车载香氛系统应用与设计

彭时翔　张小西　胡孙杰　曹德友

中图分类号：U463.851    文献标志码：A    文章编号：1003-8639（ 2023 ）09-0056-02

作者简介

彭时翔，男，工程师，从事汽车空调面板类硬件、软件、测试验证等工作；张小西，女，工程师，从事汽车空调开关类硬件、软件、测试验证等工作；胡孙杰，男，工程师，从事汽车零部件测试设备研发工作。

随着汽车行业快速发展，汽车已经从单纯交通工具往移动家方向发展。当前汽车应用有声音方面应用、视觉方面应用、触觉方面应用，只有在极少高端车型对嗅觉方面有应用。

1  应用场景

1）车载沉浸式4D影院（图1）：搭载汽车智能座椅、电子悬架、车载音影、车载空调系统、车载4D眼镜，配合香氛控制器可以根据电影场景，空气悬架调节倾斜振动、吹风、气味、座椅倾斜振动达到专业影院级别，模拟沉浸式4D观影效果。

2）疲劳驾驶提神醒脑：运用中国传统中医理论，全车配置提神醒脑香氛瓶，当车辆系统识别到驾驶员处于疲劳状态，启动香氛，确保驾驶员精神清醒，保证行车安全。

2  设计要求

车载香氛控制器主要受空调控制模塊通过LIN或者CAN进行通信控制。安装在手套箱内部，在整车设计时需要考虑电磁兼容性与DV环境试验，选用汽车级元件与物料进行设计。软件要采用AUTOSAR软件架构进行开发，确保软件可靠性，要具备OTA升级功能为后续固件升级预留空间。设计时需要考虑维修拆卸方便、香氛盒更换方便、运行噪声、使用寿命、硬件设计最坏情况分析，确保在车辆规定使用寿命时间内产品不会发生故障。香氛料盒需要采用时尚造型，具备NFC读取和安全加密，防止第三方仿制扰乱售后市场，造成品牌价值下降。

3  设计实现

1）香氛料盒（图2）：盖子和瓶身采用浸染工艺，提升时尚感，香氛条采用进口陶瓷，保证60%以上锁香性，在使用过程中体积不会变化、工作温度范围-40～1000℃，满足汽车级工况要求。采用国内一线品牌汽车级磁铁，退磁温度需要选用＞150℃。

2）控制器主体（图3）：控制器运动组件和风道连接处均采用汽车级胶垫保证减振同时兼容气密性，防止香氛串味和关闭时防止泄漏香氛到座舱内部。同时风道还要采用空气流体仿真进行仿真设计，防止空气中的颗粒物在风道内部堆积，从而造成风道堵塞。主体机械结构采用汽车级PC材料，满足汽车环境试验要求。通过导风软管将香氛输入到汽车空调风道中均匀散发到汽车每个角落。采用表面发黑防锈处理的磁铁片，保证主体与香氛料盒可靠吸附。

3）线路板硬件设计（图4）：负责中央控制芯片为国产复旦威FM33LG025A单片机，具备1路CAN（预留）、1路LIN、20路GPIO、2路AD、1路PWM、1路CCP、1路UART通信、1路SPI通信。工作温度范围-40～105℃，符合AEC-Q100要求。负责CAN网络通信芯片为国产川土微CA-IF1042 CAN收发器，支持5Mbit/s，符合ISO 11898-2和AEC-Q100要求。负责电源管理和LIN收发器为国产品牌川土微CA-IF1021S芯片（LD0+LIN），支持20kbit/s，符合17987-4：2016要求。NFC读卡芯片采用复旦威NFC芯片，同时采用选择芯片进行一拖三分时检测，以起到降低成本的作用。电源电压检测电路采用电阻分压形式（低成本分立元件搭建），检测电压能达到5.5～19V范围。鼓风机电路利用三极管开关特性输出PWM控制并且采集鼓风机转速，满足在任何工况下都能达到预计的转速要求。

4）线路板软件设计（图5）：软件采用第三方软件公司开发的AUTOSAR基础软件工具生成AUTOSAR软件架构和BSW、RTE相应代码，根据整车客户要求编写APP层内容，实现完整软件。采用完整AUTOSAR软件架构能有效提升软件品质和后期软件可维护性。

4  结束语

经过市场和各个主机厂调研，车载香氛将会是各车厂未来车型较为普及的功能。同时考虑当前国际缺芯风波，设计控制器时应确保产品可靠性的前提下使用国产芯片方案去实现功能，确保后期供货的稳定性，同时也为中国芯片崛起贡献一份力量。

（编辑  杨  景）