上面这条最近在网络上非常火爆的视频，是特斯拉发布的一款把车载元件，包括各种阀、泵和电池、娱乐系统、中控屏以及车身控制器转化成了一套原型的呼吸机系统。结合美敦力发布的简单版本的呼吸机，我们可以看到一个很有意思的情况：
● 特斯拉把中控屏+娱乐系统的UI和HMI交互为一个医用仪器非常迅速，而且把上层的控制算法都放在顶层上面进行控制；
● 特斯拉的车身电子集成控制器，提供了各路不同的传感器调理电路（采集）和驱动控制，加上电池的智能管理，可以将底层我们比较花时间的ECU层面的软件也进行比较快的改动；
● 结合各个车企围绕信息系统开发OS，把大量的底层功能开始抽象往上做，未来的汽车电子确实和其他工业产品有很大的相似性。
PART 1 美敦力的PB560呼吸机信息
我觉得美敦力是一家具有社会责任感的公司，为缓解呼吸机供应短缺，将自己的便携式PB560呼吸机设计图纸全部开源，包括了软件、硬件（BOM+PCBA）以及结构图纸。如下图所示，我们可以了解下这个呼吸机包含哪些东西。呼吸机的基本功能为是辅助病人呼吸，包括辅助供氧的气路压力控制、整个回路的压力监控、回路的湿度监控，这些是基于医学的一套需求功能。在实际工作中，由于和病人的生命相关，整个系统包含自身的故障诊断功能，包括供电的高、低压报警、病人的窒息报警、湿度过高/过低报警，流速监控报警、供氧基本管路报警、呼吸机供电系统报警、电池系统故障报警、通讯报警等。
图1 美敦力的呼吸机基本功能
根据PB569里面的几块板子，包括Power Supply Board、Power Pack2、BuzzerBoard、CPU Board和电池板，整个系统结构是比较简单的。核心的就是我们之前汽车ECU里面，输入传感器检测和输出阀门以及基于PWM的气泵控制。
图2 美敦力呼吸机电子控制原理图
至于该产品的生产难度，如下图所示，由于这个市场是稳定的，且呼吸机是需要强管制的产品，因此即使美敦力开源，从PCBA的打样、找部件、烧录软件，这个过程是需要挺长一段时间才能把产量提高的，而且这些元器件设计选型可能比较老，在当前的条件下，你想批量的按着现有的材料造出来还比较困难。
图3 呼吸机的供电整理
PART 2 特斯拉的原型呼吸机
特斯拉的工程师团队是非常灵活和有意思的，因为呼吸机的原理正如视频中所说其实并不复杂，而使用车用的HVAC系统，转变到呼吸机的要求，只是需要一定的时间。他们的做法，就是利用车上的部件，根据系统原理图进行重组，这里分为车用原有部件、其他部件（主要是检测传感器）和医疗部件，下面是特斯拉做的总体结构框图。如上面所说的，核心的问题是控制氧气的输入压力和整体的流量、压力及湿度控制。
图4 特斯拉呼吸机的框图
特斯拉其实跳过了美敦力用嵌入式系统来控制单个控制器，而是采用了Model 3/Y上的娱乐系统来进行顶层控制（在这个里面，特斯拉基于Linux开发），传感器和驱动部分，使用车身控制器（包含VC Front和VC Right两个，一个是配电功能+一个控制功能）来控制可变阀门交换信息，并且根据自己的系统GUI开发，快速在15寸屏上做系统的交互，进行调节气压、流量、气量的操作。
备注：这套原型系统是具备12V电池+外部接入的电源
图5 特斯拉的呼吸机控制部件
其实以我的理解，这种偏向于集成化的系统架构，以后在车上是比较普遍的，大众/奥迪所提倡的End to End（E2E）的架构，开发的核心还是自己的信息系统OS，假定在ID.3上这么魔改，我们也能快速的得到一套基于车载域控制器的系统，理论上这个开发时间可能比我们在底层ECU上面改起来更快一些，尤其是不算特别实时的任务。
图6 奥迪的E3电子架构
结语：
最近一直在搜集车载计算平台的信息，这个趋势还是很明显的，实际上不同车企对于采用这套东西是一致的，但是如何处理和供应商之间的关系，如何构建自身的软件中心（到底做多少工作）还是存在分歧。
作者简介：朱玉龙，资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师，著有《汽车电子硬件设计》。
图｜朱玉龙 网络及相关截图
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