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L3級(jí)自動(dòng)駕駛?cè)哂嘣O(shè)計(jì):固態(tài)電容在電源模塊的可靠性驗(yàn)證

文章出處:平尚科技 責(zé)任編輯:平尚科技 發(fā)表時(shí)間:2025-04-15
  

?L3級(jí)自動(dòng)駕駛?cè)哂嘣O(shè)計(jì):固態(tài)電容在電源模塊的可靠性驗(yàn)證



一、L3級(jí)自動(dòng)駕駛的冗余設(shè)計(jì):電源模塊的嚴(yán)苛要求


L3級(jí)自動(dòng)駕駛要求車輛在系統(tǒng)失效時(shí)仍能維持關(guān)鍵功能運(yùn)行,這對(duì)電源模塊的冗余設(shè)計(jì)提出兩大核心需求:

  1. 功能安全:需滿足ISO 26262 ASIL-D等級(jí),單點(diǎn)故障率<1ppm。
  2. 環(huán)境適應(yīng)性:需在極端溫度(-40℃~125℃)、高頻振動(dòng)(30G加速度)下保持穩(wěn)定輸出。

傳統(tǒng)液態(tài)電解電容因壽命短(通常<5萬(wàn)小時(shí))、高溫易漏液等問題,難以滿足冗余電源的耐久性要求。平尚科技通過車規(guī)固態(tài)電容技術(shù),以全固態(tài)結(jié)構(gòu)徹底消除漏液風(fēng)險(xiǎn),并通過AEC-Q200與ISO 26262雙認(rèn)證,成為自動(dòng)駕駛電源設(shè)計(jì)的優(yōu)選方案。





二、平尚科技固態(tài)電容的可靠性驗(yàn)證路徑


1. 材料創(chuàng)新:復(fù)合導(dǎo)電聚合物與陶瓷填料

  • 高導(dǎo)電率聚合物:平尚科技?采用聚吡咯(PPy)基固態(tài)電解質(zhì),電導(dǎo)率提升至200S/cm(傳統(tǒng)液態(tài)電解液僅50S/cm),ESR低至3mΩ@100kHz。
  • 納米陶瓷摻雜技術(shù):在電解質(zhì)中添加Al?O?納?米顆粒,耐壓能力提升至35V(同體積下比競(jìng)品高40%),適配12V/48V雙冗余電源架構(gòu)。

2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):多極耳與疊層封裝

  • 四極耳對(duì)稱結(jié)構(gòu):降低電流路徑阻抗(比單極?耳設(shè)計(jì)減少60%),支持瞬態(tài)電流沖擊(峰值100A/1ms)。
  • 超薄疊層封裝:1210封裝固態(tài)電容容值達(dá)220μF(?行業(yè)平均100μF),體積縮小30%,適配域控制器高密度PCB布局。




3. 可靠性驗(yàn)證:車規(guī)級(jí)測(cè)試與功能安全認(rèn)證

  • AEC-Q200測(cè)試:通過2000次溫度循環(huán)(-55℃?~125℃)、1000小時(shí)高溫高濕(85℃/85%RH)測(cè)試,容量衰減<5%。
  • ISO 26262 ASIL-B支持:內(nèi)置自愈特性可修復(fù)?微短路缺陷,失效率<0.01ppm,滿足ASIL-B級(jí)功能安全要求。



三、應(yīng)用場(chǎng)景:固態(tài)電容如何保障冗余電源安全


  • 域控制器雙電源切換:平尚科技35V/4?70μF固態(tài)電容為英偉達(dá)Orin芯片組供電,支持10μs內(nèi)無縫切換備用電源,確保算力模塊零宕機(jī)。
  • 激光雷達(dá)供電系統(tǒng):采用耐壓50V固態(tài)電容(ES?R≤5mΩ),在-40℃環(huán)境下紋波電壓<20mV,保障點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定性。
  • 線控剎車冗余電路:100V/100μF固態(tài)電?容支持剎車ECU雙回路供電,響應(yīng)延遲<2ms,通過ASPICE CL3級(jí)驗(yàn)證。



四、未來趨勢(shì):高集成化與智能化監(jiān)控
面向L4級(jí)自動(dòng)駕駛,平尚科技正推進(jìn):

  • 嵌入式電容-電感復(fù)合模塊:集成電容與磁珠于單一封裝,體積減少50%,支持多路冗余電源同步管理。
  • AI驅(qū)動(dòng)的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng):通過實(shí)時(shí)采集ESR、容值等參數(shù),預(yù)測(cè)電容壽命并觸發(fā)預(yù)警,符合ISO 21434網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)。




技術(shù)亮點(diǎn)與數(shù)據(jù)支撐


  • 壽命對(duì)比:平尚固態(tài)電容壽命10萬(wàn)小時(shí)@105℃,遠(yuǎn)超液態(tài)電容的3萬(wàn)小時(shí)。
  • 溫升測(cè)試:滿載工況下表面溫升<8℃,優(yōu)于AEC-Q200要求的15℃。
  • 客戶案例:某L3級(jí)自動(dòng)駕駛車型采用平尚方案后,電源模塊故障率下降90%,系統(tǒng)可用性達(dá)99.999%。


平尚科技以車規(guī)固態(tài)電容為核心,通過材料、結(jié)構(gòu)、認(rèn)證的全鏈路創(chuàng)新,為L(zhǎng)3級(jí)自動(dòng)駕駛?cè)哂嚯娫丛O(shè)計(jì)提供高可靠性保障。未來將持續(xù)深化功能安全與智能化技術(shù)融合,推動(dòng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)向更高安全等級(jí)演進(jìn)。

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