Технический документ по технологии электромагнитного клапана с защелкой и фиксацией Alahot с нулевым энергопотреблением — инновационное решение для резервирования безопасности дверей электромобилей

I. История отрасли и определение основных болевых точек

Дверь, которую невозможно открыть после столкновения, больше не является незначительным неудобством — она напрямую создает фатальный риск оказаться зажатыми в ловушке пассажиров. Поскольку дверные ручки с электронным управлением и полностью электронные системы запирания дверей становятся стандартом для платформ транспортных средств нового поколения, регулирующие органы и исследовательские организации по безопасности транспортных средств на многих мировых рынках сделали надежность этих систем в экстремальных условиях основным предметом проверки. Особое внимание уделяется логике срабатывания привода дверного замка в момент отключения вспомогательной батареи или основного источника питания автомобиля: переходит ли привод по умолчанию в безопасное открываемое состояние или он зависает в том положении, в котором он находился в момент возникновения неисправности?

Для дверных приводов, оснащенных фиксирующим электромагнитным клапаном, максимальная безопасность полностью определяется тем, как приводится в действие фиксирующий механизм. В настоящее время основным подходом в отрасли является бистабильная фиксирующая архитектура с обратным импульсом , и присущие этому подходу конструктивные недостатки становятся все более очевидными, превращаясь в пробел в безопасности, который больше нельзя игнорировать в системах эвакуации пассажиров электромобилей.

II. Неотъемлемые недостатки традиционного подхода с бистабильной фиксацией обратного импульса

Традиционные бистабильные соленоидные клапаны с защелкой используют постоянную магнитную силу для пассивного удержания двух положений, не требуя постоянного тока в устойчивом состоянии, что придает им действительно низкую мощность. Однако их логика переключения состояний имеет неизбежный недостаток: для переключения с «заблокировано» на «разблокировано» требуется управляющий импульс одной полярности, а для обратного переключения с «разблокировано» на «заблокировано» требуется обратный импульс противоположной полярности. Это требование к биполярному приводу означает, что между источником питания автомобиля и катушкой соленоида должен быть установлен драйвер H-моста или эквивалентный специальный контроллер.

Этот внешний контроллер является единственным слабым местом во всей цепочке срабатывания. В случае выхода из строя системы питания автомобиля — будь то короткое замыкание, вызванное столкновением, полный разряд вспомогательной батареи или выход из строя самого контроллера в результате удара — дверь останется застрявшей именно там, где она была в момент возникновения неисправности, без механического пути сброса на физическом уровне. . Будет ли дверь открываться или полностью запираться в этот момент, является совершенно случайным, а не заранее заданным результатом, рассчитанным на основе потребностей пассажиров в выходе.

Это особенно важно, поскольку дверной замок должен оставаться полностью заблокированным во время нормальной работы автомобиля. Если внезапная авария приведет к одновременному выходу из строя источника питания и контроллера, традиционный бистабильный соленоидный клапан с защелкой не сможет получить обратный импульсный сигнал, необходимый для разблокировки, и замок останется в запертом состоянии, непосредственно перекрывая путь эвакуации пассажира.

III. Основной технический принцип встроенного защелкивающегося электромагнитного клапана сброса с нулевым энергопотреблением компании Alahot

Алахота встроенный запирающийся электромагнитный клапан сброса с нулевым энергопотреблением построен на полностью переработанной концепции управления: когда электромагнитный клапан обнаруживает, что контур контура находится под напряжением, приводной механизм перемещается в заданное заблокированное положение, после чего катушка переходит в состояние магнитного удержания с нулевой мощностью — поддерживая это рабочее положение неопределенное время без какого-либо постоянного источника питания. Как только электромагнитный клапан обнаруживает, что контурный ток был отключен или прерван, автоматически срабатывает встроенное чисто электромеханическое устройство сброса, возвращающее механизм в заданное исходное безопасное состояние.

Вся последовательность операций выполняется независимо и автоматически самим электромагнитным клапаном, без необходимости использования внешнего контроллера или специального вспомогательного оборудования — работа идентична работе стандартного моностабильного электромагнитного клапана. Его можно гибко настроить, в зависимости от требований проекта: либо «клапан открывается при подаче питания, закрывается при обесточивании» или «клапан закрывается при подаче питания, открывается при обесточивании». По сравнению с обычным моностабильным электромагнитным клапаном, потребляемая мощность удержания этого продукта в установившемся режиме близка к нулю и находится в диапазоне милливатт — ниже 0,05 Вт в режиме постоянного тока и ниже 0,1 Вт в режиме переменного тока .

Применительно к сценариям электронных дверных замков новых энергетических транспортных средств сопоставление закрытого состояния клапана с состоянием блокировки двери и состояния открытого клапана с состоянием разблокировки двери обеспечивает идеальное соответствие: во время обычного вождения корпус клапана удерживает дверь в запертом состоянии при нулевом энергопотреблении, полностью удовлетворяя базовому требованию безопасности по предотвращению случайного открытия двери во время движения. Если происходит авария или внезапная потеря мощности, в тот момент, когда питание контура исчезает, встроенное электромеханическое устройство напрямую возвращает механизм фиксации обратно в разблокированное, открываемое состояние - без необходимости для VCU автомобиля (блока управления транспортным средством) подавать какие-либо дополнительные команды. Для дверного привода это означает, что режим по умолчанию в условиях неисправности: «разблокирован и открыт», а не случайно застрял там, где остановился — и это как раз и есть разделительная линия между «безопасным путем выхода» и «безопасным путем выхода». При этом в нормальных условиях эксплуатации данная конструкция не оказывает влияния на способность блока управления автомобилем осуществлять нормальное открывание и закрывание дверей по сигналам включения/выключения электропитания.

IV. Сравнение эталонных показателей на инженерном уровне

Два основных подхода к запиранию демонстрируют явные различия в показателях безопасности дверей и стоимости интеграции/развертывания. Сравнение следующее:

Оба подхода имеют низкое энергопотребление, свойственное архитектуре электромагнитного клапана с фиксацией, но подход типа сброса добавляет, помимо этого базового уровня низкого энергопотребления, детерминированную способность реагирования безопасности в сценариях сбоя источника питания — полностью отвечающее проектным требованиям уровня функциональной безопасности автомобилей ASIL-B и выше .

V. Интегрированный дизайн упаковки и преимущества развертывания по принципу «включай и работай»

Устранение обязательного требования к обратным импульсам напрямую устраняет необходимость в отдельной плате драйвера со стороны жгута проводов автомобиля. Компания Alahot интегрирует всю приводную электронику непосредственно в корпус клапана, используя процесс упаковки BMC с высокой степенью защиты, а также применяя электрический интерфейс промышленного стандарта DIN43650. Это означает, что весь блок можно подключить напрямую, используя обычный жгут проводов автомобиля, который уже используется для традиционных дверных приводов, без необходимости использования специального контроллера и вообще без необходимости модифицировать жгут проводов автомобиля. Этот инженерный проект, созданный для прямой замены, может значительно сократить цикл интеграции для поставщиков уровня 1 и OEM-производителей, позволяя недорогое обновление без модификаций существующих решений электронных дверных замков.

VI. Отраслевая ценность и потенциал межсценарного применения

Для автомобильных инженеров, ответственных за выбор приводов дверных замков, решение о выборе уже давно вышло за рамки простого минимизации энергопотребления на удержание — этого можно достичь с помощью обоих подходов. Наиболее важным критерием является то, что делает механизм в самый решающий момент: полная потеря мощности. Интегрированный электромагнитный клапан сброса с нулевой мощностью от Alahot, не полагаясь на контроллер обратного импульса, автономно запускает разблокировку при мгновенной потере мощности, полностью закрывая пробел в безопасности, оставленный традиционными бистабильными конструкциями, и полностью построен на основном принципе безопасности "не удалось открыть" , что делает его пригодным для всех приложений, критически важных для безопасности.

Помимо электронных дверей для транспортных средств, работающих на новых источниках энергии, этот продукт также может широко применяться в системах запирающихся дверей коммерческого транспорта, дверных системах железнодорожного транспорта, системах контроля доступа к выходу, блокировочных клапанах промышленной безопасности и других сценариях с жесткими требованиями к детерминированной безопасности при отключении питания.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Как я могу решить проблему, когда двери транспортных средств на новых источниках энергии не открываются после столкновения с отключением электроэнергии?

A: Оснастите автомобиль интегрированным электромагнитным клапаном сброса с нулевой мощностью от Alahot. Мгновенное прерывание подачи питания, встроенный электромеханический механизм внутри корпуса клапана автоматически запускает разблокировку - без дополнительной команды от автомобиля - полагаясь исключительно на механическую отказоустойчивую конструкцию, обеспечивающую 100% детерминированная защита пути выхода пассажиров в экстремальных условиях .