剖開汽車「大腦」，零件總數超3000個

最新 06-11

引言：日前，由日經技術主導的Leaf EV車型拆解項目在一次拆解（可完成車輛再次組裝）基礎上，首先進行了ECU電子控制單元等的二次拆解。這次破壞性拆解到了可完成基板上電容元器件計數的程度。

雖然全部的拆解尚未完成，但據目前的統計結果，電子元器件使用最為集中的模塊是被稱為「Central Information Display」（CID）的位於儀錶板中央的顯示單元。它在7英寸觸摸屏上顯示用戶界面，以操作汽車導航系統，車輛信息，收音機和CD等音頻設備，地面數字電視等。

圖1：CID外觀圖（左）和銘牌（右）

該Leaf車載信息終端重量2.9kg，外部尺寸符合德國工業標準（DIN）。根據銘牌顯示，該設備由日本歌樂公司製造，組裝地在泰國。

圖2：CID全部分解圖

共有9個基板，1個主板和8個從板分管各個不同的功能單元

零件總數達到3254個

如果包括螺絲在內，CID模塊的零部件總數量是3254個。其中使用數量最多的是1478pcs片式電阻，此外還使用了958pcs的積層式陶瓷電容器，僅這兩種元件佔到的總數的2/3。除了主板之外，還有各個功能單元的從板，如控制按鈕，電源單元，TV調諧器等，一共安裝了9塊板。

事實上，多塊電路板即意味著需要許多連接器來實現電路板之間或電路板與其他大部件之間的連接。分解下來，主要有兩種連接器，1種是具有大量連接信號的Board to Board（B2B）連接器。另1種是零插入力（Zero Insertion Force，ZIF）連接器，其連接信號比B2B少，但一旦連接後就很難拔出。Leaf該單元中，一種採用了9對B2B連接器，16個ZIF連接器，可以看出這是一個非常強調可靠性的配置。

此外，另一個使用數量顯著的零部件是計時裝置，總共採用了12個，主要使用在許多用於無線電相關領域，例如電視，收音機，藍牙等的相關位置。當然需要計時設備的微計算機數量很大，這可能是計時設備數量大的原因之一。

圖3：連接9個板的連接器第1種，很難拔插的ZIF類型。

圖4：連接9個板的連接器第2種

圖5：定時裝置在主板（PCB＃1）背面的位置，放大倍率下CID整體採用了12個，作為單體單元這個數量非常之多。

CID系統複雜如電腦

類似iPhone等的高端智能手機上，採用元器件總數一般也就差不多在1200個左右，像CID一樣多達3000多個部件的電子設備，已經接近一台筆記本電腦。近年來，汽車電子化不斷發展，有人稱現在的汽車已經搭載了多台電腦在行駛，從拆解下來的CID來看，這個說法毫不為過。

Leaf的CID由日本的歌樂製造。參考銘牌發現裝配在泰國，但許多關鍵部件仍是在日本製造。相對於電腦CPU的應用處理器和微控制器由瑞薩電子生產。連接智能手機播放音樂或使用免提功能時使用的藍牙模塊由阿爾卑斯電氣製造。而旭化成電子公司製作了能夠再現各種格式電影的解碼器。此外，TV調諧器由先鋒製造，電源由羅姆和Ablic公司製造，放大器由日本無線（JRC）公司生產，冷卻風扇是松下，與外部連接的連接器則是廣瀨電機生產，定時設備則使用的是日本電波工業NDK和大真空公司的產品。

圖6：主板（PCB＃1）的正面

在屏幕左側是瑞薩電子生產的中央應用處理器，可處理導航等圖像顯示

圖7：主板的背面（PCB＃1）

相對於個人計算機CPU的主處理器採用的是「瑞薩電子」UPD70F3365「。這是NEC電子與瑞薩業務集成後最初使用的型號

圖8：操作面板從板（PCB＃2）正面，在兩端的旋鈕周圍排列LED

圖9：操作面板從板（PCB＃2）的背面

採用ROHM 的Clockless Link IC 「BU17102AKV-M」，形成數據序列，使得採用較少的連接光纜，實現信號傳輸。在主板（PCB＃1）上，搭載了與其配對的IC。

液晶面板由台灣製造，加速感測器為美國製造

日系外的零部件品牌也有不少。7英寸液晶面板由台灣友達光電製造，而檢測行駛狀態並反應在地圖位置上的加速度感測器由美國MEMSIC提供，收音機調諧器採用美國安森美半導體產品。此外，電源和功放產品一部分採用美國德州儀器，SRAM採用韓國三星電子，快閃記憶體採用了意法合資公司意法半導體，車載網路（CAN）與DSP（Digital Signal Processor）採用的是荷蘭NXP半導體，觸控面板控制IC使用賽普拉斯半導體公司的產品。

圖10：液晶面板的規格（左）和放大倍率圖（右）

台灣友達光電製造。顯示模塊的厚度為9.53mm。一般智能手機中多在3mm以下。

圖11：搭載加速度感測器的從板（PCB＃8）

加速度感測器檢測汽車的加速度並將其反映在地圖的顯示範圍和位置信息中

GPS信號由TCU中獲得

CID的導航功能通過從「TelematicsControl Unit」（TCU）模塊獲取GPS（全球定位系統）信號作為位置信息來實現。TCU是用於與車輛的外部交換諸如擁塞信息的驅動數據通信單元，而且Leaf的TCU使用LTE來與外部通信。GPS天線安裝在與TCU分開的另外一個可固定天線的外殼上。

圖12：電源從板（PCB＃3）的正面

配備無線電功能，如無線電接收功能

圖13：電源從板（PCB＃3）的背面

該塊板子上，搭載了眾多形成電源部的大型零件，包括線圈和鋁電解電容器等。

圖14：電視調諧器從板（PCB＃4）的正面，

配備數字地面電視不可或缺的B-CAS卡插槽

圖15：電視調諧器從板（PCB＃4）的背面，先鋒製造的調音器

不斷增加的CID介面端

CID在顯示器上顯示各種車輛信息。換句話說，來自許多支持汽車的電子元件的信息都會流向CID。僅僅是接收天線，就有安裝在車頂後部並伸出來的（無線電）棒狀天線，內置在窗戶中的地面數字電視天線，汽車導航系統用的GPS天線，與智能手機通信的藍牙天線等。如前所述，GPS天線的信號通過TCU獲取，所以它也連接到TCU。

CID還充當ETC（電子收費）的狀態監視器，所以它還連接到ETC。除此之外，與CID存在介面相連的還有自動駕駛支持系統（ADAS），驅動器計算機，車載攝像頭等。目前，尚未與空調的操作單元連接，但預計最終空調遲早也是會從CID進行操作吧。之前作為獨立按鈕存在的許多操作系統，長遠來看預計都將被納入CID的用戶操作界面中。

隨著汽車自動化的進展，如自動駕駛和自動停車等，CID上顯示的信息將進一步增加。與之相對應，顯示屏也會相應變大，坐鎮在儀錶板中央位置的CID的存在感相信會越來越大吧。