非標電子單元在車燈中的共用性研究

王艷光

摘 要：近幾年汽車行業迅猛發展，各個主機廠越來越快地推出新車型，導致整車的開發流程變得越來越短。隨之而來的是汽車零部件的開發周期也隨之縮短。理論上一只完全新開發的車燈，從開始設計到量產，至少需要兩年或者更長的時間。要追隨日新月異的更新換代，大量零部件的標準化是縮短開發周期的有效手段。例如市場上可見的投射式遠近光模組。每一個模組的開發都需要車燈廠都投入大量的時間、人力和金錢對此進行大量光學及電子單元的開發及驗證，周期都要超過一般整燈的開發。所以每個車燈對自己研發的模組都會默認定義為標準元件。

關鍵詞：汽車;電子單元;功能部件

近幾年汽車行業迅猛發展，各個主機廠越來越快地推出新車型，導致整車的開發流程變得越來越短。隨之而來的是汽車零部件的開發周期也隨之縮短。理論上一只完全新開發的車燈，從開始設計到量產，至少需要兩年或者更長的時間。要追隨日新月異的更新換代，大量零部件的標準化是縮短開發周期的有效手段。例如市場上可見的投射式遠近光模組。每一個模組的開發都需要車燈廠都投入大量的時間、人力和金錢對此進行大量光學及電子單元的開發及驗證，周期都要超過一般整燈的開發。所以每個車燈對自己研發的模組都會默認定義為標準元件。

反觀其他功能部件，一般很難做到像投射式模組這樣的標量化。因為每個主機廠每款車燈的外觀造型都不一樣。尤其在反射式遠近光、日行燈/位置燈及轉向燈的造型、光源以及相關的PCBA驅動系統都是各個不同。這就導致每個新項目需要重新開發設計電子組件，而我們又知道，開發新的電子單元，時間較長，實驗驗證比較繁瑣且設備投資成本較高。通過長時間的車燈研發經驗積累，本文提供幾種可以共用PCBA單元的案例，希望在以后的車燈開發中，可以縮短設計時間，減少研發人員的投入及設備投資上的節省。

1 同功能同位置不同版本共用

每一款汽車有不同配置，車燈也有高低版本，大多數都是主光源上有所不同，例如投射式的透鏡模組和反射式模組。而信號燈有時會類似，只是周邊外觀件會稍有差異，通常這樣的功能分布， 我們會優先考慮整個功能單元的共用，即整個電子單元完全拷貝，被高版本和低版本同時使用。

成功案例是長安某車型。一共有三個版本，中、高版本的日行燈/位置燈單元在車燈中的位置完全相同，僅僅是周邊裝飾部件有區別。圖示是設計定型后，子功能共用后的展示。

整個子功能的共用大大縮短了開發周期和開發人員的設計時間。這種情況下很容易實現非標單元的共用，但很大程度上依賴于客戶的外觀要求，有很大的局限性。

2 同功能不同位置

更多的時候我們會考慮同一只燈內或者左右側車燈內同樣功能PCBA單元的共用性。

（1） 同功能一側燈內。現在日行燈可謂造型多變且位置增多，這個時候我們就要多注意，同功能不同位置的共用性，檢查造型是否類似，光學部件的有效長度是否對光通量的輸出相近，是否可以使用同顆數的LED同時滿足不同位置的亮度和均勻性要求;PCB空間位置的安裝是否滿足。如果能很大程度上滿足上述條件，那么即使可視造型不同，后面的PCBA組件也可以共用。成功案例是通用某車型的日行燈功能。

如圖所示，客戶造型要求有兩處DRL/PO點亮，通過分析，兩處造型盡管不是很類似，但是光導有效長度近似等長，這就意味著同顆數的LED點亮可以同時滿足兩處功能對法規的要求。后面的空間也足夠安裝PCBA組件。

此想法大大節約了研發工程師的對新PCBA單元的開發時間以及PCBA單元在生產過程中的設備投資成本。

（2） 同功能左右側燈。另一種情況是左右側燈內的同位置功能，常規設計，左右側燈里面的零件都是對稱的（mirror），PCB 也不另外。左右對稱的PCB，設計可以不需要額外計算工時，但是生產PCBA 時的測試所需要的工裝夾具都需要雙倍投資。因此如果PCBA 設計可以左右共用，我們可以節約這一部分投資。同樣的成功案例還是通用某車型的日行燈功能。

如圖，為了滿足上述的要求，需要我們在設計的過程中對PCB的形狀，以及LED光源的位置定義，以及固定PCB板時的螺釘位置對內部線路的影響都要做出相應的設計。

3 同一只燈內不同功能不同位置

我們在設計上汽大眾的一款車燈時還遇到一種特殊的情況，客戶對角燈和附加遠光燈的有效開口及符合法規的有效光輸出近似的情況，通過與光學工程師的反復溝通，最終成功定義使用同數量，同類型的LED 光源，三處共用同一塊PCBA組件。

圖中遠光燈一共有兩個腔，每個腔選定2顆LED，可以滿足法規及客戶的要求。還有一個功能是角燈，位置與遠光的反射鏡并排。造型也比較類似。我們使用與遠光的同樣顆數的LED，也滿足法規及客戶要求。成功實現不同功能共用PCBA組件。這個想法對此項目設計研發周期及生產成本上都貢獻良多。

除了上訴幾種條件下PCBA電子單元共用性的可行案例外，能否做到同一客戶，不同時期，同一功能;更或是不同客戶，同一功能共用PCBA組件的可行性。是我們下一步研究的重點。

4 總結

非標電子單位的共用性，大大減少了整燈的設計開發時間，降低了新設計所帶來的潛在風險。同時也大大降低了研發人力成本和制造成本，共用性這個趨勢最終會走向更完美的標準化單位。車燈廠自我努力的同時，也需要主機廠的大力支持，更多的溝通和優化。在加快車型換代的歷程中，希望非標電子組件共用的想法能為此做出一點小小的貢獻。