吃之无味？长安深蓝加装主动散热让车载无线充电更实用！

siciqq3

首先介绍一下本次改造的动机：
前段时间喜提长安深蓝一辆，这车配置可谓相当丰富，其中就包含了手机无线充电功能，但是用过车载无线充电的朋友都基本体会到什么叫“只发热不充电“，我的使用体验也是如此，我甚至试过给手机敷湿毛巾都无法解决问题，迫于无奈还买了点烟头充电器来解决车上充电需求。但是深蓝的无线充电位置十分顺手，我有点不甘心用不上这个功能，于是就跟它杠上了。

在正题开始前先吐槽一下长安造车细节上的不用心，无线充电作为一个容易发热的零部件，但是却几乎没有做任何有助于散热的措施。
本来觉得改改散热没什么技术含量，本来没打算发帖什么的，中途还是拍了点照跟大家分享一下，大家将就看看。

拆掉装饰面板可见充电模块正面，盖得严严实实。


组件背面也是密封的，并没有什么有效散热措施，整个外壳都是塑料，没有金属导热。


零件标签



在咸鱼搜了一下，发现这种是多车型通用的配件，这样的好处是厂家可以降低研发成本，在我看来这是给各车型的配置凑数，让配置单好看点而已。


充电模块的壳体，四四方方的很规整，其实挖掉原电路板换其他无线快充是很方便的，但是我考虑到原配电路有3个线圈，手机可以随便放就暂时不换电路板了。

下面粗略分享一下拆机图：

电路板上整体布局及主要的芯片型号，这个图可以大概看出，电路板上该有的都有，可以省掉的一个也不留。


主控芯片是车规级的KF32A150，KF32A150是KungFu内核32位汽车级高性能MCU，其具备高达512KB Flash，64KB RAM，主频高达120Mhz,支持多路CAN接口。KF32A150具备超低功耗性能，其动态功耗仅60uA/Mhz，最低休眠功耗可达0.2uA。是一款高性能低功耗汽车级MCU产品。


上面部分应该是电源通断控制和实现保护功能的，那两个小小的方块芯片应该是个MOS管，具体参数没查到。


南芯SC8101Q，SC8101Q 是一颗降压转换器，当电池电压高于 12V 时，能够支持 15W 的输出功率，满足 15W 及以下的无线充电应用。


SC5003Q 是一颗高集成度的无线充电集成功率级，内部集成驱动器和低导阻功率全桥，支持 4-20V 输入电压范围，芯片内部集成电压电流解调和异物检测，支持数字接口通信。器件已经通过 AEC-Q100 认证


YJGD20G10A





三个孤零零的温度传感器



从线圈正面可以看到温度传感器跟线圈并没有接触到，而且还有一定距离，看起来布局有点不太合理的样子。

以上是简单的拆解


上图是网上找来的关于车载无线充电的原理图示，原网页：https://laoyaoba.com/n/815217
这里有一点需要留意:MCU可以根据设备端所需功率调节DCDC输出电压。


下面是探索同为无线充电，为什么车载的发热严重这个问题：

一开始我拆了裸板，插上插头直接贴在手机上测试了几分钟，发现手机以及模块裸板的发热并不明显，只有微微的温度，充电电流也稳定，这就很不符合之前“只发热不充电”的使用情况了，想来想去，觉得是不是线圈与手机的距离问题呢？安排试验：

原车的布局大致如上图，隔着两层盖板，盖板之间还或多或少存在一定缝隙，所以充电板线圈其实跟线圈还真有一定距离。



裸奔测试


随手用一袋口罩模拟原车的线圈与手机距离。



给它增加了5到6MM的距离，充电测试十几分钟。。。。。。。


气温18度，模拟原车间距充电20分钟后，手机正面温度约34度。


背面最高温度38.2度


由于手机放置位置是正中，所以只有中间线圈工作，此时线圈最高温度约53度。


电路板背面温度最高的是线圈驱动芯片部分52度。


通过简单测试可以看出发热的主要来源是无线充电模块，手机发热量并不大，那为什么紧贴手机时两者都不怎么发热，增加点距离就很热呢？我无意间测量了下面这个点的电压找到了答案：

上图这个节点的是DCDC电源给线圈驱动芯片供电的+极，在线圈紧贴手机充电时，测得该点电压约6.7V，随着线圈距离增加，此处电压也相应增大，最高可以到12V左右，通过测量旁边的5毫欧采样电阻发现，电压上升时电流有一点回落，具体多少忘记了，但总体结论就是：线圈距离增加，发射功耗也会跟着上升，充电效率有所下降。

问题找到了，怎么解决呢？鉴于车辆外观原因，缩短线圈距离不是好办法，那就加散热风扇吧：

先观察一下车上空间，位置充足，可以放心操作。


在外壳开个孔，装上一个82年的笔记本涡轮风扇。


风扇用3M双面胶粘贴上去，双面胶有一定厚度，固定的同时也能起到密封的作用。


既然有风扇通风散热，那就必然有灰尘，为了提高稳定性82年的704密封胶安排上。


风扇在DCDC输出端取电，由于此处电压是可变的，所以增加一个稳压模块给风扇提供稳定的4.5V电压。
另外在这里取电的另一个好处就是，充电模块待机时这里电压很低，风扇只会微微转，当有手机充电时，电压上升，风扇全速运转，这样既保证风扇寿命也能保障有效散热。


这个是已经改造完成的样子，正面忘了拍照了一张正面照都没有.......。模块正面也有开孔，气流从正面流入，给线圈散热，然后在模块背面排出。


最后装车测试，现在气温18度左右，效果不错，虽然速度不快大概10瓦的水平，但是胜在稳定输出，之前只发热不充电的现象已不复存在，但是以后夏天的时候就不保证了。


汽车内饰没啥事还是不要乱拆，这块装饰板4个卡扣断了3个，完全无法避免那种，后面经过简单修复，已完美安装。


原车效果图（网络图）

由于测试充电期间多数都需要用手机，但手机只有一台，所以多图缺失，见谅。

完毕~

yiguangqiang

这个可以，无线充就是发热严重，这样很nice

alangxl

把模块面板拆了，再把外壳面板磨薄，这样应该就够近了

faw5t

零部件通用是各厂商的基本做法，大众MQB平台搞的非常成功，极大的降低了汽车的生产成本。

solarshen666

可以考虑把模块那个外壳开孔，开和线圈一样大的孔，这样就少了一层阻挡了嘛，另外散热也得到了保证

weivcc

加风扇 厂家考虑的话一是成本，再就是风扇使用一段时间后造成的风扇异响，可能会增加维修概率

lp99

无线   好高级

yongshuo

缩短间距才是王道

qq59113

无线充电 方便的角度说还是有一定意义的

szb314

治标不治本啊，还增加了不必要的东西

siciqq3

alangxl 发表于 2023-1-11 13:04
把模块面板拆了，再把外壳面板磨薄，这样应该就够近了

其实论施工方便性来说，加个风扇会比磨面板来得简单喔~

siciqq3

faw5t 发表于 2023-1-11 13:12
零部件通用是各厂商的基本做法，大众MQB平台搞的非常成功，极大的降低了汽车的生产成本。 ...

零部件通用对于厂家和消费者来说都是好事，至少消费者要换零件的话更容易买到，但是把效果不好的零件通用化，那就让人很无语了。

siciqq3

yongshuo 发表于 2023-1-11 13:36
缩短间距才是王道

这个我考虑过，改结构工程量会大点，而且再怎么缩短都无法达到线圈直接贴住手机的状态，所以选择了强制散热的方案。

siciqq3

qq59113 发表于 2023-1-11 13:44
无线充电 方便的角度说还是有一定意义的

是的，无线充电在车上真是大大的方便。

siciqq3

szb314 发表于 2023-1-11 13:49
治标不治本啊，还增加了不必要的东西

此话怎讲？我不知道治了啥，但是初步使用下来，感觉还行。

yujian8620

装饰板4个卡扣断了3个，完全无法避免那种，后面经过简单修复，已完美安装

again81

你那个降压模块不怎么好我曾经买过几个，上电就发热不接负载也热简直不能用，建议你找12v的风扇

zzb_love

不知道楼主用的是什么手机？无线充电支持的协议是哪些

simon7722

可以把充电线圈拆下来,然后粘到手机下面的那块板背面,这样也能缩短距离了

siciqq3

again81 发表于 2023-1-11 14:38
你那个降压模块不怎么好我曾经买过几个，上电就发热不接负载也热简直不能用，建议你找12v的风扇 ...

不是吧，我也买了几个，好像没什么问题，以前还用这个模块DIY过四轴模型飞机的接收机供电，这次安装前还测试过空载0.0几W的待机功耗，应该不至于发热，用12V风扇倒是个不错的建议，可惜我手上没有合适的配件。