[科普]全数字仪表盘的优势与挑战

最近朋友问起如果仪表盘和中控显示器一起显示黑屏死机怎么办？虽然车能正常开，但是开的心惊胆战的。今天小星就借着这个话题聊聊全数字仪表盘的优势和挑战。

全数字仪表盘的优势

1.   响应速度更快

2.   显示内容丰富和定制化

3.   凸显科技感

↑雷克萨斯LFA全数字仪表盘

响应速度更快

首先来说说相应速度快这一条。高端的全数字仪表盘的响应速度其实要快于传统的指针仪表盘的。这边以雷克萨斯LFA高性能跑车做一个例子。它由于发动机达到9000转/分只要0.6秒，超出了传统指针仪表的性能。设计师为其专门设计了一款响应更快的电子全数字仪表盘解决这个挑战。具体大家可以参考如下Jeremy Clarkson在Topgear 第19季的试驾介绍。

显示内容的丰富和定制化

这点可以说是全数字仪表盘普及的最大因素。用户们的需求是千差万别的。并且追着用车场景的不同也经常变化。一个全数字的仪表盘可以根据用户的需求灵活切换显示内容。甚至显示3D的图像，比如导航实施3D地图等信息。

↑大众全新帕萨特全数字仪表盘

对应的老牌汽车主力军奔驰也发布了其EQ新能源车型家族。其巨大的交互屏幕也成为一大亮点。看来自动驾驶时代的到来，使得用户更关心车内的娱乐和交互系统MBUX。

↑奔驰MBUX大屏交互系统

凸显科技感

如何使用仪表盘这个人车交互最直接的界面来提升科技感一直是整车厂努力的方向。早期的数字仪表盘设计就是这种努力的表现。它无疑完全带给用户一种别样的感受。或者说带给用户驾驶的不是一辆陆地行驶的汽车而是翱翔空中的战斗机的感受。

↑早期的数字仪表盘设计

而这种通过仪表盘对科技感的营造对新能源汽车尤为重要。因为新能源车本身就意味着驾驶感受的大幅革新。它们势必更加不遗余力的推行全数字仪表盘来显示新能源技术带来的科技感受。从丰田的普锐斯和雪佛兰的Volt，再到特斯拉以及国内众多的新能源车型都能够看到全数字仪表盘的应用。

↑雪佛兰的Volt增程式混动全数字仪表盘

全数字仪表盘挑战

1.   面临安全性挑战

2.   防止故障断电失去功能引发焦虑

面临安全性挑战

↑Mentor功能安全数字仪表盘软件架构

说完了优势，我们来说说挑战。无疑仪表盘作为人车交互的重要载体，它牵涉到很多安全相关的功能。背后却是有各国的法规提出相应的规定。一方面各种警示标志要求显示的正确性，另一方面车速信息对于驾驶者对于车辆动态信息的掌控是至关重要的。但如上提到的全数字仪表盘又是大势所趋。甚至仪表盘开始和中控车机采用共享的控制模块，来借用其强大的3D图像处理能力。

这里来自大陆汽车在CES消费电子展提出的解决方案很有代表性。那就是全数字仪表盘和中控车机并不是不能共享控制模块。只要有相应的防火墙能够保证即使车机中运行的应用死机后，仪表盘的显示应用能够不受影响继续正常显示。这样在保证了仪表盘安全功能正常工作的前提下，又提升了性能和降低了系统成本。

防止故障断电失去功能引发焦虑

↑Fail Operational供电系统架构

随着自动驾驶系统的普及，如上提到的基于功能安全的设计已经不再能够完全满足要求，Fail Operational供电系统架构被引入来保证当类似全数字仪表盘的供电受到影响时（比如继电器或者保险丝受损），备用电源系统和备用控制系统将接管并继续提供相应的安全功能保证驾驶者不会出现不应有的焦虑。

↑Fail Operational供电系统电池开关。

为了保证备用电源和备用控制系统能够成功接管并正常工作，基于半导体方案的智能电池开关能够切断故障电源与负载间的连接。这也是继电器和保险丝逐渐被智能方案所取代的背后推动力。这套系统也更适合新能源车型，因为新能源车型在包含12V电源以外，还配备了高压电池组或者48V电池组作为第二个电源系统。为Fail Operational供电系统的实现提供了必需的条件。

以上是小星针对全数字仪表盘的一个简单介绍，它正逐渐变成一种趋势来凸显车辆的科技感，特别是广泛使用在新能源车型当中。但它同时也面领着安全性和故障可操作Fail Operational的挑战。

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