. Во время движения водитель видит скорость транспорта и GPS-навигацию на приборной панели. Такие дисплеи, например, есть у BMW.

Что может быть не так?

Все автомобильные технологии помогают, если их действительно использовать. Исследования показывают, что водители намеренно отключают функции, которые могут помочь избежать аварий. Некоторые родители опасаются, что новые решения мешают подросткам освоить основы. Они переживают, что различные сигналы, гудки и яркие огни сами по себе могут отвлекать.

Ещё один момент стоимость обслуживания автомобилей с ADAS. Ремонт датчиков, сенсоров, радаров дорог, и иногда только производитель может им заняться.

Пассивная безопасность

Помимо ремней и подушек, к пассивной безопасности можно отнести зоны деформации, поглощающие энергию столкновения. Для введения этих технологий были организованы краш-тесты, которые проводились на телах умерших людей, животных, живых испытателях и манекенах. Помимо самих автопроизводителей, краш-тесты проводят такие ассоциации, как европейская Euro NCAP, Национальное управление безопасностью движения на трассах США (NHTSA) и страховой институт дорожной безопасности IIHS, и похожие ассоциации в Германии, Австралии, Китае и Японии. В разных странах они отвечают за рейтинг безопасности и вывод на рынок новых моделей автомобилей. Тесты проводятся с помощью манекенов и компьютерного моделирования.

Женские манекены

Как раз о манекенах мы и упомянем. В 2019 году статья Guardian Смертельная правда о мире, построенном для мужчин из жилетов к автомобильным авариям вызвала бурное обсуждение. Оказалось, что когда женщина попадает в ДТП, у неё на 47% больше шансов получить серьёзные травмы и на 71% больше шансов получить травмы средней степени тяжести. А всё потому, что в экспериментах никогда должным образом не использовали женский манекен. Он существует, но его тестируют чаще на месте пассажира, а не водителя. И это просто уменьшенная версия мужского манекена, которая не учитывает размеры и состояние грудной клетки, шейного отдела, вес, рост и возможность быть беременной.

Что изменилось за это время?

Шведские исследования показали, что современные сиденья слишком прочные, чтобы защитить женщин от хлыстовых травм: они выбрасывают женщин вперёд быстрее, чем мужчин. Закономерно, что в авангарде решений находится компания Volvo. Они создали инициативу EVA и согласно накопленным данным подготовили систему защиты от хлыстовой травмы WHIPS. Она сочетает прочный подголовник с продуманной конструкцией сиденья для защиты головы и позвоночника. По мнению Volvo, сейчас отсутствует разница в риске травмы между мужчинами и женщинами. Помимо этого, есть инновация SIPS (система защиты от боковых ударов) которая вместе с подушкой безопасности при боковом ударе снижает риск серьезных травм грудной клетки более чем на 50% для всех пассажиров. И не последнее решение от шведов они разработали первый в мире манекен среднего размера для краш-тестов для беременных. Это компьютерная модель, которая позволяет изучить, как движется пассажир, и как ремень безопасности и подушка безопасности влияют, среди прочего, на женщину и плод.

Новая линейка манекенов для краш-тестов под названием THOR доступна давно, но ещё не была официально принята системами оценки безопасности NHTSA или IIHS. По форме они больше соответствуют мужскому и женскому телу и имеют на 100 датчиков больше для сбора данных, чем семейство Hybrid III стандартных манекенов. Женская версия имеет тазовую кость и грудь женской формы.

Астрид Линдер, директор по исследованиям безопасности дорожного движения Шведского национального исследовательского института дорог и транспорта, сотрудничала с европейскими учёными, чтобы разработать EvaRID, первую женскую виртуальную модель манекена, предназначенную для проведения краш-тестов низкой степени тяжести при ударе сзади. Виртуальное моделирование не всегда даёт такие конкретные результаты, как физические тесты, но оно обеспечивает гораздо большую гибкость при моделировании автомобильных аварий с различными типами телосложения.

Джессика Джермакян из IIHS, которая стал соавтором нового исследования риска травм для мужчин и женщин, обнаружила, что, хотя улучшения в области безопасности сделали автомобили безопаснее для всех, женщины по-прежнему значительно чаще получают травмы нижних конечностей, например, ноги и ступни.

Что нас ждёт?

Появляется всё больше решений для более безопасного вождения или сокращения ДТП. Из последних новостей: в Кембридже разработали голографический дисплей для автомобиля. Голограммы появляются в поле зрения водителя в соответствии с их фактическим положением, создавая дополненную реальность по мнению авторов, это может быть менее отвлекающим решением, чем проекционный дисплей.

Никакого алкоголя

Ожидается внедрение технологии, предотвращающей вождение водителями с опьянением Driver Alcohol Detection System for Safety (DADSS) это единственная технология, разрабатываемая для измерения или количественного определения точной концентрации алкоголя в крови. Это решение не позволит водителю, находящемуся в подвыпившем состоянии, завести двигатель автомобиля и управлять им в нетрезвом виде.

География авторынка

Решения будут зависеть и от географии авторынка. Так, Volvo запланирована современные технологии предупреждения о скользкой дороге и аварийной остановке для Северной Америки.

Кибербезопасность

Из-за увеличения количества программного обеспечения в автомобиле игроки рынка автомобилестроения должны обратить внимание на кибербезопасность. Она становится новой гранью качества для транспорта. В скором времени планируется ввод обновленных стандартов и регуляций, касающихся обновления программного обеспечения автомобиля по беспроводным сетям.

Источники материала:

  1. https://www.forbes.com/sites/christopherelliott/2020/10/03/your-car-knows-best-these-new-auto-safety-features-will-surprise-you/

  2. https://www.erieinsurance.com/blog/best-car-technology-features-2020

  3. https://www.volvocars.com/mm/why-volvo/human-innovation/future-of-driving/safety/cars-safe-for-all

  4. https://www.theguardian.com/lifeandstyle/2019/feb/23/truth-world-built-for-men-car-crashes

  5. https://humanetics.humaneticsgroup.com/products/anthropomorphic-test-devices/frontal-impact/thor-5f

  6. https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/cybersecurity-in-automotive-mastering-the-challenge#

  7. https://cccis.com/wp-content/uploads/2020/12/CCC-Crash-Course-2020.pdf

Если вы разбираетесь в теме технологий и вам нравится сфера автомотив, у нас открыты интересные вакансии. Мы ищем С/С++ разработчиков, QA автоматизаторов, архитекторов и других специалистов. Все вакансии в автомотив практике в Luxoft по ссылке

Подробнее..
Категории: Интернет вещей , Безопасность , Искусственный интеллект , Транспорт , Блог компании luxoft , Технологии , Электромобили , Автомобильные гаджеты , Автомобили , Luxoft

Перевод Автопилот Tesla может обойтись без водителя

23.04.2021 16:06:54 | Автор: admin

В свете недавних событий, связанных со смертоносной аварией Tesla, издание Consumer Reports показало, что система, обеспечивающая наличие водителя в электрокаре, до безумия проста.

Tesla Model STesla Model S

Видео, приведенное ниже, показывает, что на самом деле никому не нужно сидеть за рулем для запуска автопилота:

Согласно первоначальному расследованию последней аварии в Техасе, ни одна из двух жертв, погибших в Tesla Model S, на самом деле не управляла автомобилем. Тест Consumer Reports показывает, насколько легко запутать систему автопилота Tesla, которая оценивается как система помощи водителю 2-го уровня по шкале автономности SAE (следует напомнить, что ни один автомобиль в продаже сегодня не квалифицируется как беспилотный автомобиль.)

На видео Джейк Фишер, старший директор по автомобильным испытаниям CR, задействует автопилот и снижает скорость до нуля. Это не отключает систему, и, пока машина остановлена, он прикрепляет вес к рулевому колесу. Используя вес, имитирующий вес руки водителя на руле, Фишер оставляет пристегнутый ремень безопасности и перелазит на пассажирское сиденье. Оттуда он увеличивает скорость, и автопилот начинает маневрировать и следовать по линиям замкнутого тестового курса. Так машина думает, что за рулем остается человек. Автопилот не использует камеру, чтобы проверить, присутствует ли водитель на месте и обращает ли он внимание на дорогу, как это делают системы General Motors, Ford и других компаний.

Система <...> не могла определить, был ли там водитель вообще. Tesla отстает от других автопроизводителей, таких как GM и Ford, которые в моделях с продвинутыми системами помощи водителю используют технологии, гарантирующие, что водитель смотрит на дорогу, сказал Фишер.

После аварии и значительного интереса со стороны правительства США генеральный директор Tesla Илон Маск написал в Твиттере, что ранние журналы данных показали, что в автомобиле не был задействован автопилот и не была установлена бета-версия режима полного самоуправления. CR отмечает, что автопилот по-прежнему способен на множество ошибок, как и любая другая система помощи водителю. А когда он совершает ошибку, он может внезапно отключиться, что может привести к аварии, если водитель не готов сиюминутно вернуть полный контроль над автомобилем.

В ответ на видео Илон Маск сказал, что СМИ действительно усиливают атаки на Tesla.

Подробнее..
Категории: Новости , Научно-популярное , Илон маск , Разработка робототехники , Робототехника , Тест , Технологии , Блог компании timeweb , Роботы , Tesla , Автомобильные гаджеты , Автопилот , Авария tesla

Перевод Тренды 2021 в индустрии беспилотного транспорта

11.02.2021 10:09:47 | Автор: admin
image

Обзор основных трендов в индустрии беспилотного транспорта на 2021 год и некоторые параллели с 2020 годом.

Пришло время поговорить о перспективах беспилотного транспорта в 2021 году. В прошлом году в индустрии было небольшое затишье, пандемия сильно повлияла на стратегию многих компаний и заставила пересмотреть многие сценарии использования. Важность беспилотных грузовиков и автомобилей для перевозки товаров выросла в ущерб роботакси. Исключением стал Китай там масштабы тестирования роботакси резко возросли.

Регуляции NHTSA в отношении беспилотного транспорта


Работа NHTSA (Национальное управление безопасностью движения на трассах) по разработке регуляций для беспилотного транспорта станет важным событием 2021 года. Я написал две статьи по этой теме: NHTSA разрабатывает стандарты безопасности беспилотных автомобилей и у него есть вопросы и Определение безопасности беспилотных автомобилей от NHTSA. Надеюсь, работа над этим проектом будет завершена в 2021 (хотя вероятнее в 2022).

SPAC и IPO


Компании по приобретению специального назначения (SPAC) оказывают большое влияние на публичное размещение компаний в области беспилотного транспорта как альтернатива традиционному IPO. В 2020 году ряд компаний, занимающихся лидарами и датчиками, стали публичными через SPAC включая Velodyne, Luminar, Innoviz и Aeva. Вполне вероятно, что IPO через SPAC будут пользоваться стартапы, занимающиеся лидарами, и в 2021 этот тренд дойдет и до других сегментов рынка беспилотного транспорта программных платформ, беспилотных грузоперевозок и компаний, занимающихся разработкой процессоров.

Консолидация рынка беспилотного транспорта


Как показали две крупные сделки 2020 года, индустрия беспилотного транспорта созрела для консолидации. В июне 2020 года Amazon приобрела Zoox, а в декабре 2020 Aurora купила подразделение Uber, занимающееся беспилотными автомобилями. Также в декабре состоялась и другая небольшая сделка Nuro купила Ike Robotics.

В 2021 году ожидаются и другие слияния на рынке беспилотного транспорта с покупками компаний, занимающихся лидарами это произойдет наверняка, поскольку Tier-1 поставщики и автопроизводители будут искать возможности. Некоторые лидарные стартапы могут не получить дополнительного венчурного финансирования, из-за чего они будут представлены на рынке по бросовым ценам. Лидарные компании, работающие с частотно-модулированными непрерывными волнами (FMCW) станут более востребованными и могут стать привлекательными кандидатами на приобретение.

Беспилотные грузовики


Беспилотные грузовики привлекли к себе внимание в 2020 году. Вероятно, в этом году в эту отрасль будут дальше инвестировать и она будет развиваться. В юго-западных штатах США будут быстро расти объемы тестирования. Ожидается, что компания Plus.ai начнет тестирование в Европе и запустит производство своих беспилотных грузовиков в 2021 году.

Две ведущие компании-разработчика программных платформ для беспилотного транспорта, Waymo и Aurora вошли в сегмент беспилотных грузовиков и, как ожидается, станут мощными конкурентами. Aurora недавно объявила о сотрудничестве с Paccar, а Waymo работает с грузовыми брендами концерна Daimler. Все это говорит о том, что в 2021 году Aurora и Waymo будут играть важную роль в беспилотных грузоперевозках.

Когда-нибудь в 2021 году мы, вероятно, увидим испытания беспилотных водителей без водителей безопасности. TuSimple уже объявила, что будет тестировать беспилотные грузовики в 2021 году, и другие компании тоже могут это сделать.

В 2021 году ожидается резкий рост объемов производства беспилотных грузовиков с 150 единиц в 2020 году до более чем 2000 в глобальном масштабе к концу 2021 года. Обратите внимание, что беспилотные грузовики ездят от хаба до хаба, в то время как большая часть беспилотных автомобилей ездят по шоссе. Если ведущие логистические компании (такие как FedEx, UPS, Amazon и Walmart) увеличат количество испытаний автономных грузовиков, этих объемов поставок может не хватить.

Беспилотные автомобили для перевозки товаров


13 января 2021 года NHTSA выпустило регламент, который будет полезен беспилотным автомобилям для перевозки товаров. Документ называется Защита пассажиров в автомобилях с системами автоматизации езды. Публикация этого законопроекта значит, что коммерческие беспилотные автомобили для перевозки товаров не нуждаются в устройствах защиты пассажиров и человеческом управлении. В целом, этот документ соответствует льготам, которые получила компания Nuro в 2020 году.

У рынка беспилотных автомобилей для перевозки товаров есть два основных сегмента: дорожные и тротуарные транспортные средства. Дорожные имеют разные размеры и форм-фактор от фургонов и небольших грузовиков до специализированных грузовых автомобилей, таких как Nuro R2. Думаю, в 2021 году объемы производства коммерческих беспилотных автомобилей для перевозки товаров будет расти, причем Nuro будет лидером в США, а Neolix в Китае. Беспилотный автомобиль для перевозки отваров, разработанный компанией Neolix, был представлен в рамках презентации компании Valeo на выставке CES 2020. Valeo также может стать новым игроком на этом рынке.

Некоторые эксперты ожидают, что в 2021 году дорожные беспилотные автомобили для перевозки товаров сделают шаг вперед. В 2020 году было выпущено порядка 100 транспортных средств, а к концу 2021 может быть выпущено несколько тысяч. Если в 2021 году Waymo, Cruise и Ford будут агрессивно использовать свои беспилотные автомобили для доставки товаров по дорогам, то цифры могут быть еще больше.

У тротуарных беспилотников потенциал роста в 2021 году еще больше. Из-за своей низкой скорости они будут получать меньше урона при столкновениях. Компания Starship является лидером по тестированию таких устройств в разных городах. Starship и ее конкуренты уже удалось успешно поставлять фаст-фуд в университетские кампусы. Развитие этого сегмента рынка замедлилось во время пандемии, но в 2021 году оно должно возрасти.

Потенциальные решения для доставки товаров, продаваемых на электронных площадках, от Amazon и FedEx (у этих компаний есть свои устройства для перевозки товаров по тротуарам) могут получить развитие в 2021 году, а значит количество тротуарных беспилотников может вырасти с 400 в 2020 году до 4000 в 2021 с потенциалом на еще большее развитие. В какой-то момент количество тротуарных беспилотников может вырасти до десятков тысяч, но до этого нужно подождать до 2022 или 2023 года.

Роботакси


Во множестве городов США и Китая будет проведено обширное тестирование роботакси с участием водителей-испытателей. Также мы увидим как тесты роботакси будут проводиться в Европе и других странах Азии. Платные поездки на роботакси с участием водителей безопасности будут осуществляться в ряде городов США и Китая, а также в некоторых других странах.

Тесты роботакси без водителей будут массово проводиться в США, Китае, Европе и Израиле и, возможно, еще в нескольких странах. В некоторых из этих стран также будет начато развертывание платных сервисов.

В Китае в конце 2020 года для испытаний использовались порядка 500 роботакси, причем большая часть автомобилей принадлежит Waymo. Ожидается, что к концу 2021 года это число вырастет вероятно до более чем 10 000 единиц. Во многом объемы расширения будут зависеть от планов Waymo на работу в Калифорнии и/или других городах. Вторым ключевым фактором будет развитие отрасли в Китае, а третьим планы Waymo по расширению.

Беспилотные автомобили с фиксированными маршрутами


Пандемия сильно повлияла на беспилотные автомобили с фиксированными маршрутами, поскольку они предлагали услуги совместных перевозок. По мере того, как к середине 2021 года (и позднее) воздействие пандемии будет снижаться, возможности таких беспилотных автомобилей будут расти. Многие транспортные службы уже проявили интерес к этой области и сейчас у них есть время на оценки перспектив тестирования и развертывания думаю, оно начнется в конце 2021 года. Наверняка 2022 год будет еще лучше.

Личные беспилотные автомобили


Мы не увидим личных беспилотных автомобилей в 2021 году, равно как и в последующие годы. Основное внимание сейчас уделяется расширению функциональности ADAS-решений 1 и 2 уровня, причем некоторые модели 2 уровня выходят за рамки базового функционала, но не дотягивают до третьего. Также могут появиться решения 3 уровня. Впрочем, я за то, чтобы пропустить 3 уровень, поскольку многие водители не смогут взять на себя управление к экстренных ситуациях. Когда/если что-то такое произойдет, вся индустрия ощутит негативные последствия.

Сроки выпуска систем беспилотной езды 4 уровня для личных автомобилей были объявлены во время презентации Mobileye на выставке CES 2021. Mobileye считает, что стратегия компании с использованием двух независимых систем восприятия (камера+лидар и радар), система RSS (безопасность с учетом ответственности) и REM (система управлением пассажирского опыта) будет достаточно зрелой для использования в персональных беспилотных автомобилях 4 уровня в 2025 году. Думаю, что эти оценки спешат на год или два, хотя компания уже снизила оценки ожидания до выступления Mobileye все говорили о 2030 году.

2021 год станет хорошим для всех сценариев использования беспилотного транспорта с заметным продвижением в областях датчиков, процессоров, ПО и систем безопасности. Значительное расширение рынка произойдет за счет десятикратного роста популярности различных сценариев использования, опорой которого станут скромные показатели 2020 года.



image

Вакансии
НПП ИТЭЛМА всегда рада молодым специалистам, выпускникам автомобильных, технических вузов, а также физико-математических факультетов любых других высших учебных заведений.

У вас будет возможность разрабатывать софт разного уровня, тестировать, запускать в производство и видеть в действии готовые автомобильные изделия, к созданию которых вы приложили руку.

В компании организован специальный испытательный центр, дающий возможность проводить исследования в области управления ДВС, в том числе и в составе автомобиля. Испытательная лаборатория включает моторные боксы, барабанные стенды, температурную и климатическую установки, вибрационный стенд, камеру соляного тумана, рентгеновскую установку и другое специализированное оборудование.

Если вам интересно попробовать свои силы в решении тех задач, которые у нас есть, пишите в личку.



О компании ИТЭЛМА
Мы большая компания-разработчик automotive компонентов. В компании трудится около 2500 сотрудников, в том числе 650 инженеров.

Мы, пожалуй, самый сильный в России центр компетенций по разработке автомобильной электроники. Сейчас активно растем и открыли много вакансий (порядка 30, в том числе в регионах), таких как инженер-программист, инженер-конструктор, ведущий инженер-разработчик (DSP-программист) и др.

У нас много интересных задач от автопроизводителей и концернов, двигающих индустрию. Если хотите расти, как специалист, и учиться у лучших, будем рады видеть вас в нашей команде. Также мы готовы делиться экспертизой, самым важным что происходит в automotive. Задавайте нам любые вопросы, ответим, пообсуждаем.

Список полезных публикаций на Хабре

Подробнее..
Категории: Научно-популярное , Транспорт , Блог компании нпп итэлма , Automotive , Итэлма , Компоненты для автопроизводителей , Электроника для автотранспорта , Adas , Исследования и прогнозы в it , Автомобильные гаджеты , Connectivity , Connected cars , Nhtsa

Перевод Sony делает электромобиль

15.02.2021 22:09:28 | Автор: admin
image

Когда в прошлом году на CES представители Sony рассказывали о проекте Vision-S, все это выглядело исключительно как маркетинг. В этом году проект электромобиля Gambit, кажется, в большей степени связан с автомобильной индустрией.

У японского гиганта бытовой электроники есть множество подразделений, обеспечивающих компании успех в области развлечений. Возникает вопрос: сможет ли Sony адаптировать свои технологические ноу-хау к автомобильному рынку и войти в мир автомобильной безопасности?

У Sony невероятный арсенал технологий и медиаресурсов: от устройств формирования изображений в высоком разрешении, камер времени полета, технологий пространственного звука и изображения до 5G-устройств, UI/UX для смартфонов, технологий ИИ и распознавания, PlayStation 5 и Columbia Pictures.

Согласно заявлениям компании, электромобиль будет представлять собой сплав технологий и творческого подхода компании и сыграет важную роль в развитии будущего мобильности и подхватит эволюцию безопасности, комфорта, развлечений и доступности. Какими бы грандиозными не казались эти планы, пока неясно таковы ожидания автопроизводителей или таков спрос.

Возьмем, например датчики изображения CMOS.

Они приходят на ум первыми, поскольку построение изображений одна из наиболее важных технологий восприятия в ADAS и системах мониторинга водителя. Более того, в 2019-2020 годах датчики изображения ADAS значительно продвинулись.

Рынок удвоился за два года и в 2020 году он составлял 500 миллионов долларов. Ожидается, что за ближайшие 5 лет он вырастет еще на 19 процентов, сказал Пьер Камбю, главный аналитик Yole Dveloppement. Камбю привел цифры из "Отчета о состоянии индустрии CMOS датчиков за 2020 год", составленного Yole Dveloppement.

Учитывая успех Sony на рынке смартфоном, может показаться, что компания уже доминирует на рынке автомобильного зрения.

Это не так.

На рынке датчиков для ADAS Sony занимает третье место (доля компании составляет 11 процентов), уступая On Semiconductor (49%) и Omnivision (19%).

Аналогичное положение дел наблюдается и на рынке датчиков изображения для систем мониторинга водителя (наблюдающих за салоном автомобиля). Лидером на этом рынке также является On Semiconductor.

Итак, в чем суть происходящего? Почему Sony отстает в автомобильной отрасли? Может у компании есть козырь в рукаве например, план выйти на рынок электромобилей следом за Apple?

Колин Барнден, ведущий аналитик Semicast Research, сказал EE Times: Создавать автомобили настолько легко, что Tesla делает это в палатке. Сложно зарабатывать на производстве машин, а затем зарабатывать на производстве надежных машин".

Sony не объявила о планах производить автомобили.

Тем не менее, компания работает над прототипом электромобиля под названием Vision-S (анонсирован год назад). Vision описывали как эксперимент по изучению потенциала мобильности следующего поколения.

Прошел год, и Vision-S продолжает развиваться теперь как проект, нацеленный на автомобильный рынок. Sony начала тестировать прототип на дорогах Австрии в декабре прошлого года об этом сообщил генеральный директор Sony Кеньичиро Йошида на прошлой неделе на выставке CES 2021.



Автомобильные амбиции Sony


Как предполагали некоторые аналитики, Sony вполне могла бы стать автопроизводителем.

Одним из характерных признаков этого является партнерство с Magna CEO компании объявил о совместной работе с Sony над проектом Vision-S, ведущейся с 2018 года. Похоже, сделка не будет ограничиваться разработкой прототипа. Барнден признает, что Magna лучший поставщик для Sony. Также Барнден считает, что Magna является лучшим поставщиком компонентов для iCar от Apple. По мнению Барндена, гонка за контрактами на поставки между Magna и Foxconn идет полным ходом.

Впрочем, мы отвлеклись. Давайте оставим в стороне спекуляции и разберемся с бизнесом Sony на автомобильном рынке.

На данный момент, несмотря на свой потенциал в области производства микросхем, Sony еще не зарекомендовала себя как поставщик передовых технологий для автомобильного рынка.

Тем не менее, в рекламном ролике Vision-S от Sony представлены перспективы и характеристики этого транспортного средства. Vision-S это элегантный четырехместный автомобиль, изобилующий решениями и технологиями (по-видимому, принадлежащими Sony).

image


В комплектацию прототипа включена приборная панель, цифровая панель управления и сенсорный экран информационно-развлекательной системы, протянутый от двери до двери. В Car Magazine пишут, что Vision-S похож на смесь Tesla Model S, Porsche Taycan и Audi A7 (особенно с 21-дюймовыми колесами).

image


По видео от Sony можно предположить, что Vision-S оснащен некоторыми функциями беспилотной езды. По данным с сайта Sony, в автомобиле используется 40 датчиков (18 камер времени полета, 18 ультразвуковых радаров и 4 лидара) с учетом камер времени полета и камер для мониторинга водителя в салоне.

image


Чтение по губам на подходе


У Sony есть свои взгляды на эту область и компания утверждает, что обладает рядом технологий. Их успешная реализация и внедрение могут привести к успеху.

Рассмотрим технологии мониторинга салона.

Как отмечает Sony, Датчики с камерами времени полета отслеживают состояние пассажиров. Также распознаются мимика и жесты водителя для оценки уровня его концентрации, при необходимости срабатывают предупреждения.

image


Как видно из множества анонсов на CES 2021, системы мониторинга водителя уже становятся реальностью. На очереди стоят системы распознавания речи, которые позволят любопытному водителю уточнить что-либо о работе автомобиля или задать вопрос вроде что это за здание впереди?

image


Теперь Sony работает над функциями чтения по губам, которые, по словам представителей компании, позволят достоверно улавливать и распознавать речь водителя даже в шумной обстановке.

В разговоре с EE Times представители Sony сказали, что несмотря на то, что некоторые исследователи представляли базовую концепцию систем распознавания речи по губам, никто не довел ее до совершенства. Марк Хэнсон, вице-президент по технологиям и бизнес-инновациям в Sony Semiconductor Solutions of America, отметил и прокомментировал важность таких решений. Несмотря на то, что функция распознавания речи по голосу может стать очень популярной, реальность такова, что при шуме ветра эти системы работать не будут. Хэнсон отметил: У меня два автомобиля и оба кабриолеты, так что я никогда не мог пользоваться системами распознавания речи.

Также он отметил, что распознавание речи затруднено, если на заднем сиденье кричат дети.

Мы задали вопрос может ли чтение по губам быть способом продвижения салонных камер от Sony? Оказалось, что не совсем. План Sony состоит в том, чтобы продавать лицензии на свое ПО для чтения по губам OEM-производителям такова стратегия компании для закрепления в роли поставщика технологических услуг и решений.

Также мы спросили работает ли Sony с какой-либо конкретной автомобильной платформой для обработки алгоритмов чтения по губам. Рассматривала ли компания возможность работы с платформой на Qualcomm Snapdragon, в которую уже интегрирован голосовой ассистент Алекса от Amazon?

Оказалось, что нет. Реализаций может быть множество, отметил Хэнсон. Учитывая, что работа Sony в этой области только начинается, у компании пока нет партнерских отношений или сотрудничества, о которых можно было бы объявить.

Впрочем, Хэнсон подчеркнул широкий спектр возможностей интеграции ПО для распознавания речи по губам. Среди них можно отметить ее запуск в автомобильном процессоре, встраивание в камеры или добавление дополнительной платы. Ожидается, что все перечисленные методы будут обрабатывать речь локально.

Хэнсон также рассказал об умном датчике компьютерного зрения, который Sony представила в прошлом году. В него встроены функции обработки, основанные на ИИ. Хэнсон отметил, что алгоритмы могут работать в самом датчике. Таким образом, определенная часть задачи может решаться прямо в устройстве Подобный умный датчик можно запрограммировать на распознавание черт лица и дальнейшую передачу в модель только данных о губах, чтобы обеспечить максимальную производительность.

Загвоздка в том, что датчик, о котором говорил Хэнсон, еще не используется ни в одном автомобиле. Он был разработан для потребительских приложений и пока не имеет автомобильной сертификации.

Поздний выход на автомобильный рынок


Большая ошибка Sony, скорее всего, состоит в том, что компания слишком поздно выходит на автомобильный рынок. Возможно, дело в том, что она была слишком поглощена своим успехом на рынке датчиков изображения для смартфонов. Только в 2014 году компания официально объявила о планах выйти на рынок автомобильных датчиков.

Тем не менее, за последние несколько лет Sony выпустила множество высокотехнологичных тепловизоров, обладающих передовыми функциями. Среди них можно выделить IMX224MQV, выпущенный в 2014 году. Компания утверждала, что это самый чувствительный в мире CMOS-датчик для автомобильных камер. В 2015 году Sony приобрела Softkinetics Systems (Бельгия) компанию, разработавшую технологию измерения времени полета для определения расстояния. Затем Sony переименовала Softkinetics в Sony Depthsensing Solutions Holding.

В 2017 выпустила датчик IMX390CQV, который должен был снизить мерцание светодиодов и обеспечивать высококачественную съемку с HDR. Позднее в том же году Sony представила IMX324, оборудованный многослойной CMOS-матрицей с эффективным разрешением 7.42 мегапикселя. Sony отметила, что новый датчик компании совместим с EyeA4 и EyeQ5 от Mobileye.

Фил Амсруд, старший главный аналитик IHS Markit, согласился с тем, что Sony опоздала с выходом на автомобильный рынок (при том, что у компании очень мало опыта в этой области).

Также Амсруд отметил, что Компания On Semi стала ведущим поставщиком CMOS (CIS) датчиков благодаря опыту в этой отрасли ранее она была подразделением Motorola Semiconductor. Именно поэтому на момент покупки Aptina у On Semi была родословная работы на автомобильном рынке и CIS-устройствами.

Что подвело Sony


История и опыт Sony в области потребительской электроники могли помешать компании понять потребности автопроизводителей.

Амсруд отметил, что On Semi и Omnivision занимались CIS-датчиками с малым разрешением, что позволило им поддерживать приложения с требованиями к невысокой стоимости, включая устройства с разрешением менее 1 мегапикселя. Sony, в свою очередь, приходила из потребительского сегмента, в которой занималась устройствами с более высоким разрешением и сосредоточилась на разработке таких устройств для автомобильной промышленности, хотя подходящих для них приложений там очень мало.

Ранний выход на рынок с устройствами с низким разрешением позволил On Semi и Omnivision отвоевать львиную долю рынка. В итоге этот рынок трансформировался в ADAS.

Камбю из Yole согласился. Динамика автомобильного рынка значительно отличается от динамики мобильного. Он пояснил: Поскольку ADAS внедрялись в автомобили среднего уровня, требования к производительности были не очень высокими. Куда более важны надежность и цена, а в них выигрывают On Semiconductor и Omnivision.

Также Камбю добавил, что давление ценой способствует выходу игроков вроде Smartens Technologies на китайский рынок. Этот фактор также замедлит продвижение Sony.

Он продолжил мысль: Мы в Yole считаем, что Sony удастся получить значительную долю рынка только в том случае, если на рынке вырастет спрос на высокопроизводительные датчики изображения. Гонка за автономностью может сыграть свою роль. Но пока очевидно, что в высокопроизводительные вычислительные системы (вроде Tesla FSD) можно инвестировать больше, чем в высокопроизводительные датчики изображения. Рынок управляется не качеством, а количеством

Камбю подвел черту: Пока эта среда неблагоприятна для Sony.

Что ждет Sony в будущем


Потенциал Sony как производителя электромобилей впечатляет (если все будет происходить в тех же темпах). Впрочем, для японского гиганта бытовой электроники все это остается авантюрой. Глядя на Vision-S кажется, что компания пытается откусить больше, чем может.

Все больше обозревателей сходятся во мнении, что Vision-S не обречен зачахнуть как тщеславный проект Sony.

Многие поставщики раскрыли на CES 2021 свои отношения с Sony в рамках работы над Vision-S. AImotive, компания, занимающаяся ADAS и ПО для беспилотной езды, сообщила о сотрудничестве с Sony с целью усовершенствования своего программного обеспечения для беспилотной езды в рамках работы над прототипом Vision-S".

В статье, опубликованной TechCrunch, приводится множество партнеров по работе над Vision-S. Среди этих компаний упоминаются Bosch, Continental, венгерский автомобильный стартап AIMotive, компания-разработчик ПО Elektrobit Automotive, французский автомобильный поставщик Valeo, гигант в сфере телекоммуникаций Vodafone и немецкий производитель автомобильных запчастей ZF Group.

В конце статьи говорится, что список партнеров, в который также входят картографическая компания HERE, Nvidia, Blackberry/QNX и Qualcomm не оставляет сомнений, что однажды на потребительском рынке появится автомобиль от Sony.

Амбиции Sony ясны. Впрочем, есть и не менее важный вопрос, на который нет ответа. Каким образом полупроводниковое подразделение Sony собирается зарабатывать на автомобильном рынке, если материнская компания конкурирует с автомобильными OEM-производителями? Или у Sony есть лучший план использовать Vision-S в качестве привлекательного проекта, на основе которого можно будет начать диалог с OEM и Tier-1 производителями? Если Sony не перестарается с хайпом, все это может помочь ее полупроводниковому подразделению.



image

Вакансии
НПП ИТЭЛМА всегда рада молодым специалистам, выпускникам автомобильных, технических вузов, а также физико-математических факультетов любых других высших учебных заведений.

У вас будет возможность разрабатывать софт разного уровня, тестировать, запускать в производство и видеть в действии готовые автомобильные изделия, к созданию которых вы приложили руку.

В компании организован специальный испытательный центр, дающий возможность проводить исследования в области управления ДВС, в том числе и в составе автомобиля. Испытательная лаборатория включает моторные боксы, барабанные стенды, температурную и климатическую установки, вибрационный стенд, камеру соляного тумана, рентгеновскую установку и другое специализированное оборудование.

Если вам интересно попробовать свои силы в решении тех задач, которые у нас есть, пишите в личку.



О компании ИТЭЛМА
Мы большая компания-разработчик automotive компонентов. В компании трудится около 2500 сотрудников, в том числе 650 инженеров.

Мы, пожалуй, самый сильный в России центр компетенций по разработке автомобильной электроники. Сейчас активно растем и открыли много вакансий (порядка 30, в том числе в регионах), таких как инженер-программист, инженер-конструктор, ведущий инженер-разработчик (DSP-программист) и др.

У нас много интересных задач от автопроизводителей и концернов, двигающих индустрию. Если хотите расти, как специалист, и учиться у лучших, будем рады видеть вас в нашей команде. Также мы готовы делиться экспертизой, самым важным что происходит в automotive. Задавайте нам любые вопросы, ответим, пообсуждаем.

Список полезных публикаций на Хабре

Подробнее..
Категории: Научно-популярное , Транспорт , Блог компании нпп итэлма , Automotive , Итэлма , Компоненты для автопроизводителей , Электроника для автотранспорта , Adas , Автомобильные гаджеты , Connectivity , Connected cars

Беспилотник на практике немного деталей про тестовую машину от StarLine

04.03.2021 14:05:18 | Автор: admin

Практика куда интересней теории. Например, для лидара дым и пар из выхлопной трубы впереди идущего авто аналогичен бетонному столбу, а круиз-контроль, через который логично было бы управлять торможением, не адаптирован к движению задним ходом. И таких нюансов множество.

Ниже небольшой рассказ про устройство беспилотного автомобиля, созданного питерской командой StarLine на базе опенсорсной платформы и цифровой модели дороги.

Мы пошли беседовать с их инженерами потому, что их авто попало в топ-50 проектов Технологического прорыва НТИ, а также выиграло соревнование Зимний город, где машины с автопилотом проходили на время 50-километровую дистанцию на полигоне с городской обстановкой. Другими словами, это не выставочный образец, который сделал три круга по территории Сколково, а реальная обкатка сложной комбинации платформ и технологий.

Начать рассказ стоит с носителя. Автопроизводители не торопятся давать сторонним компаниям API для управления своими машинами, поэтому строительство беспилотника вне стен автоконцерна всегда начинается с реверс-инжиниринга стандартных моделей.

Выбор носителя и навесного оборудования

Чтобы облегчить управление автомобилем, StarLine подбирал легковушку с автоматом, электроусилителем руля и максимальным количеством автоматических систем помощи водителю автопарковкой, адаптивным круиз-контролем, ESP, ABS. Выбор пал на Skoda Superb.

Затем выбрали датчики и органы зрения. Беспилотник ориентируется в пространстве при помощи видеокамер, лидара (для ряда тестов их устанавливали несколько), радара, а также высокоточного приемника ГЛОНАСС/GPS.

Устоявшейся конфигурации всего этого оборудования и мест его размещения на автомобиле пока нет StarLine, как и другие разработчики подобных проектов, экспериментирует.

Сейчас фронтальные, боковые и тыловые камеры установлены в герметичном боксе на крыше и обеспечивают полный обзор по периметру автомобиля. Бокс защищает объективы и электронику от сырости и городской пыли. В зависимости от погодных условий его либо подогревают, либо охлаждают. При этом объективы смотрят на окружающее пространство через толстое минеральное стекло, которое не обмерзает на морозе.

от так выглядит защищенный блок с камерами и датчикамиот так выглядит защищенный блок с камерами и датчиками

Рядом с камерами на крыше оставили место для высокоточного GPS и основного 128-лучевого лидара. Дальность действия последнего всего 100120 м, поэтому по ходу движения его показания дублируют фронтальным четырехлучевым лидаром с дальностью около 300 м. Он позволяет лучше видеть динамические объекты, а заодно обеспечивает резервирование. Для расчета маневров задним ходом и перестроения между полосами сзади установили еще один лидар.

Сколько лидаров ставить

Когда на квалификации конкурса Зимний город из-за сочетания холода и влажности отказал основной лидар, машина доехала до финиша на фронтальном и боковых лидарах, которые на том автомобиле разместили на углах заднего бампера. Они также обеспечивали круговой обзор. Так что эта избыточность уже показала себя с хорошей стороны.

Некоторые проекты беспилотных автомобилей обходятся без лидаров. Но по цифровой модели города без измерения расстояний далеко не уехать. Чтобы позиционировать автомобиль на модели с точностью до 10 см, приходится дополнять данные высокоточного ГЛОНАСС/GPS-приемника результатами лазерной дальнометрии до объектов, зашитых в модели. В теории задачу определения расстояний до характерных особенностей местности можно решить и с помощью стереокамер. Но лидар выигрывает время и существенно экономит аппаратные ресурсы. Он практически мгновенно получает данные о расстояниях до объектов, которые можно использовать и в других алгоритмах.

Не исключено, что уже завтра датчики изменят свое положение на кузове: эксперимент еще не завершен, да и техника развивается. За те пару лет, что существует проект, ассортимент датчиков на рынке стал намного больше, а сами датчики теперь совершеннее.

На некоторые датчики цена упала в десятки раз. Те же высокоточные GPS-приемники еще два года назад стоили порядка 1020 тыс. долларов, а сейчас их можно приобрести за 50100 долларов.

Разработчики уже запланировали замену тех двух лидаров на заднем бампере, которые использовали на Зимнем городе, на конфигурацию из трех: один задний плюс еще два в передних крыльях. Для Зимнего города лидары на заднем бампере приходилось выносить далеко за габариты автомобиля, в то время как монтаж на передних крыльях даст большую плотность облака точек при меньших затратах на монтаж.

Дополнительный лидар на заднем бампереДополнительный лидар на заднем бампере

Появляются как более точные инструменты, так и более защищенное исполнение, адаптированное для применения в автотранспорте. После неудачного опыта с поломкой лидара из-за намерзшего конденсата следующий выбирали уже с учетом результатов тестирования на соответствие IP68. В ответ на такой запрос китайцы прислали видео работы лидара в бочке с водой на глубине 1 м похоже, он подходит для эксплуатации в России.

Управляющая электроника

Основные вычислительные мощности разместили в багажнике. Обратите внимание, что система имеет жидкостное охлаждениеОсновные вычислительные мощности разместили в багажнике. Обратите внимание, что система имеет жидкостное охлаждение

Архитектура системы модульная. Предусмотрели слой железа и софта, специфичный для данной модели автомобиля и предназначенный для взаимодействия с его агрегатами. А всю остальную электронику и алгоритмы разработчики могут применить и на любой другой машине.

Сложнее всего было интегрировать электронику в автомобиль. Казалось, на старте проекта всё продумали осталось только провода подключить. Но без сюрпризов и реверс-инжиниринга не обошлось.

Например, изначально механизм торможения автопилота подключили в качестве эдакого адаптивного круиз-контроля. И все было хорошо, пока не потребовалось научить беспилотник ехать задом. Тут-то и выяснилось, что современный автомобиль не умеет ездить задом на круизе. Пришлось менять логику врезаться в тормозную систему между главным тормозным цилиндром и системой управления ABS, эмулируя сторонним блоком действия водителя. Блок взяли самый простой из всех, что нашли на рынке, от Toyota Prius.

Для решения части задач на уровне взаимодействия с автомобилем, например для работы с цифровыми CAN-шинами, StarLine использует компоненты собственного производства. Конкретно в этом случае использовали единственный в беспилотнике компьютер в автомобильном исполнении с защитой от вибраций и температуры. Он мониторит работу остальных блоков. А вот вычислительные системы автопилота самые обычные с поправкой на резервирование. Разрабатывать под них софт гораздо дешевле и быстрее, а это дает возможность оперативнее проверять гипотезы относительно управления беспилотником.

В системе детекции и классификации объектов, распознавания знаков и сигналов светофоров, предсказания поведения других участников дорожного движения, а также фильтрации данных с датчиков используют пару игровых видеокарт Nvidia 1080Ti.

Электронику собрали внутри рамы из алюминиевого профиля, который прикрепили к кузову через виброгасители. Изначально все это охлаждали воздухом, но так и не решили проблему с отводом тепла из замкнутого пространства. Тогда инженеры перешли на жидкостное охлаждение с дополнительным радиатором снаружи в нише бампера. Теперь антифриз заливать надо не только под капот, но и в систему управления в багажнике.

Цифровая модель дороги

В базовом варианте автомобиль StarLine ориентируется в пространстве, используя точную цифровую модель дороги. Она позволяет упростить алгоритмы управления и сэкономить на аппаратных ресурсах.

Например, необязательно пытаться разглядеть знаки начала и конца населенного пункта вместо этого достаточно опираться на информацию о том, что мы в городе и здесь разрешена скорость не более 60 км/ч.

Техническое зрение с датчиками, камерами и лидарами дополняет цифровую модель, выявляя отличия реального дорожного движения от карты, распознает препятствия, знаки, движущиеся в зоне видимости объекты. Если стоит знак о дорожных работах и полоса перекрыта, алгоритм не даст въехать в огороженную зону.

Чтобы подход с управлением через цифровую модель был применим, эту модель надо постоянно актуализировать. Для этого данные о дорожных работах и других помехах должны оперативно попадать в цифровую модель где-то в облаке, а автомобиль так же быстро получать их. И вот здесь StarLine рассчитывает на процессы цифровизации, которые параллельно идут в городской инфраструктуре. Многие конкурирующие проекты не закладываются на них, но StarLine считает, что эти технологии ближе, чем кажется.

В той же Москве уже внедрили цифровую модель дорог. Этим проектом занимается Мостранспроект.

Любые изменения в организации дорожного движения, вплоть до ремонта водопровода, попадают в эту модель до того, как их начинают осуществлять. И беспилотный транспорт вполне может использовать эти данные.

Оперативно доставлять изменения цифровой модели беспилотнику предполагается через взаимодействие с инфраструктурой V2I vehicle to infrastructure. Хотя готовых масштабных решений V2I в российских городах пока нет, уже работают пилотные проекты, демонстрирующие простейшие сценарии взаимодействие транспортного средства со светофорами для получения информации об их состоянии и рекомендованной скорости движения.

В Питере подобные решения внедряют сразу две компании. Со светофорами одной из них автопилот StarLine уже обменивается информацией. Таких объектов в городе сейчас установлено около десятка.

Глобально же V2X идея обмена информацией между автомобилем и чем бы то ни было находится на стадии войны стандартов. StarLine возлагает на эту идею большие надежды. В городе V2X может сделать беспилотные автомобили агентами оперативного обновления цифровой модели дороги и контроля инфраструктуры.

Если в модели знак есть, а на практике автомобили его не распознают, вероятно, что-то с ним не так: погнут, сломан, занесен снегом. Беспилотник может не только получать информацию о состоянии дорог, но и информировать транспортные службы о проблемах.

А на трассе V2X можно использовать, чтобы уточнить положение автомобиля в полосе на сложных участках. Вокруг трассы у нас традиционно однотипный лес на сотни километров, поэтому беспилотник не может применять методы локализации по окружающим объектам: рядом с дорожным полотном их просто нет. Зато можно использовать объекты RSU (road side unit) с собственными высокоточными GPS-приемниками для трансляции на борт автомобиля поправок позиционирования. При небольшом расстоянии до RSU итоговая погрешность будет минимальной единицы сантиметров.

Платформа и алгоритмы управления

Второй инженер на заднем сидении снимает телеметрию и следит за поведением беспилотникаВторой инженер на заднем сидении снимает телеметрию и следит за поведением беспилотника

В основе беспилотника опенсорсная платформа Autoware. На момент начала работы это был самый развитый проект с открытым исходным кодом, который помог команде погрузиться в тонкости построения подобных систем. Кстати, популярную платформу Nvidia Drive рассматривали, но отвергли из-за недостатка гибкости выбрали легко модифицируемое решение.

По мере развития своего автомобиля команда разобрала Autoware по винтикам и шаг за шагом переписала его, опираясь на тонкости ПДД и результаты собственных испытаний.

На текущем этапе в ПО беспилотника используют ROS поверх Linux. Большинство программных модулей реализуют на С++. В качестве вспомогательного инструмента, например для быстрого прототипирования решений, широко используют Python. Для тестирования применяют Docker-контейнеры. Для хранения пространственных данных геопривязанных облаков точек используют PostgreeSQL. В скором времени StarLine планирует предоставить доступ к этим данным сообществу разработчиков.

Проблемы на практике: когда лидар путает дым из трубы с бетонным столбом

На первый взгляд алгоритм движения по дороге прост. Беспилотный автомобиль следует ПДД буквально. В сомнительных ситуациях, когда опытный водитель на уровне интуиции мог бы спланировать маневр для предотвращения аварии с нарушением (например, быстро перестроиться в соседнюю полосу), беспилотник будет тормозить до полной остановки. Кажется, что все банально, особенно если учесть, что консультируют разработчиков раллисты, хорошо знакомые с физикой процесса. Сложности, как обычно, в деталях.

Беспилотному автомобилю необходимо определять окружающие его объекты видеть с помощью всех имеющихся датчиков их положение и скорость, а также классифицировать, чтобы предсказать движение в ближайшие секунды. Одно из основных требований учитывать погодные условия, т. е. не срабатывать на снег и туман, зато фиксировать потенциально опасные объекты вне зависимости от силы ветра и осадков.

Фото с соревнований Зимний город, где машина StarLine первой прошла дистанцию 50 кмФото с соревнований Зимний город, где машина StarLine первой прошла дистанцию 50 км

Наматывая тестовые часы в Питере, автомобиль StarLine проходит жесткую школу выживания в условиях, когда с утра может быть солнце и 10, а вечером +1 и ливень.

В отличие от солнечной Калифорнии, где тестируют известные зарубежные проекты, здесь то светофор снегом засыплет, то лед на дороге помешает реализовать расчетную траекторию, то неожиданно аквапланирование на лужах подключится. Шаг за шагом это подкручивает и усложняет алгоритмы расчета движения.

В этом году условия позволили разработчикам от души поработать с фильтром снега, и сейчас алгоритм довольно хорошо переваривает сильный снегопад.

Любопытно, что гораздо сложнее оказалось отфильтровать облака выхлопов, которые в морозную безветренную погоду на перекрестке оставляют за собой автомобили. Для лидара это непрозрачные препятствия, из-за которых нельзя начинать движение.

Впервые столкнувшись с такой погодой, автомобиль остался на месте, когда весь поток уехал на свой зеленый, оставив развешенные в воздухе препятствия. Победить это удалось, только дополнив данные лидара изображениями с камер и данными с других датчиков.

Отдельная история учет действий систем помощи вождению, которые есть в современных автомобилях и активируются при езде в сложных условиях. Например, если срабатывает ESP, на низком уровне автомобиль просто не даст увеличить газ, пока не будет сцепления с дорогой. Системе управления надо учитывать этот момент и не пытаться выжать газ на полную. Это знание тоже пришло из практики из экспериментов на грунтовке.

В целом в сложных условиях вождения именно набор датчиков, работающих по разным физическим принципам, обеспечивает уверенное движение. Данные с одних сенсоров работают как инструмент проверки на валидность информации с других.

Простейший пример обход ошибок спутниковой навигации. В Питере, как и в любом крупном городе, есть зоны, где сигнал спутниковой навигации не принимается или принимается слабо. Это тоннели и многоэтажная застройка, а также пятна на карте вокруг военных объектов, где присутствуют радиопомехи в широком диапазоне частот.

Автомобиль фиксирует моменты, когда данные с GPS начинают расходиться с логикой. Для прохода таких участков он применяет алгоритмы, позволяющие определить свое местоположение по окружающим объектам (с использованием цифровой модели дороги), а также считает пройденное расстояние по числу оборотов всех колес использует одометрию. В совокупности с использованием инерциальной навигации и визуальной одометрии с камер это позволяет доехать до конца тоннеля или пересечь локальный бермудский треугольник.

Катаясь по городу в разных погодных и дорожных условиях, StarLine накопил огромный опыт. Сейчас за рулем всегда присутствует оператор, который в любой момент может перехватить управление перерулить алгоритмы беспилотника. Это работает как круиз-контроль на современных машинах. Достаточно совершить любое действие: повернуть руль, газануть, нажать на тормоз и автопилот отключается.

Беспилотник готов ехать в полностью автономном режиме, но только по свободному городу и предполагая, что остальные участники движения соблюдают ПДД. С пробками пока проблемы. Часть водителей творчески трактуют ПДД, поэтому тяжело предсказать, как в следующую минуту будут маневрировать автомобили по соседству. Учить автопилот предугадывать езду по понятиям команда StarLine планирует через machine learning. Нейросети будут обучать на результатах анализа видеозаписей движения. Посмотрим, пропустит ли он после этого наглеца из правого ряда под стрелкой.

В целом проект можно рассматривать как научный эксперимент и обкатку технологий. Но уже к концу года автомобиль имеет шанс проехать по улицам города с пустым водительским сиденьем при поддержке удаленного оператора.

Lexus уже на другой платформе Baidu ApolloLexus уже на другой платформе Baidu Apollo

У StarLine есть второй проект беспилотного автомобиля на базе китайской опенсорсной платформы Baidu Apollo. В отличие от первого, он больше смотрит на камеры, чем на данные лидара и цифровую модель дороги. И практика пока не дает однозначного ответа на вопрос, какой из подходов лучше.

Подробнее..
Категории: Научно-популярное , Транспорт , Блог компании leader-id , Беспилотники , Автомобильные гаджеты , Автомобили , Starline , Autoware , Baidu apollo

Перевод Автомобиль от Apple

16.03.2021 14:17:52 | Автор: admin
image


Тестовый автомобиль из проекта Titan, которым Apple занималась в 2017

Вот уже несколько лет в мире технологий ходят слухи об автомобиле от Apple, и в частности о беспилотном автомобиле. Действительно, были небольшие утечки информации о проекте Titan, в рамках которого компания работала над беспилотными автомобилями. Также просачивалась информация о его проблемах, о переменах последнего времени и том, что теперь Apple серьезно относится не только к разработке ПО для беспилотной езды, но и к работе над самим автомобилем. Для этого есть веская причина. Apple возможно самая дорогая компания в мире с сильными позициями на рынке смартфонов и компьютеров. Однако отрасль наземного транспорта больше, а тот кто сможет ее захватить, сможет добиться еще большего такой вывод можно сделать из оценок Tesla.

Существует множество утечек и слухов об автомобиле Apple, в том числе и недавние слухи о том, что они будут сотрудничать с Hyundai/Kia для создания электрической силовой установки. Когда эти слухи были опровергнуты, на рынке произошли заметные снижения.

На самом деле мы мало что знаем о планах Apple, но мы можем получить какие-то соображения от людей из индустрии. Например, от Дэна Доджа, моего однокашника из Университета Ватерлоо. Дэн разработал полный стек для беспилотной езды, для работы которого требовалась низкая вычислительная мощность. Он занимался этим проектом во время работы в QNX (он был соучредителем компании), подразделении Blackberry. Какими бы ни были частности, вот ряд закономерностей из истории Apple, на которые мы можем опираться.

Это будет премиальный автомобиль


Apple никогда не выпускает продукты, доступные всем. Они всегда хотят сделать нечто элитное и продавать это по высокой цене. Компания не боится ставить цену, которая может показаться многим потребителям шокирующей, и даже с такой ценой ей удается получать высокий уровень продаж. Автомобильная промышленность разнообразна в ней есть неуклюжие автомобили базового уровня и многомиллионные суперкары, и в ней есть достаточно большой диапазон уровней высококлассных автомобилей. Если автомобиль от Apple будет продаваться в рознице, вероятно он будет стоить примерно как BMW или Lexus, хотя он значительно превзойдет предложения других игроков в этой ценовой категории.

Это если компания будет продавать автомобили в рознице. Для многих компаний очевидный выбор стратегии заключается в продаже поездок. Apple не из таких. Она хочет продавать устройства. Хоть в роботакси и может быть определенный уровень роскоши, стать Apple от мира роботакси сложнее, чем Apple от мира автомобилей. Роботакси будет сопоставимо по времени в пути, времени ожидания, безопасности и прочим функциям. Вы можете взглянуть на мой перечень конкретных особенностей роботакси и оценить какую пользу из них может извлечь Apple. Они могут выиграть по стилю, бренду и, возможно, по роскоши и комфорту езды. Apple может преуспеть в сервисе и считаться инноватором. Но оправдает ли это добавленную стоимость? Apple уделяет много внимания пользовательским интерфейсам, хотя в контексте поездок многие стремятся к максимальной простоте. Я просто хочу вызвать эту машину, сесть в нее и не обращать на нее внимания, потому что я сижу в своем iPhone. Думаю, дополнительные функции будут нишевыми, а не массовыми.

Конечно, история Apple говорит о том, что они компания понимает чего хотят люди, даже если они об этом и не подозревали. В противном случае окажется, что компания нацелена на создание автомобиля, а не оказание услуг.

Apple на первом месте с точки зрения бренда, дизайна, ПО и уровня жизни


image

Дизайнеры любят придумывать футуристические изображения автомобилей будущего. Автомобиль от Apple, вероятно, не будет похож ни на одно из них

Apple может использовать свои огромные денежные ресурсы и навыки разработки ПО так, как не может ни один производитель автомобилей. Даже среди технологических компаний немногие могут сравниться с ними. Apple и Google соперничают за звание ведущего мирового бренда, и обе компании контролируют две платформы, с помощью которых заказываются все поездки или управляются автомобили. Больше никто этого не делает. Никто не сомневается в достижениях Apple в дизайне. Безусловно, дизайн занимает центральное место на рынке потребительских автомобилей, но в случае с роботакси, он меньше волнует людей. Люди хотят плавной езды и приятных ощущений. Они не водители, они пассажиры, которые хотят заниматься чем-то другим, а не пользоваться преимуществами дизайна автомобиля.

Apple пионер использования китайского производства


Apple разрабатывает и программирует iPhone, но производит их Foxconn. Люди, возможно, не ожидали, что китайский производитель сделает телефон 1 в мире, но, работая с Apple, им это удалось. Большую часть денег зарабатывает Apple, но Foxconn не в обиде. Сегодня Китай уже является страной 1 в мире по производству автомобилей, и у них больше всего опыта (возможно, конкурировать может Tesla), в производстве электромобилей. Чего у китайских производителей пока нет, так это брендов, признанных во всем мире, и качества инженерной мысли ведущих производителей Японии и Германии.

Вместе с Apple китайские производители могут предоставить производственные мощности и опыт в сочетании с дизайном, программным обеспечением и брендом Apple. Хотя покупатели в США и Европе сегодня не стремятся покупать автомобили китайских брендов, они не колеблясь, выберут брендинг и дизайн Apple. Как отмечалось выше, Apple не будет стремиться к максимальному снижению цен, как делают большинство китайских производителей. Скорее они создадут суперпремиальный автомобиль по средней цене и будут продавать его под ведущим мировым брендом.

Их не будут волновать стандарты, все будет сделано в духе Apple


Хоть этот автомобиль и будет соответствовать правовым стандартам в той мере, в какой должен (например Федеральным стандартам безопасности транспортных средств), в остальном компании будет все равно. В этой машине не будет использоваться стандартная вилка для зарядки (хотя это не имеет значения см. Ниже) или что-то еще стандартное, если Apple считает, что может сделать это лучше.

Все будет сделано в духе Apple. Некоторым это понравится, и они примут это, другие возненавидят отсутствие выбора. С другой стороны, компания не будет пытаться монетизировать вас или показывать вам рекламу (хотя я не думаю, что многие другие роботакси будут этим заниматься). Вероятно, это будет неплохо для защиты вашей конфиденциальности, но даже если вы купите этот автомобиль, вы не будете владеть им Apple будет контролировать любое дополнительное программное обеспечение или функции, которые вы хотите добавить к нему, и получать от них большую часть дохода. Сервис, энергия, шины, страхование всем этим займется Apple, и клиентам будут довольны. Даже парковкой будет заниматься Apple, и вам не придется парковать автомобиль.

Конечно, этот автомобиль будет электрическим


На самом деле Apple опоздала, как и некоторые другие. Но это нормально. Apple не сделала первые портативные музыкальные плееры, первые смартфоны или даже первые персональные компьютеры (хотя Apple 2 был одним из первых). Apple не выигрывает, будучи первой. Переход на электричество очень вероятен. Инновации Apple не в духе того, что определяет электромобили речь о химии аккумуляторов, двигателях, системах зарядки и силовой электронике. Компания сможет их развить, и у нее есть ресурсы для этого.

Я думаю, что Apple переосмыслит зарядку. Многие допускают ошибку, пытаясь скопировать правила из бензинового мира. Думаю, что автомобиль Apple будет заряжаться самостоятельно, при необходимости отключаясь, и пользователь даже не будет подозревать, что это происходит. Самое большее, что сможет заметить пассажир, то, как автомобиль настоятельно предлагает поужинать в отличном ресторане, а все остальное останется за кадром.

А еще он будет беспилотным


Да, Apple очень активно работает над беспилотной ездой. Пока еще рано говорить, будет ли это беспилотный автомобиль с местом для водителя или автомобиль нового поколения без рулевого колеса. Я бы предпочел последнее, потому что я не представляю себе как Apple сделает автомобиль как у всех, который будет соответствовать тому, что автопроизводители хотят производить и производили в течение длительного времени. Беспилотная езда является обязательным условием для многих функций даже в частном автомобиле, включая зарядку и парковку, а также возможность проводить время за iPad и Macbook, находясь в нем.

Этот автомобиль может быть радикальным


image

Штаб-квартира Apple стоимостью в несколько миллиардов долларов пустовала большую часть своей жизни из-за Covid-19. Останутся ли пассажирские поездки такими же после Covid-19? Как автомобиль от Apple будут адаптироваться к этому?

У Apple хватит смелости нарушить старые правила. Такие компании, как Zoox, решили воссоздать автомобиль с нуля, и, хотя их дизайн интересен, есть сходство с конструкциями Robezium, которые мы видели у Zoox, Cruise и других высокие симметричные автомобили трапециевидной формы с большими окнами, раздвижными средними дверями и сидениями, направленными лицом к лицу. Apple не будет просто копировать традиционные формы автомобилей. Впрочем, если электромобиль собирается ездить по шоссе, аэродинамика накладывает ограничения на его форму, которые невозможно игнорировать.

Возможно окажется, что у этого автомобиля будет функции, которых мы не ожидаем от типичной машины вроде подъема по лестнице или езды по радикальному бездорожью, недоступному даже квадроциклам (если у вас есть 4 колеса с независимыми приводами и углами поворота, сделать можно многое).

Tesla уже стала Apple от мира автомобилей?


Кто-то может возразить, что Tesla это уже Apple от мира автомобилей. Они пришли на автомобильный рынок с подходом из Кремниевой долины, пытаясь построить нечто, что будет одновременно компьютером на колесах и автомобилем. Они внедрили большие инновации в аккумуляторах и системах питания, но также многое сделали с точки зрения дизайна, внедрив радикальный пользовательский интерфейс и применив нестандартный подход. Нетрудно представить как Apple делает многое из того, что делает Tesla. А Tesla делает все это уже десять лет. Apple сокрушила другие отрасли, но, возможно, будет сложнее захватить рынок, на котором уже есть игрок вроде Tesla. Игрок, у которого есть рыночная капитализация, которая позволит ему конкурировать с Apple

Этот автомобиль будет секретным


Apple любит большие объявления и придерживается особой культуры секретности. Даже если вы живете по соседству с Apple в Кремниевой долине, часто ходите рядом с их зданиями и у вас много друзей, которые там работают, у Apple происходит очень мало утечек, по сравнению с другими компаниями. Единственный секрет, который мне известен об автомобиле от Apple, заключается в том, что для его использования придется купить новый iPhone.



image

Вакансии
НПП ИТЭЛМА всегда рада молодым специалистам, выпускникам автомобильных, технических вузов, а также физико-математических факультетов любых других высших учебных заведений.

У вас будет возможность разрабатывать софт разного уровня, тестировать, запускать в производство и видеть в действии готовые автомобильные изделия, к созданию которых вы приложили руку.

В компании организован специальный испытательный центр, дающий возможность проводить исследования в области управления ДВС, в том числе и в составе автомобиля. Испытательная лаборатория включает моторные боксы, барабанные стенды, температурную и климатическую установки, вибрационный стенд, камеру соляного тумана, рентгеновскую установку и другое специализированное оборудование.

Если вам интересно попробовать свои силы в решении тех задач, которые у нас есть, пишите в личку.



О компании ИТЭЛМА
Мы большая компания-разработчик automotive компонентов. В компании трудится около 2500 сотрудников, в том числе 650 инженеров.

Мы, пожалуй, самый сильный в России центр компетенций по разработке автомобильной электроники. Сейчас активно растем и открыли много вакансий (порядка 30, в том числе в регионах), таких как инженер-программист, инженер-конструктор, ведущий инженер-разработчик (DSP-программист) и др.

У нас много интересных задач от автопроизводителей и концернов, двигающих индустрию. Если хотите расти, как специалист, и учиться у лучших, будем рады видеть вас в нашей команде. Также мы готовы делиться экспертизой, самым важным что происходит в automotive. Задавайте нам любые вопросы, ответим, пообсуждаем.

Список полезных публикаций на Хабре

Подробнее..
Категории: Научно-популярное , Транспорт , Блог компании нпп итэлма , Automotive , Итэлма , Компоненты для автопроизводителей , Электроника для автотранспорта , Adas , Исследования и прогнозы в it , Автомобильные гаджеты , Connectivity , Connected cars

Перевод Беспилотное роботакси AutoX начинает работать в публичном режиме в Шэньчжэне (без водителей для подстраховки)

17.03.2021 20:18:15 | Автор: admin
image

Беспилотное роботакси AutoX останавливается у пункта посадки, водителя для подстраховки в машине нет.

AutoX, китайский стартап по производству беспилотных автомобилей, финансируемый Alibaba и другими компаниями, объявил, что поездки на его роботакси без водителей безопасности теперь будут доступны публично в Шэньчжэне.

Осенью прошлого года компания проводила тестовые поездки, пассажирами в которых были преимущественно сотрудники. Компания идет следом за Waymo, которая прошлой осенью также открыла свой сервис, хотя в течение предыдущих двух лет Waymo предоставляла услуги ограниченному кругу пользователей в рамках тестовой программы.

AutoX также работает над запуском роботакси в Шанхае, но там в машинах сидят водители безопасности. Автомобили AutoX прошли испытания в китайском правительственном испытательном центре по тестированию беспилотных автомобилей в Шэньчжэне, и теперь они одобрены для полноценной работы в качестве роботакси. Такси вызываются с помощью приложения, на заказ может приехать как обычная машина с водителем, так и роботакси. В настоящий момент неизвестно, могут ли пользователи принудительно вызвать роботакси или автомобили назначаются в зависимости от их доступности и выбранного клиентом маршрута.

AutoX также имеет разрешение на проведение испытаний без водителей безопасности в Калифорнии, но там сервис пока не развернут. Участники тестовой программы могут зарегистрироваться через веб-страницу AutoX, хотя пока неизвестно каким был их опыт и сколько поездок они могли совершить. Пассажиры будут иметь возможность связываться с агентами поддержки AutoX, а также за поездками будут следить в удаленном операционном центре в Шэньчжэне.



В демонстрационном видео подробно описаны характеристики автомобиля и показаны поездки на минивэне Pacifica том же транспортном средстве, которое использует Waymo в качестве основного для своих услуг. Поездка, показанная в качестве примера, преимущественно проходит по довольно свободным и открытым улицам, хотя иногда возникают и нестандартные ситуации. Подробности о пробеге и какие-либо цифры не разглашаются.

Машины работают в районе Пиншань, тихом пригороде Шэньчжэня. Учитывая, что он находится в Китае, он более застроен, чем Чендлер, штат Аризона, где работает Waymo, хотя в контексте испытаний они кажутся аналогичными. Пиншань стал площадкой для разработки и испытаний и других проектов беспилотных автомобилей.

Пока мы не увидим цифры от AutoX, мы не сможем легко судить об их проекте, но сама смелость позволить широкой публике ездить на беспилотных автомобилях без водителя безопасности многое говорит о внутреннем уровне уверенности в AutoX и государственных регулирующих органах. AutoX вторая компания, которой это удалось.

AutoX была основана в 2016 году Цзяньсюн Сяо из Массачусетского технологического института/Принстона, известным как профессор X.

Из других новостей следует отметить, что другая китайская компания, Baidu, объявила, что получила разрешение на проведение испытаний беспилотных автомобилей в Калифорнии. Эти разрешения есть у нескольких компаний (включая AutoX), но за исключением Nuro никто ими всерьез не занимался.



image

Вакансии
НПП ИТЭЛМА всегда рада молодым специалистам, выпускникам автомобильных, технических вузов, а также физико-математических факультетов любых других высших учебных заведений.

У вас будет возможность разрабатывать софт разного уровня, тестировать, запускать в производство и видеть в действии готовые автомобильные изделия, к созданию которых вы приложили руку.

В компании организован специальный испытательный центр, дающий возможность проводить исследования в области управления ДВС, в том числе и в составе автомобиля. Испытательная лаборатория включает моторные боксы, барабанные стенды, температурную и климатическую установки, вибрационный стенд, камеру соляного тумана, рентгеновскую установку и другое специализированное оборудование.

Если вам интересно попробовать свои силы в решении тех задач, которые у нас есть, пишите в личку.



О компании ИТЭЛМА
Мы большая компания-разработчик automotive компонентов. В компании трудится около 2500 сотрудников, в том числе 650 инженеров.

Мы, пожалуй, самый сильный в России центр компетенций по разработке автомобильной электроники. Сейчас активно растем и открыли много вакансий (порядка 30, в том числе в регионах), таких как инженер-программист, инженер-конструктор, ведущий инженер-разработчик (DSP-программист) и др.

У нас много интересных задач от автопроизводителей и концернов, двигающих индустрию. Если хотите расти, как специалист, и учиться у лучших, будем рады видеть вас в нашей команде. Также мы готовы делиться экспертизой, самым важным что происходит в automotive. Задавайте нам любые вопросы, ответим, пообсуждаем.

Список полезных публикаций на Хабре

Подробнее..
Категории: Научно-популярное , Транспорт , Будущее здесь , Блог компании нпп итэлма , Automotive , Итэлма , Компоненты для автопроизводителей , Электроника для автотранспорта , Adas , Автомобильные гаджеты , Connectivity , Connected cars

Перевод Под капотом инновации в Volkswagen Golf 8

05.04.2021 16:10:13 | Автор: admin
image

Volkswagen Golf 8 не шикарный суперкар. Но это самая продаваемая модель немецкого автопроизводителя, полная различных наворотов. Она может похвастаться множеством функций ADAS и возможностями сетевого взаимодействия в частности речь идет о протоколе V2X (для связи между автомобилями) и UWP (для безопасного доступа к автомобилю).

Также Golf 8 это гибридный электромобиль с литий-ионным аккумулятором. В последней модели используется новая 48-вольтовая электрическая система.

По словам генерального директора компании System Plus Consulting (Нант, Франция) Ромена Фо, очень интересно как VW удалось интегрировать такое множество инноваций в такой компактный массовый автомобиль. System Plus, часть компании Yole Dveloppement, занимающейся исследованиями рынка и технологий, из Лиона, разобрала новый Golf.

Отказ от централизации вычислений


Разборка Golf 8 показала, что в автомобиле нет мощной центральной вычислительной системы вроде Xavier от Nvidia или системы на кристалле от Tesla. Вместо этого в разных узлах используются специализированные ECU, отвечающие за различные функции. Любопытно, что VW удалось создать передовое ADAS-решение без переработки электрической и электронной (E/E) архитектуры автомобиля.

Помните шумиху вокруг Audi A8, которую называли первым легковым автомобилем с функциями автономности 3-го уровня? В реальное производство эта модель так и не попала. Столкнувшись с нормативными трудностями, Audi отказалась от планов по внедрению технологий беспилотной езды во флагманском седане A8.

В свою очередь, модули ADAS уже представленного на рынке крупногабаритного Golf 8 существует на практике, а не в теории.

Наш разбор Golf 8 не только раскроет изобретательность инженеров VW, но и представит ряд проблем, с которыми им пришлось столкнуться.

Поскольку VW стремится перейти к высокоавтоматизированным электромобилям, компании необходимо разработать масштабируемую E/E-платформу, которая позволит объединять блоки управления по зонам ответственности, а также продумать стратегию разработки программного обеспечения.

Хотя программное обеспечение, лежащее в основе Golf 8, не входило в рамки этого разбора, не секрет, что VW столкнулся с множеством проблем. В прошлом году из-за ошибок в программном обеспечении, предназначенном для вызова экстренных служб, компания VW задержала выпуск последней модели. В этом году VW отозвал 56 000 моделей Golf, чтобы исправить ошибки, влиявшие на информационно-развлекательную систему и камеру заднего вида.

Лоскутное одеяло из модулей


Одной из самых ярких особенностей Golf 8 является разнообразие модулей, выполняющий различные функции. Эти модули отвечают за мониторинг трафика, отслеживание автомобилей позади, помощь при смене полосы, контроль слепых зон и помощь при парковке. Каждая функция ADAS обрабатывается отдельным модулем поставщиками компонентов для них стали Valeo, Bosch и Hella.

Кроме того, каждый модуль поставляется с отдельным блоком управления, разработанным различными поставщиками. Среди них Infineon, Renesas и NXP.

По сути, Golf 8 представляет собой лоскутное одеяло из модулей от различных поставщиков.

Платформа MQB


Примечательно, что Golf 8 построен на платформе Volkswagen Group MQB. MQB, впрочем, не является платформой, заточенной под новую E/E-архитектуру от VW. MQB должна стимулировать разработку различных модулей для брендов VW Group: Audi, Volkswagen, Seat и koda.

Генеральный директор System Plus Consulting объяснил: Таков способ VW укрепить свою покупательную способность. Многие аппаратные компоненты, встроенные в Golf 8, также используются в автомобилях других марок VW, построенных на MQB очевидно, это секретное оружие, которое позволило Golf 8 стать эффективным автомобилем для массового рынка.

Golf 8 можно рассматривать как напичканную электроникой версию популярного хэтчбека благодаря полностью цифровой кабине и технологиям сетевого взаимодействия (включая стандарт связи V2X на основе DSRC). В Golf 8 встроено множество передовых систем помощи водителю, выводящих на массовый рынок набор технических решений, которые до сих пор использовались в автомобилях более высокого класса.

Мягкий гибридный электромобиль


Ромен Фро объяснил преимущества и технические характеристики автомобиля, подчеркнув, что новый Golf 8 также оснащен мягкой гибридной системой (mHEV), поддерживающей двигатели внутреннего сгорания (дизельные и бензиновые) за счет использования генератора-стартера на 48 В, аккумулятора на 48 В и DC/DC-преобразователя. Система mHEV экономнее гибридов других типов (например, плагинов, установленных на Passat и Golf GTE) благодаря более простой и доступной архитектуре.

Новая функция Travel Assist, встроенная в Golf 8, обеспечивает помощь при вождении на высоких скоростях. Для этого система отслеживает расстояние от других машин с помощью системы ACC и удерживает автомобиль в полосе с помощью системы Lane Assist. Используя данные о маршруте и данные от навигационной системы, система вычисляет положение автомобиля и заранее снижает скорость перед поворотами, кольцевыми дорогами, перекрестками, зонами с ограничением скорости и центрами городов.

Golf 8 оснащен множеством систем помощи водителю, как показано на изображении выше.

ADAS


Система предупреждения о лобовом столкновении в Golf 8 (включенная в Front Assist) может следить за трафиком и предупредить вас (как звуком, так и визуально), о потенциальном ударе сзади. Эта система также активирует экстренное торможение за счет увеличения тормозного давления. Мониторинг пешеходов может предупредить вас о пешеходе, переходящем дорогу перед вами и, при определенных обстоятельствах, ваш автомобиль будет сам реагировать на эти предупреждения.

Передняя камера состоит из платы Valeo последнего поколения с модулем от Intel/Mobileye EyeQ4M, 1,3-мегапиксельным сенсором Omnivision CIS и микроконтроллером (MCU) серии RH850 / P1H-C от Renesas. RH850 / P1H-C оснащен 32-битными двухъядерными процессорами, системами безопасности, флэш-памятью для кода и данных, модулями ОЗУ, контроллерами прямого доступа к памяти, множеством интерфейсов связи, которые используются в автомобильных приложениях, аналого-цифровыми преобразователями, таймерами, и Т. Д.

image

В датчике OV10642 Omnivision используется технология OmniBSI для расширения динамического диапазона до 120 дБ в форм-факторе с низким энергопотреблением. 1/2,56-дюймовый датчик поддерживает активный массив 1280 1080 пикселей и скорость вывода до 60 кадров в секунду.

Передний радар использует решение от Bosch 5-го поколения с частотой 77 ГГц и единой платой, состоящей из однокристальной MMIC 3Tx4Rx Infineon и микроконтроллера AURIX со встроенной флеш-памятью на 40 нм TC397QA. Устройство имеет 4 ядра, работающие на частоте 300 МГц, и 5472 КБ встроенной оперативной памяти и потребляет менее 2 Вт.

image

Модуль Hella RS4 оснащен системой контроля слепых зон, ассистентом смены полосы движения и системой предупреждения о движении сзади. Как показано на рисунке ниже, плата состоит из MCU TC26x Tricore от Infineon и MMIC STRADA431 от STMicroelectronics. STRADA431 это однокристальный трансивер для автомобильных радаров, способный покрывать диапазон частот от 24 до 24,25 ГГц, чтобы соответствовать приложениям диапазона ISM.

image

Задняя камера, показанная ниже, может предупредить вас об обнаруженных транспортных средствах, пересекающих вашу траекторию при движении задним ходом, и даже может помочь притормозить транспортное средство, если это необходимо. В ней используется микроконтроллер Broadcom BCM8910X, разработанный для автомобильных систем компьютерного зрения, в том числе для камер заднего и бокового обзора. Встроенное ядро ARM Cortex поддерживает обработку прерываний с малой задержкой через ОС реального времени.

image

Датчик парковки состоит из преобразователя PZT и ASIC от Bosch. Фро отметил, что в данном решении используется специальная интегральная схема для выполнения определенных операций по управлению парковкой. Преобразователь выполнен из керамики круглой формы (толщиной порядка мкм), как показано ниже на рентгеновском изображении. Благодаря способности материалов создавать напряжение, схемы пьезопреобразователей не требуют внешнего источника питания.

image

В системе используются ультразвуковые датчики, расположенные в заднем бампере (иногда их устанавливают в переднем). Датчики контролируют расстояние до 150 сантиметров позади и, в зависимости от модели, перед автомобилем. Система срабатывает при включении передачи заднего хода или на очень низких скоростях.

Connectivity


На изображении ниже показаны системы связи, используемые в Golf 8, в частности V2X, GNSS и UWB. V2X на основе Wi-Fi опирается на европейский стандарт, который был выбран для связи между автомобилями и транспортными средствами с инфраструктурой.

image

Технология V2X должна сделать все автомобили более умными за счет реализации возможности общения с транспортной системой в том числе другими автомобилями и инфраструктурой. Водители смогут получать уведомления об опасных погодных условиях, авариях или заторах на дорогах. V2X также автоматизирует оплату дорожных сборов и мест для парковки, облегчая процесс вождения.

Поставщики довели до высокого уровня процессы исследования, разработки, испытания и стандартизации, чтобы обеспечить надежность в различных дорожных и транспортных условиях. Дополнительным преимуществом является доступность систем сетевого взаимодействия независимо от услуг сотовой связи с оплатой по факту использования. В системы V2X на базе Wi-Fi можно внедрять и другие сотовые технологии.

В Golf 8 используется трансивер LG Electronics DSRC V2X с компонентами от NXP ARM Cortex-A9, 64-битным процессором и радиочастотный V2X-трансивером. Архитектура приемопередатчика TEF5100 основана на прямом преобразовании, что устраняет необходимость использования дорогостоящих внешних фильтров. Внутренние каскады усиления с цифровым управлением на RF и BB обеспечивают приемнику низкий коэффициент шума и большой динамический диапазон.

image

UWB-cистемы были представлены в iPhone 11, и автопроизводители вроде Volkswagen занимаются стандартизацией систем, которые будут использоваться для автомобилей следующего поколения. В Golf 8 используется UWB-трансивер Microchip в сочетании с 16-битным микроконтроллером Renesas, что обеспечивает функциональность для передачи и приема импульсных радиочастотных энергетических сигналов. Благодаря своим характеристикам он способен преодолевать ограничения других систем и позволяет достигать точности 20 см в плоскости и 30 см в пространстве по сравнению с точностью 5 метров, обеспечиваемой другими системами локализации в пространстве.

image

Также в Golf 8 используется технология GNSS с набором микросхем Qualcomm MDM9240 и внешним интерфейсом Qorvo все на одной плате. Плата поддерживает память MCP NAND и LPDDR2 от Micron и контроллер Realtek Ethernet.

image

Технология mHEV


Golf 8 первая модель Volkswagen, оснащенная двигателем e-TSI: Volkswagen впервые используют 48-вольтовые системы. Рабочее напряжение увеличено до 48 вольт, чтобы уменьшить силу тока при той же мощности и, таким образом, улучшить рассеивание тепла.

В e-TSI используется литий-ионный аккумулятор, который помогает двигателю работать на низких оборотах и снижает как расход топлива, так и выбросы. Аккумулятор заряжается за счет энергии торможения и движения накатом.

Система mHEV использует генератор переменного тока/реверсивный стартер (BES) и работает вместе с тепловым двигателем для повышения мощности и снижения уровня выбросов.

image

DC-DC-преобразователь разработан Flex и состоит из Si Mosfet-устройств вроде STMicro MOSFET 80V, ON Semi MOSFET 60V и 32-битного MCU STMicro серии SPC560B54x. Устройство от ST представляет собой N-канальный силовой полевой МОП-транзистор, в котором используется технология STripFET F7 с улучшенным затвором, которая обеспечивает очень низкое сопротивление в открытом состоянии, а также снижает внутреннюю емкость и заряд затвора для более быстрого и эффективного переключения. Устройство от ON Semi это NTMFS5C612NLWF, N-канальный MOSFET-транзистор на 60 В, 1,5 МОм и 235 А.

image

Во время торможения автомобили с мягким гибридом восстанавливают энергию, выработанную при торможении для зарядки аккумулятора. Генератор/стартер поддерживает двигатель во время переходных фаз и фаз ускорения, обеспечивает при необходимости большую мощность и подзаряжает аккумулятор при отпускании педали газа и торможении, регенерируя до 40% кинетической энергии. Существует также режим FMA Freewheel, Motor Off, который выключает двигатель, когда автомобиль движется с постоянной скоростью, а регенерация энергии контрпродуктивна. Литий-ионный аккумулятор на 48 В, расположенный под сиденьем переднего пассажира, находится рядом с традиционной аккумуляторной батареей на 12 В, которая поддерживает работу с традиционной электрической системой.
Подробнее..
Категории: Научно-популярное , Производство и разработка электроники , Транспорт , Блог компании нпп итэлма , Automotive , Итэлма , Компоненты для автопроизводителей , Электроника для автотранспорта , Adas , Автомобильные гаджеты , Connectivity , Connected cars

Сухозаряженный аккумулятор хранился 28 лет, и его ввели в эксплуатацию

12.05.2021 06:16:40 | Автор: admin

Привет, Хабр! Для одного исторического автомобиля попытались ввести в эксплуатацию новую сухозаряженную аккумуляторную батарею 6СТ-60ЭМ, хранившуюся с 1992 года. Посмотрим, что из этого получится.

<habracut>.

Пробки за это время открывались всего один раз, потому будем надеяться, что кислород и влага из воздуха не навредили пластинам. Пробки сухозаряженных АКБ герметичны, при вводе в эксплуатацию с них срезается выступ, открывая отверстие для выхода газов.

Плотность заливаемого электролита 1.27 - 1.28, исходная температура 18.7 по Цельсию.

Напряжение разомкнутой цепи (НРЦ, оно же ЭДС без нагрузки) за 30 минут после заливки выросло с 10.0 до 11.52 вольт, температура поднялась до 37 градусов. Через 40 минут плотность 1.18.

Через 80 минут после заливки НРЦ 11.86, плотность 1.15, температура 42 градуса.

Температура держалась, аккумулятор оставили на ночь.

Реакция включения шла 8 часов. Первые полтора часа НРЦ быстро росло, затем росло медленее и стало снижаться вследствие остывания аккумулятора.

Резкий спад на графике произошёл, когда АКБ покачали для перемешивания электролита и ускорения выхода пузырьков.

Тестер показал здоровье АКБ 30%, пусковой ток 68 из 225 А по DIN, внутреннее сопротивление 24.9 мОм и НРЦ 11.69. Вердикт - зарядить и снова проверить.

Плотность по банкам от плюса к минусу составила: 1.14, 1.125, 1.12, 1.14, 1.13, 1.12.

Заряд до напряжения 14.8 длился сутки, батарее сообщено 78.6 А*ч.

Плотность во всех банках стала 1.28, кроме минусовой 1.225. Решено зарядить отстающую банку отдельно, благо этому способствует наружное расположение перемычек.

Через 8 часов плотность в минусовой банке составила 1.28. Ставим батарею под буфер 13.2 вольта... на целый месяц. По сравнению с 28 годами хранения не так уж и много.

После 3 суток отстоя тестер показывает здоровье 93%, DIN 211 А из 225, 7.97 мОм, 12.67 В, вердикт - батарея хорошая!

Перед контрольно-тренировочным разрядом скомпенсируем саморазряд за эти трое суток, батарея ведь старинная. Задаём CV 14.4 В.

Заряд длился 6 часов, батарее сообщено 4 А*ч.

Разряжаем 20-часовым током до 10.5 вольт.

Из заявленных 60 батарея выдала почти 64 ампер*часа. ЭДС после снятия нагрузки составила 11.03 В.

После 30 минут отстоя НРЦ стало 11.22. Здоровье 32%, 73 А, 23.01 мОм. Вердикт - зарядить.

Во всех банках почти вода, вся кислота в намазках - в виде сульфатов. Реакция Гладстона-Трайба осуществилась по полной программе.

Побаночно измеряем напряжение от минуса к плюсу, получаем 1.86, 1.85, 1.88, 1.86, 1.84, 1.87.

За 21 час заряда батарее сообщено 71 А*ч, плотность от минуса к плюсу 1.255, 1.255, 1.27, 1.26, 1.26, 1.26. Напряжение пока не дошло до заданных 14.8, заряд продолжается. После завершения имеем 1.28, 1.275, 1.29, 1.285, 1.28, 1.28.

Теперь сравним 28-летний 6СТ-60ЭМ с современным Ca/Ca LADA 6СТ-62VL, бывшим в употреблении полтора года.

Старичок: здоровье 90%, пусковой ток 204 из 225 А по DIN, 334 A по EN, 8.26 мОм и НРЦ 12.66, батарея хорошая.

Лада: SoH 100%, 612 из 600 А EN, 4.51 мОм, 12.81 В, батарея хорошая.

Итак, при почти равной номинальной ёмкости у современной АКБ показания пускового тока почти в 2 раза выше, внутреннее сопротивление почти в 2 раза ниже, чем у антикварной. Ёмкость старой АКБ по факту проверили разрядом, она оказалась даже выше номинальной. А пусковые характеристики в два раза хуже современной.

Старая АКБ под вилкой 200 А просела с 12.67 до 9.63 В.

АКБ Лада под вилкой 200 А просела с 12.83 до 10.49 В.

Масса антикварной АКБ 23.7 кг, что составляет 4 кг на 10 А*ч ёмкости.

Масса АКБ Лада 15.1 кг, это 2.5 кг на 10 А*ч.

Важнейшая характеристика стартерной АКБ - пусковой ток. Путём нехитрых расчётов получаем, что современные аккумуляторы дают пусковой ток на килограмм массы в 3 раза выше выпускавшихся 3 десятилетия назад.

Тем не менее, аккумулятор из начала 90-х годов прошлого века получилось ввести в эксплуатацию, он работоспособен, и теперь несёт службу под капотом антикварных милицейских Жигулей.

Подробнее..
Категории: Научно-популярное , Транспорт , Энергия и элементы питания , Автомобильные гаджеты , Свинцово-кислотные аккумуляторы , Автомобильный аккумулятор , Реставрация автомобилей , Капсула времени , Электрохимия , Емкость аккумулятора , Пусковой ток

Перевод У Qualcomm огромные планы на работу в автомобильной индустрии

10.02.2021 12:04:06 | Автор: admin
image


Разговор с Накулом Дуггалом главой автомобильного подразделения Qualcomm


На этой неделе компания Qualcomm провела онлайн-мероприятие, сосредоточенное на автомобильной тематике. Цель этого мероприятия представить себя Tier-1 поставщикам и автопроизводителям как надежного партнера.

Недавние успехи Qualcomm связаны с трендами в областях 5G, ИИ и ADAS, а также с переходом автомобилей к облачным технологиям. Автопроизводители стараются угнаться за концепцией умного автомобиля они считают, что она поможет им повысить постпродажную выручку благодаря обновлениям ПО, различным функциям и услугам на протяжении всего срока службы автомобиля.

Компании потребовалось много времени и усилий для того, чтобы прийти к своему нынешнему положению. Двадцать лет назад первым выходом Qualcomm на автомобильный рынок стали технологии сетевого взаимодействия, которые позволили компании стать заметным игроком на рынке информационно-развлекательных систем. С тех пор роль Qualcomm существенно выросла. Во время онлайн-мероприятия представители компании рассказывали о лидерстве Qualcomm в области V2X связи в Китае и на рынке ИИ в бортовых панелях, дизайн которых получил награды и премии от более чем 20 автопроизводителей.

Также Qualcomm объявила о расширении партнерских отношений с GM. В соответствии с контрактом, GM заменит свои нынешние ADAS-решения на системы, основанные на платформе от Qualcomm Snapdragon Ride. Представители Qualcomm не уточнили когда их системы окажутся в автомобилях от GM. Тем не менее, премии от GM стали трамплином для Qualcomm, поскольку раньше компания считалась отстающей на рынке ADAS. Qualcomm заявила, что над ADAS на базе их платформы Ride работают многочисленные неназванные OEM-производители.

image

Открытое и масштабируемое


Руководители Qualcomm приложили немало усилий, чтобы характеристика открытое и масштабируемое стала мантрой в продвижении как салонных систем на Snapdragon, так и платформ для езды.

Платформа Ride, например, поставляется с интегрированным и проверенным ПО от стека для системы восприятия и системы политики вождения до помощи при парковке и мониторинга водителя. Согласно утверждениям Qualcomm, в разработке и оптимизации ПО приняли такие ведущие отраслевые компании как Arriver (подразделение программного обеспечения Veoneer), Valeo и Seeing Machines.

image

Принимая во внимание тот факт, что рост автомобильной индустрии с невероятной скоростью является ключевым фактором, Криштиану Амон (президент и генеральный директор Qualcomm) считает, что наличие открытой платформы с качественным ПО от доверенных партнеров как альтернатива самостоятельной разработке целесообразная стратегия. Это замечание прозвучало как тонкая критика Mobileye, конкурента Qualcomm.

Qualcomm передает OEM-производителям масштабируемые решения, интегрированные с коммерческим программным обеспечением. Компания хочет, чтобы OEM-производители внедрили их в кратчайшие сроки, то время как сама Qualcomm также работает в адском темпе так сказал Накул Дуггал, старший вице-президент и старший менеджер по автомобильной промышленности Qualcomm Technologies.

В эксклюзивном интервью EE Times Дуггал подчеркнул, что Qualcomm работает с партнерами с надежными коммерческими решениями, которые интенсивно тестируются на дорогах в разных частях мира. Дуггал подчеркнул важность программного обеспечения, написанного в соответствии со стандартами безопасности. Мы не используем то, что работает только в демонстрациях. Qualcomm предлагает OEM-решения, которые можно развернуть сразу же, поскольку они уже соответствуют требованиям NHTSA и NCAP, пояснил он.

Также партнерские отношения Qualcomm влияют на развитие салонных решений на основе Snapdragon. Мы одна из немногих компаний, которые могут сказать, что они рады сотрудничать с Google в работе над автомобильными решениями, сказал Дуггал. Также Snapdragon поддерживает работу с Алексой от Amazon. Отмечая популярность Алексы, Дуггал заявил, что Qualcomm может интегрировать голосовых ассистентов прямо в процессоры.

Позиционируя себя как альтернативу таким компаниям, как Mobileye, Nvidia и NXP Semiconductors, Qualcomm демонстрирует скромность в своем подходе и серьезное отношение к автомобильному рынку.

Транспорт это сложный и глобальный бизнес. Наш подход во многом связан с работой с партнерами, будь то специфическая индустрия, технология или регион, подчеркнул Дуггал. Мы хотим внедрять в наши платформы лучшие решения именно поэтому наши платформы всегда открыты.

Также в заявлениях Qualcomm подчеркивается, что компания работает на автомобильном рынке не для того, чтобы вызвать шок и трепет перед беспилотными автомобилями. Наш приоритет бизнес, а не заголовки, подчеркнул Дуггал. Это замечание также направлено на Mobileye (поскольку компания пообещала выпустить потребительскую систему беспилотной езды к 2025 году).

Разработка 5-нм чипов


Qualcomm считает, что 2 уровень автономности золотая середина для ADAS. Этот подход делает платформу масштабируемой. На конференции было объявлено, что платформа Ride подведена к первому уровню программы оценки новых автомобилей (NCAP), идеальному для ADAS, устанавливаемых на лобовые стекла.

Благодаря этому, Snapdragon Ride поддерживает широкий спектр функционала помощи водителю от функций 1 уровня и систем активной безопасности (2 и 2+ уровни) до полноценной беспилотной езды (4 уровень).

Qualcomm предлагает чипы, сделанные по 5-нм техпроцессу, открывая двери как для создания отдельных решений, так и для доработки существующих. Согласно заявлением Qualcomm, Snapdragon Ride из системы производительностью в 100 TOPS для камер, устанавливаемых на лобовые стекла становится модулем выдающим 700 TOPS и потребляющим менее 5 Вт, которого будет достаточно для беспилотной езды.

Дуггал сказал, что образцы 5-нм чипов (они будут доступны как для ADAS, так и для салонных цифровых панелей) предоставлены некоторым OEM-производителям с конца прошлого года. Также он добавил, что более широкое распространение образцов начнется этой весной.

Отвечая на вопрос о начале массового производства чипов, Дуггал отметил: Если мы говорим о поставках первым клиентам, то они будут осуществляться в 2023 году. Скорее всего, это будет конец 2023 или начало 2024 года.

Размытые границы между умным салоном и ADAS


По мере того, как автопроизводители углубляются в электрификацию транспортных средств, им все больше хочется перенести на автомобили архитектуру электросамокатов, сказал Дуггал. По мере отхода от устаревших систем и технологий, многие стремятся к современным архитектурам электроники и электротехники.

image


Времена, когда для реализации какой-либо функции, добавляли дополнительный блок управления, прошли. Автомобильная промышленность отказывается от систем, перегруженных микроконтроллерами. Некоторые производители рассматривают зональный подход как вариант решения своих задач. В своем выступлении Дуггал отметил, что в конечном итоге автопроизводители перейдут к централизованным вычислениям.

В нашем интервью Дуггал сказал, что системы централизованных вычислений основаны на структурах с системами на чипах. Он отметил, что это решение универсально и гарантирует безопасность.

Благодаря такому подходу, базовые блоки чипов для ADAS и салонных систем имеют много общего. Оба эти чипа поддерживают графические процессоры (в том числе многоядерные), различные цифровые процессоры и ускорители, пояснил Дуггал. Затем, на более высоком уровне в систему внедряется программный каркас, добавил он. Первым модулем станет гипервизор, поддерживающий работу с несколькими контейнерами с виртуальными разделами.

Далее, среду для запуска ПО и приложений каждый производитель может выбирать сам. Например, сначала можно использовать систему мониторинга водителя в салоне, а затем перенести ее в чип с ADAS, работающий под управлением системы 2 уровня. У нас есть поддержка таких случаев, сказал Дуггал. Никаких проблем.

Грань между приложениями и средами стирается, считает Дуггал. Чтобы граница между ними была размытой, но при этом архитектура оставалась четкой и согласованной, им нужна общая аппаратная структура.

Как Qualcomm собирается побеждать?


Сотрудничая со многими партнерами (от Veoneer до GM) Qualcomm стремится к победе на автомобильном рынке.

Признавая, что крупнейший в мире производитель мобильных чипов никогда первым не выходил на рынок автомобильной промышленности (не говоря уже о том, чтобы доминировать на нем), Дуггал привел примеры из различных отраслей. В Qualcomm никогда не думали о том, чтобы взломать рынок ADAS (на котором, очевидно, рулит Mobileye)

Я считаю Mobileye фантастической компанией. Я думаю, что они проделали отличную работу в области компьютерного зрения и ИИ им удалось решить очень сложные задачи, сказал Дуггал. Отдавая должное Mobileye, Дуггал отметил, что В Qualcomm придерживаются мнения, что все технологии демократичны. Учитывая все существующие современные решения, я не думаю, что остались неразрешимые проблемы. Дуггал продолжил эту мысль: Мы понимаем суть проблем и знаем, что нужно для их решения, также понимаем временные рамки, в которые проблемы должны решаться. Именно поэтому у нас обширные партнерские отношения.

Второй принцип компании: понимать потребности клиентов. Наши клиенты, особенно в автомобильной сфере, любят иметь выбор. Они не хотят ограничиваться одним решением. Это первое, чему я научился в автомобильном бизнесе. Нужно отслеживать все варианты выбора, которые есть у ваших клиентов и убедиться, что вы номер один в этом списке.

Наконец, Дуггал отметил, что когда речь идет об ADAS, автопроизводители хотят работать с тем, за что они будут готовы взять на себя ответственность. Все больше и больше автомобилей получают функции автоматизации, и автопроизводителей начинают беспокоить вопросы ответственности. Ответственность в конечном итоге понесет либо водитель/владелец автомобиля, либо автопроизводитель, который отвечает за безопасность и защищенность автомобиля. Нет третьей стороны, которая будет готова взять ответственность на себя.

Дуггал считает, что в таком контексте прозрачность становится особенно важной. Автопроизводители должны знать, что они встраивают в свои автомобили.

Редакция EE Times считает, что решение, запечатанное в черный ящик это закрытый гроб.



image

Вакансии
НПП ИТЭЛМА всегда рада молодым специалистам, выпускникам автомобильных, технических вузов, а также физико-математических факультетов любых других высших учебных заведений.

У вас будет возможность разрабатывать софт разного уровня, тестировать, запускать в производство и видеть в действии готовые автомобильные изделия, к созданию которых вы приложили руку.

В компании организован специальный испытательный центр, дающий возможность проводить исследования в области управления ДВС, в том числе и в составе автомобиля. Испытательная лаборатория включает моторные боксы, барабанные стенды, температурную и климатическую установки, вибрационный стенд, камеру соляного тумана, рентгеновскую установку и другое специализированное оборудование.

Если вам интересно попробовать свои силы в решении тех задач, которые у нас есть, пишите в личку.



О компании ИТЭЛМА
Мы большая компания-разработчик automotive компонентов. В компании трудится около 2500 сотрудников, в том числе 650 инженеров.

Мы, пожалуй, самый сильный в России центр компетенций по разработке автомобильной электроники. Сейчас активно растем и открыли много вакансий (порядка 30, в том числе в регионах), таких как инженер-программист, инженер-конструктор, ведущий инженер-разработчик (DSP-программист) и др.

У нас много интересных задач от автопроизводителей и концернов, двигающих индустрию. Если хотите расти, как специалист, и учиться у лучших, будем рады видеть вас в нашей команде. Также мы готовы делиться экспертизой, самым важным что происходит в automotive. Задавайте нам любые вопросы, ответим, пообсуждаем.

Список полезных публикаций на Хабре

Подробнее..
Категории: Производство и разработка электроники , Транспорт , Блог компании нпп итэлма , Automotive , Итэлма , Компоненты для автопроизводителей , Электроника для автотранспорта , Adas , Разработка робототехники , Автомобильные гаджеты , Connectivity , Connected cars

Шведский аккумулятор из углеродных волокон произведет революцию в дизайне автомобилей

17.04.2021 14:23:59 | Автор: admin

К концу января 2021 года количество электроавтомобилей в России превысило отметку в 10 тысяч единиц, представленных 18 моделями 14 различных марок. При этом еще в январе 2020 года их количество не превышало 6 тысяч. Несмотря на значительный прирост, Россия еще не входит в топ-25 стран-лидеров по объему продаж электромобилей. Что обусловлено в первую очередь отсутствием на территории России официального представительства крупнейших производителей электрокаров и мировых брендов электромобилей. Также в России слабая мотивационная база, предоставляемая покупателям электромобилей. Поэтому автовладельцы все еще склоняются в пользу приобретения автомобиля с ДВС.

В правительстве уже принимаются меры для того, чтобы автовладельцы пересели на электрички. Пакет мер для Федерального закона об экологичном транспорте разрабатывается уже несколько лет, при этом, по разным оценкам экспертов, будет принят не ранее 2023 года. Тогда как во многих странах Европейского Союза (ЕС) уже несколько лет существует ряд льгот и преференций для владельцев электрокаров. Но водителей отпугивает не только цена на электромобили, но и страх перед разряженной батареей за сотни, а иногда и тысячи километров от крупного города, в котором еще должна быть заветная зарядная станция, тем более в зимнее время при температурах в ряде регионов 3040 градусов ниже нуля.

А в течение следующих нескольких лет аккумуляторы, которые будут использоваться в электромобилях, станут настолько дешевыми, что электромобиль будет стоить не больше, чем автомобиль аналогичного размера с двигателем внутреннего сгорания. Но эти электромобили по-прежнему будут весить больше, чем их аналоги с бензиновым двигателем, при этом аккумуляторные батареи в электромобилях составляет 20-25 процентов от общей массы транспортного средства.

Но выход есть: превратить конструктивные элементы автомобиля в сами аккумуляторы.


Батарея из углеродного волокна в виде крышки багажника

Задача


Главный технический директор Volvo Хенрик Грин говорит: Как наиболее эффективно интегрировать аккумуляторную батарею в автомобиль? Ну, если вы делаете это традиционным способом, вы помещаете батарею в модуль; затем вы помещаете несколько модулей в коробку. Потом вы помещаете коробку в автомобиль, и тогда у вас есть стандартизированное решение, которое можно масштабировать в течение 10 лет.

Но по сути, это довольно неэффективное решение с точки зрения веса, пространства и т.д. Итак, здесь действительно можно пойти глубже, и как бы напрямую интегрировать клетки в тело и избавиться от этих модулей, коробок и прочего. Это задача, над которой мы работаем в будущих поколениях автомобилей, и она кардинально изменит их сборку.

Tesla также работает над разработкой новых аккумуляторных модулей, которые являются структурными элементами, но создает эти структурные модули из традиционных цилиндрических ячеек. Однако есть более элегантный подход к этой идее, и группа из технологического университета Чалмерса в Швеции во главе с профессором Лифом Аспом сделала прорыв в этом отношении.


Демонстрация тестовых батарей из углеродного волокна


Что это и с чем едят?


Наиболее широко углеродное волокно используется в качестве легкого и высокопрочного конструкционного материала в довольно дорогих экзотических автомобилях и самолетах, но постепенно он становится совершенно обычным явлением. Сегодня углеродное волокно используется в велосипедах и клюшках для гольфа, и даже можно приобрести себе бумажник из углеродного волокна.

Выдающиеся свойства углеродного волокна заключаются в том, что в качестве готового материала его можно сделать намного прочнее и легче, чем металлические детали аналогичного размера. Например, углеродное волокно имеет предел прочности на разрыв (то есть сопротивляется растяжению) примерно в четыре раза больше, чем сталь, и в восемь раз больше, чем алюминий. Кроме того, он намного жестче (сопротивляется изгибу), чем сталь или алюминий. При этом такое увеличение прочности сопровождается резким снижением веса: обычно деталь из углеродного волокна весит лишь треть от веса стальной детали того же объема.


Как композитный материал, углеродное волокно получает свою жесткость и легкость благодаря двум вещам: во-первых, это пряди углеродной нити, которая тоньше человеческого волоса, и эпоксидная смола, которая связывает углерод в форму. Второе, что придает композиту прочность, это химические соединения для объединения двух материалов и последующего их смешивания. Процессы производства углеродного волокна различаются в зависимости от формы деталей, но все методы производства имеют нить и клей.

Конструкция батареи представляет из себя анод из углеродного волокна и катод из алюминиевой фольги, покрытый фосфатом лития и железа, которые разделены стекловолоконным сепаратором в матричном материале структурного электролита батареи. Анод выполняет тройную функцию, удерживая ионы лития, проводя электроны и усиливая все одновременно. Электролит и катод аналогичным образом поддерживают структурные нагрузки и выполняют свою работу по перемещению ионов.


Тесты


Исследователи протестировали различные типы стекловолокна, в результате чего были получены элементы с номинальным напряжением 2,8 В, и достигли лучших результатов с точки зрения производительности батареи с более тонким полотняным переплетением. Элементы, использующие эту конструкцию, имели удельную емкость 8,55 Ач/кг, плотность энергии 23,6 Втч/кг (при 0,05C), удельную мощность 9,56 Вт/кг (при 3C) и толщину 0,27 мм. Для сравнения, это 4680 ячеек, которые Тесла помещает в свои машины, чтобы иметь плотность энергии 380 Втч/кг. Однако этот показатель плотности энергии для цилиндрических ячеек не включает массу структурной матрицы, которая их окружает (при использовании в качестве структурных панелей).

image



Батарея из углеродного волокна от Tesla

Что касается структурных нагрузок, то наибольшая жесткость была также достигнута при использовании простого стекловолоконного переплетения 25,5 ГПа. Это примерно похоже на пластик, армированный стекловолокном, тогда как пластик, армированный углеродным волокном, даст результат в 10 раз больше, в зависимости от того, сделан трансферным формованием или является ткаными листами, предварительно пропитанные смолой (известные как pre-preg).

Группа профессора Аспа сейчас работает над тем, чтобы повысить жесткость и электрические характеристики заменой алюминиевой фольги катода на углеродное волокно. Группа также тестирует еще более тонкие сепараторы. Они надеются достичь 75 Втч/кг и 75 ГПа, что приведет к получению элемента, который будет намного жестче, чем алюминий (68 ГПа) и намного легче.


Перспективы


Создание электромобилей или даже самолетов из структурных композитных батарей пока еще долгосрочный проект, и даже в лучшем случае структурные аккумуляторные элементы могут не скоро приблизиться к характеристикам специализированных элементов, используемых на данный момент. Но поскольку они заменят более тяжелые металлические конструкции, получившийся автомобиль должен стать намного легче, дешевле и экологичнее

Между тем, Асп считает, что преимущества использования такой технологии можно будет увидеть раньше: Структурная батарея следующего поколения обладает фантастическим потенциалом. Через несколько лет вполне возможно будет производить смартфоны, ноутбуки или электрические велосипеды, которые будут весить вдвое меньше, чем сегодня, и будут в разы компактнее.


На правах рекламы


Наши эпичные серверы это как Tesla в автомобилестроении. Используем новейшие процессоры от AMD, исключительно быстрые NVMe накопители от Intel и никогда не экономим на железе только брендовое оборудование и самые современные решения на рынке!

Подробнее..
Категории: Транспорт , Будущее здесь , Энергия и элементы питания , Аккумуляторы , Батареи , Автомобильные гаджеты , Блог компании vdsina.ru , Аккумуляторные батареи

Категории

Последние комментарии

  • Имя: Макс
    24.08.2022 | 11:28
    Я разраб в IT компании, работаю на арбитражную команду. Мы работаем с приламы и сайтами, при работе замечаются постоянные баны и лаги. Пацаны посоветовали сервис по анализу исходного кода,https://app Подробнее..
  • Имя: 9055410337
    20.08.2022 | 17:41
    поможем пишите в телеграм Подробнее..
  • Имя: sabbat
    17.08.2022 | 20:42
    Охренеть.. это просто шикарная статья, феноменально круто. Большое спасибо за разбор! Надеюсь как-нибудь с тобой связаться для обсуждений чего-либо) Подробнее..
  • Имя: Мария
    09.08.2022 | 14:44
    Добрый день. Если обладаете такой информацией, то подскажите, пожалуйста, где можно найти много-много материала по Yggdrasil и его уязвимостях для написания диплома? Благодарю. Подробнее..
© 2006-2024, personeltest.ru