浅析特斯拉Model S的采样板

芝能汽车

这是胡兄的投稿，分为两篇，我都把它整合在一起。

1）上篇 PCB物理信息

2）中篇设计电路设计

以下为正文：

最近弄到几个Model S上面的采样板，虽然产品都出来好多年了，但仍然忍不住说说这个采样板上面的东西，同时分享一下图片。

这个板子上面写的是2013的版本，物理尺寸大概为105mm*60mm*16mm，PCB厚度为1.6mm，而且应该是两层板；并且其背面只放置连接器，不放置其他元件。

PCB的形状为异形，主要是为了配合安装空间进行避让。

产品的LOGO在T面的左上方，条码在左侧边缘处。

在B面的J5连接器左边有一些关于PCB相关的信息。

背面的这4个连接器都是直插连接器，这个版本的目的说是主要为了适应新的FPC采样线束工艺（之前的版本采样线使用焊线形式），将之前的电压采样连接器更改成了FPC连接器，并且一分为二。

黑色连接器J1主要是低压通信与供电功能；白色的J6为NTC采样连接器；两个红色的J3\J5连接器为电芯单体电压采样输入，这两个是板对板连接器，一边为PCB，另一边为FPC。

单板的固定方式类似于铆钉式，铆钉可以分为两个部分，先将红色塑料件插入进行定位，再插入白色塑料件进行锁止，挺像连接器的TPA的。

关于上面涂覆的三防漆，T\B面都有涂覆：

T面主要的涂覆避让处为四个角落非金属化安装孔；还有一个测试点PROG，仅仅只有它没有涂覆（搞不懂为啥哦，难道是为了接收宇宙信号，您知道可以告诉我）。

B面的涂覆避让处除了4个角落的安装孔外，4个连接器的本体也不涂覆，但是连接器的引脚在T\B面是都有涂覆的，包括J1在T面的固定螺钉；

PCB上面所有器件的位号丝印标识都是完整的，并没有隐藏；上面阻容的封装最小只有0603，没有使用0402封装的器件。

ICT测试点集中在T面，很多测试点是直接落到走线上面的。

再放两张图片：

上篇总结：主要介绍了一下采样板外部可见的物理工艺信息

首先，这个采样板的原理框图如下，然后逐一进行展开介绍。

MCU：U100

可以查到上个版本的单片机来自于Silicon Labs的C8051F530、20PIN的QFN封装，但是这个版本上单片机变成了另外一个型号，同样来自Silicon Labs的C8051F543、24PIN的QFN封装。

后者相比的话硬件资源有所提升，对比如下图：

LDO：U103

单片机下方的8PIN芯片U103，在上一个版本中也有个类似封装的器件，但说是EEPROM；但是在此版本中，这个芯片是一个电源芯片LDO，右边是输入，来源于外接的最高节电芯正极，左边是5V输出，用于给单片机等供电。

数字隔离芯片：U101

这个来自于Silicon Labs的SI8642ED，下图为其功能框图，主要用来隔离高低压之间的通信信号；它是四通道，两输入、两输出排布；它隔离的两侧都需要外加电源供电。

采样芯片AFE：U1

AFE来自于TI的BQ75PL536A，这个大家都比较熟悉，它最大可以采集6节电芯电压和2路温度信号，特斯拉基本都用到了。

单板的连接器都集中布置在B面，包括了J1\J3\J5\J6四个连接器。

低压连接器：J1

这个连接器来自于MOLEX，很像Mini-Fit Jr功率连接器系列的板端连接器，但是没有找到对应的型号，颜色与安装方式没有对应上；它的PITCH为4.2mm、10PIN。

这个连接器用来低压供电与通信。

温度采样连接器：J6

这个连接器来自于JST的S04B-PASK-2如下图所示（来源于JST官网）；它的PITCH为2mm，4PIN，用来采集两路NTC温度信号。

电压采样连接器：J3\J5

这两个连接器属于PFC连接器，其线端连接有FPC，具体的厂家型号未知；其中J3为7PIN，J5为5PIN，PITCH为2.54mm。

两个连接器共同承担着电压采样信号的输入，一共实际只使用了7个PIN针，所以共6节电芯电压信号输入。

中篇总结：这个板子上面的三防漆真是硬，而且又厚，用刀刮了半天才能露出丝印，而且万用表测量通断也比较费劲，真是出了大力了。

下篇还在写，准备继续分析电路结构与一些亮点，以上所有，仅供参考。