Tier1 如何破解ADAS芯片热宕机

本文来源：智车科技

/导读/

当前，驾驶辅助功能已经成为几乎是全新上市车型的标配，如果哪款新车型没有驾驶辅助/自动驾驶相关的配置，大概率会引起消费市场的疑惑。随着搭载比例的大幅提升，涉及在全国各个地区、各种天气条件和特殊情况，驾驶辅助功能开始出现不少之前测试环境下可能没有遇到过的问题。这其中，最典型的就是热宕机。

什么是热宕机？

我们知道，驾驶辅助功能的核心零部件是芯片，芯片提供算力，用以分析布置在车身上的传感器收集到的各类周边环境信息，并按照事先预埋在系统里面的算法和逻辑，向执行层发出指令。由于车规级芯片所处的工作环境较为恶劣，且需要在整个车辆的使用寿命期间不发生更换，因此其本身对于设计和制造质量的要求非常高以避免极端情况的发生，但即便要求如此之高，芯片热宕机的案例依旧不少。

要避免热宕机，就必须要知道芯片的极限温度是多少。芯片一般都会有一个工作温度范围，当达到工作温度范围的上限时，就会发生结温现象。长时间超过工作温度范围上限，会极大地影响芯片的使用寿命。

在一般的驾驶辅助系统上，由于需要达到一定的视野，在车辆的前挡风玻璃上往往会布置智能摄像头的控制器。因此控制器就会面临太阳暴晒、空调吹风难以吹到导致无法有效降温，此类现象在出租车/网约车这样的场景中出现较多。

智车科技从宏景智驾相关负责人处了解到一个真实场景的案例：2022年夏季，多地出现异常高热天气，在广西中午到下午这段时间被太阳暴晒的气温环境下，司机师傅在等待客户时，为了节约电，将空调风量调小，此时突然出现ADAS芯片无法工作的情况，这种情况是热宕机的典型案例之一。

随着自动驾驶技术及行业的发展，未来智能汽车对芯片算力需求将不断增加，芯片也必然会持续升级，随之而来的就是芯片功耗的持续攀升，芯片有效散热的问题将更加突出。

图 宏景智驾J3感知性能提升

产品和整车设计双重优化

要解决热宕机，最好的方法就是进行热设计。热设计是一套从产品到整车层面的体系化开发，通常包括仿真和实车测试。产品层面的优化，是对芯片/电路板自身的散热情况进行优化。通过调整产品的散热齿高、散热面积、电路板布局及散热孔等措施，使得产品达到最优。整车层面的优化，则包括了在挡风玻璃上的后视镜支架以及美观罩的优化。通过这些优化，最终的目的就是希望在确保驾驶员视野不受影响的情况下，能够让相关零部件创造更好的散热条件，从而优化芯片的工作环境。

这其中，值得一提的是美观罩的优化设计。宏景智驾负责人表示，在优化美观罩设计的问题中，热对流是一个重要的考量指标。通过优化美观罩的开孔面积和开孔方向，使开孔方向能够和热对流方向匹配起来，便可以通过热对流效应来直接加速芯片的散热。通过更为合理的规划设计，在整车设计的初期，能够在不改变芯片自身设计的情况下，提升控制器可以承受的温度上限。

实际项目中的具体操作经验案例

作为国内较早一批推动驾驶辅助功能商业化量产落地的自动驾驶技术公司，宏景智驾在车辆实际的运营过程中积累了大量的数据和经验，开发了一套行之有效的驾驶辅助/自动驾驶系统热设计的方案，可以有效解决芯片热宕机的问题。智车科技通过和宏景智驾的交谈，整理总结成如下几个方面：

1、为主机厂提供真实数据作为设计参考。同很多国际大牌ADAS供应商不愿意与整车企业联合开发且只通过自己的测试来提供产品不同，宏景智驾作为一家初创公司深入到整车设计的第一线，深度参与到热设计的过程中，为整车厂和热设计相关零部件的布置和设计提供建设性方案，有效的从根源上提升了散热效率。

2、在仿真测试阶段，通过调校参数，实现了升级为J3芯片后更加精准的仿真测试结果。根据宏景智驾多次项目的经验，基于地平线J2芯片设计的控制器仿真测试与实际道路测试会存在5%-8%的偏差，为了减少这部分仿真偏差，在升级芯片到地平线J3的域控制器时，宏景智驾重点关注仿真参数的调校，并通过与其他传感器（如摄像头）数据进行联合仿真，尽可能来贴近实际情况，提升了仿真测试的准确性。

3、在实车测试中，宏景智驾基于J3芯片的ADAS智能摄像头方案的热设计测试条件也更加苛刻。一般情况下，整车厂会用环境舱来模拟整车的高温实验，将环境温度设置为40摄氏度，并利用辐射灯来模拟在太阳下暴晒6个多小时，在测试过程中大部分供应商会在暴晒后开空调才将ADAS功能打开，这就意味着在某些极端条件并没有测试到。宏景智驾为了有效的避免各类极端情况的出现，在太阳暴晒阶段，不仅将环境温度进行了提升，且通过不开空调打开ADAS全部功能来模拟产品的极限性能。从测试结果来看，在通常的实车测试环境中，宏景智驾基于地平线J3的控制器产品，能够满足更为严苛的测试条件。

4、软件层面的预警机制设计。为了帮助司机更完整的了解到车辆的真实情况，宏景智驾基于热设计在软件层面预埋了应急手段，即当芯片温度接近工作上限时，软件就会进行预警，通过屏幕弹窗或者语音交互等方式明确告知客户开启ADAS功能会有一定的风险。在确保整车安全的前提下，宏景智驾的软件系统会也会对某些ADAS功能进行降级以降低芯片的计算负荷，确保芯片正常使用。

宏景智驾J3一体机方案的具体优势及参数，请访问文章《从备胎到主流，看辅助驾驶本土方案实力崛起》。

和其他国内自动驾驶技术公司不同，宏景智驾始终以推进产品商业化落地作为公司的主要战略。和停留在实验室或者在数量较少的测试车上搭载不同，在大规模量产的车型上往往会遇到更多的挑战。像热设计这些看似没有软件代码重要的领域，一旦出现问题，哪怕算法再高级、再领先，也无从发挥。所以，汽车作为一个大规模量产的行业，工程可靠性本身也是产品性能的重要方面，决计不能成为产品表现的短板。

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