上面這條最近在網絡上非常火爆的視頻，是特斯拉發布的壹款把車載元件，包括各種閥、泵和電池、娛樂系統、中控屏以及車身控制器轉化成了壹套原型的呼吸機系統。結合美敦力發布的簡單版本的呼吸機，我們可以看到壹個很有意思的情況：
●?特斯拉把中控屏+娛樂系統的UI和HMI交互為壹個醫用儀器非常迅速，而且把上層的控制算法都放在頂層上面進行控制；
●?特斯拉的車身電子集成控制器，提供了各路不同的傳感器調理電路（采集）和驅動控制，加上電池的智能管理，可以將底層我們比較花時間的ECU層面的軟件也進行比較快的改動；
●?結合各個車企圍繞信息系統開發OS，把大量的底層功能開始抽象往上做，未來的汽車電子確實和其他工業產品有很大的相似性。
PART?1?美敦力的PB560呼吸機信息
我覺得美敦力是壹家具有社會責任感的公司，為緩解呼吸機供應短缺，將自己的便攜式PB560呼吸機設計圖紙全部開源，包括了軟件、硬件（BOM+PCBA）以及結構圖紙。如下圖所示，我們可以了解下這個呼吸機包含哪些東西。呼吸機的基本功能為是輔助病人呼吸，包括輔助供氧的氣路壓力控制、整個回路的壓力監控、回路的濕度監控，這些是基於醫學的壹套需求功能。在實際工作中，由於和病人的生命相關，整個系統包含自身的故障診斷功能，包括供電的高、低壓報警、病人的窒息報警、濕度過高/過低報警，流速監控報警、供氧基本管路報警、呼吸機供電系統報警、電池系統故障報警、通訊報警等。
圖1?美敦力的呼吸機基本功能
根據PB569裏面的幾塊板子，包括Power?Supply?Board、Power?Pack2、BuzzerBoard、CPU?Board和電池板，整個系統結構是比較簡單的。核心的就是我們之前汽車ECU裏面，輸入傳感器檢測和輸出閥門以及基於PWM的氣泵控制。
圖2?美敦力呼吸機電子控制原理圖
至於該產品的生產難度，如下圖所示，由於這個市場是穩定的，且呼吸機是需要強管制的產品，因此即使美敦力開源，從PCBA的打樣、找部件、燒錄軟件，這個過程是需要挺長壹段時間才能把產量提高的，而且這些元器件設計選型可能比較老，在當前的條件下，妳想批量的按著現有的材料造出來還比較困難。
圖3?呼吸機的供電整理
PART?2?特斯拉的原型呼吸機
特斯拉的工程師團隊是非常靈活和有意思的，因為呼吸機的原理正如視頻中所說其實並不復雜，而使用車用的HVAC系統，轉變到呼吸機的要求，只是需要壹定的時間。他們的做法，就是利用車上的部件，根據系統原理圖進行重組，這裏分為車用原有部件、其他部件（主要是檢測傳感器）和醫療部件，下面是特斯拉做的總體結構框圖。如上面所說的，核心的問題是控制氧氣的輸入壓力和整體的流量、壓力及濕度控制。
圖4?特斯拉呼吸機的框圖
特斯拉其實跳過了美敦力用嵌入式系統來控制單個控制器，而是采用了Model?3/Y上的娛樂系統來進行頂層控制（在這個裏面，特斯拉基於Linux開發），傳感器和驅動部分，使用車身控制器（包含VC?Front和VC?Right兩個，壹個是配電功能+壹個控制功能）來控制可變閥門交換信息，並且根據自己的系統GUI開發，快速在15寸屏上做系統的交互，進行調節氣壓、流量、氣量的操作。
備註：這套原型系統是具備12V電池+外部接入的電源
圖5?特斯拉的呼吸機控制部件
其實以我的理解，這種偏向於集成化的系統架構，以後在車上是比較普遍的，大眾/奧迪所提倡的End?to?End（E2E）的架構，開發的核心還是自己的信息系統OS，假定在ID.3上這麽魔改，我們也能快速的得到壹套基於車載域控制器的系統，理論上這個開發時間可能比我們在底層ECU上面改起來更快壹些，尤其是不算特別實時的任務。
圖6?奧迪的E3電子架構
結語：
最近壹直在搜集車載計算平臺的信息，這個趨勢還是很明顯的，實際上不同車企對於采用這套東西是壹致的，但是如何處理和供應商之間的關系，如何構建自身的軟件中心（到底做多少工作）還是存在分歧。
作者簡介：朱玉龍，資深電動汽車三電系統和汽車電子工程師，著有《汽車電子硬件設計》。
圖｜朱玉龍?網絡及相關截圖
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