特斯拉Model 3显示屏拆解分析

汽车电子设计 2020-08-11 00:00





作者:汪杨刚 海微科技

Tesla Model 3自2017年发布以来,其简洁的内饰、强劲的动力及日趋成熟的AutoPilot,长期占据着各大汽车媒体的头条,2020年上半年全球销量达到14.万台,6月上海工厂的交付数量为14,954台,北上深三城的单一车型销量更是碾压所有汽车品牌。 Model 3的驾舱设计取消了仪表,改用一块15.4寸大屏完成所有行车信息显示及用户交互,屏幕的左上角区域承担了仪表的功能,因此,这块屏幕的呈现效果,很大程度上决定了整车的人机交互体验。我们从海外渠道拿到一块Model 3的显示屏总成(Model Y为同一零件),通过对它进行深度拆解,来了解这块屏幕背后的设计细节。

01


 Model 3 座舱设计概览


                                

Model 3的驾舱设计取消了仪表,改用一块15.4寸大屏完成所有行车信息显示及用户交互,屏幕的左上角区域承担了仪表的功能,因此,这块屏幕的呈现效果,很大程度上决定了整车的人机交互体验。我们从海外渠道拿到一块Model 3的显示屏总成(Model Y为同一零件),通过对它进行深度拆解,来了解这块屏幕背后的设计细节。

图1 正视图

图2 背部细节

图3 侧面细节


Model 3显示屏的设计采用了极简方式,整个产品只有两个子零件:显示屏模组、镁铝合金后壳。显示屏将用于视频传输的逻辑板与用于显示驱动的T-CON板集成在一起,通过粘接的方式固定在屏幕背面,另外,在显示屏边缘采用2.5~4.5mm的泡棉胶与镁铝合金后壳进行粘接固定(如图4)。同时,我们从网上也获取到了另外一张图(如图5),显示屏与后壳不仅进行了边缘粘接,内部还通过热熔胶进行了点胶加固。不知是Tesla发现仅用泡棉胶固定不牢靠,修改了设计,还是经过优化设计,去掉了热熔胶的工艺,留待后续求证。

图4 实物拆解图

图5 显示屏点胶图

        

接下来,我们将会从产品尺寸、光学参数、硬件方案、制造方案等方面进行一一分析,了解设计的细节。


1)产品尺寸

图6 侧视图


通过对显示屏进行拆解测量,其外形尺寸如下:

边框尺寸及粘接数据如下:


2)结构设计

后壳采用镁铝合金材质,牌号AZ91D,通过浇铸工艺一体式成型,内部通过蜂窝状结构进行强度加强,外部采用表面喷涂工艺,呈现磨砂质感的银灰色表面效果。

图7 后壳内部细节


后壳四边分别设计粘接区域,通过Tape胶带与显示屏进行粘接固定。根据拆解的数据,其四边粘接宽度为2.5mm~4.5mm。由于屏幕与后壳未通过点胶或螺丝锁附等其他方式固定,因此Tape胶的粘着力至关重要。在Tape胶带的选型以及屏幕与后壳的组装工艺上,也有着非常严格的要求。

图8 Tape胶带局部细节

02


Model 3 显示屏细节


                                

3)光学参数

显示屏是LG Display为特斯拉定制开发的一块15.4寸a-Si IPS显示屏,其主要光学参数如下:

车载Full-HD显示屏的常见分辨率为1920*1080(长宽比16:9),Model 3特意在屏幕底部增加了120像素,用于其空调信息和快捷按钮的常驻显示,因此其整体分辨率为1920*1200(长宽比16:10)。根据尺寸及分辨率,计算屏幕PPI为147(作为对比,蔚来ES6/ES8中控屏PPI高达188),因此细看其UI细节,存在肉眼可见的像素颗粒,即无法满足业内提出的Retina标准(综合车内视距考量PPI>180可满足Retina)。

图9 常驻信息显示

屏幕采用侧入式背光,由于结构设计空间所限,并没有进行非常好的散热设计,虽然亮度只有800nit,但在24w的整体功耗下,其屏幕表面温升并不理想,即使开启车内空调,工作半小时后的屏幕表面仍然“发烫”,这对于触屏应用来说是一个设计缺陷。
触摸方案采用OGS(One Glass Solution)工艺,OGS触摸屏是在保护玻璃上直接形成ITO导电膜及触摸传感器。采用OGS方案,提高了屏幕透光度,减小屏幕厚度,减轻屏幕重量,同时又降低了产品成本。由于OGS是将触摸电路集成在Cover Lens表面,一旦玻璃受损则触摸功能无法使用,因此在消费电子领域已经被制程更先进、光学效果更好的Oncell Touch/Incell Touch所替代。对比蔚来汽车ES6/ES8的中控屏在2019年5月即采用了Oncell Touch技术,而2020年发布的领克0512.8寸显示屏则采用Incell Touch的方案。


图10 常用触控方案对比

屏幕的对比度高达1450:1,NTSC色域为88%。这两个参数决定了屏幕的明暗细节及色彩还原性,在侧发光类LCD中,这样的参数已经非常优秀。如果要进一步提升屏幕的表现力,则需要更换更先进的显示方案,如直下式背光、量子点BLU或者OLED了。

4)电子设计

显示屏电子部分采用高度集成方案,T-CON板集成了视频解串功能,ADU主机输出视频可直接转换成屏幕LVDS信号进行显示驱动,具体分解如下:

图11 显示屏PCBA


上图对应的各芯片型号如下表所示,根据分解,显示屏PCBA上选用的所有物料均为满足车规(AEC-Q)标准的器件:

图12 显示屏关键器件清单


5)制造方案
基于其极简的结构设计,Model 3显示屏的组装也极为简单,关键工序主要是屏幕的全贴合及屏幕与后壳的压合,具体工艺步骤分解如下:

图13 显示屏制造工艺分解


显示屏的贴合采用OCA(Optical Clear Adhesive)光学全贴合,OCA是一层无基材光学透明的特种双面胶,属于压敏胶的一类。材料本身无色透明、光透过率高、胶结强度好,可在室温或中温下固化,且有固化收缩小等特点。

图14 OCA全贴合流程


显示屏与镁铝合金后壳之前的唯一固定仅为Tape胶带,且宽度仅为2.5mm~4.5mm,因此屏幕与后盖的压合工艺至关重要,压合力、保压时间等,都需要根据Tape胶带的物性表进行计算,才能发挥胶带的最大粘着力,确保屏幕在各种恶劣的工况下都不会脱落。

6)供应链

根据拆解分析,Model 3显示屏的供应链相对比较简单,罗列如下:

图15 显示屏供应链

小结: Model 3自发布以来,一直是市场的焦点。其显示屏的设计方案,也被众多厂家拿来对比与参考。虽然在当下看来,Model 3显示屏的边框、厚度等,已经难说有多大的优势,但其极简的设计理念、悬浮式的布置方案、一体式的结构设计,仍然值得我们学习。他山之石可以攻玉,学习其优秀的设计,改进其存在的局限,最终为客户呈现优秀、创新、领先的产品,始终是海微科技的目标。


汽车电子设计 本公众号是博主和汽车电子的行业的工程师们一起交流、探讨、思考的小结,以作为技术交流和沟通的桥梁
评论
  • 说到福特,就要从亨利·福特(Henry Ford)这个人物说起。在发明大王爱迪生的电气工厂担任工程师的福特下班后,总是在自家仓库里努力研究和开发汽车。1896年,福特终于成功制造出一辆三轮车,开启了福特汽车的传奇。最初几年,福特都是独自制造汽车并同时进行销售。 (今天很多人都知道的精益管理中的5S方法,或多或少地受到了福特 CANDO方法的影响。)1903年,福特从牧师、律师、银行家、会计师等十一位股东那里筹集了十万美元,并在自家庭院成立了美国第五百零三家汽车公司——福特汽车公司(Fo
    优思学院 2025-01-10 11:21 49浏览
  • Snyk 是一家为开发人员提供安全平台的公司,致力于协助他们构建安全的应用程序,并为安全团队提供应对数字世界挑战的工具。以下为 Snyk 如何通过 CircleCI 实现其“交付”使命的案例分析。一、Snyk 的挑战随着客户对安全工具需求的不断增长,Snyk 的开发团队面临多重挑战:加速交付的需求:Snyk 的核心目标是为开发者提供更快、更可靠的安全解决方案,但他们的现有 CI/CD 工具(TravisCI)运行缓慢,无法满足快速开发和部署的要求。扩展能力不足:随着团队规模和代码库的不断扩大,S
    艾体宝IT 2025-01-10 15:52 160浏览
  • 01. 什么是过程能力分析?过程能力研究利用生产过程中初始一批产品的数据,预测制造过程是否能够稳定地生产符合规格的产品。可以把它想象成一种预测。通过历史数据的分析,推断未来是否可以依赖该工艺持续生产高质量产品。客户可能会要求将过程能力研究作为生产件批准程序 (PPAP) 的一部分。这是为了确保制造过程能够持续稳定地生产合格的产品。02. 基本概念在定义制造过程时,目标是确保生产的零件符合上下规格限 (USL 和 LSL)。过程能力衡量制造过程能多大程度上稳定地生产符合规格的产品。核心概念很简单:
    优思学院 2025-01-12 15:43 483浏览
  • 新年伊始,又到了对去年做总结,对今年做展望的时刻 不知道你在2024年初立的Flag都实现了吗? 2025年对自己又有什么新的期待呢? 2024年注定是不平凡的一年, 一年里我测评了50余块开发板, 写出了很多科普文章, 从一个小小的工作室成长为科工公司。 展望2025年, 中国香河英茂科工, 会继续深耕于,具身机器人、飞行器、物联网等方面的研发, 我觉得,要向未来学习未来, 未来是什么? 是掌握在孩子们生活中的发现,和精历, 把最好的技术带给孩子,
    丙丁先生 2025-01-11 11:35 433浏览
  • 根据Global Info Research(环洋市场咨询)项目团队最新调研,预计2030年全球无人机电池和电源产值达到2834百万美元,2024-2030年期间年复合增长率CAGR为10.1%。 无人机电池是为无人机提供动力并使其飞行的关键。无人机使用的电池类型因无人机的大小和型号而异。一些常见的无人机电池类型包括锂聚合物(LiPo)电池、锂离子电池和镍氢(NiMH)电池。锂聚合物电池是最常用的无人机电池类型,因为其能量密度高、设计轻巧。这些电池以输出功率大、飞行时间长而著称。不过,它们需要
    GIRtina 2025-01-13 10:49 163浏览
  • 随着数字化的不断推进,LED显示屏行业对4K、8K等超高清画质的需求日益提升。与此同时,Mini及Micro LED技术的日益成熟,推动了间距小于1.2 Pitch的Mini、Micro LED显示屏的快速发展。这类显示屏不仅画质卓越,而且尺寸适中,通常在110至1000英寸之间,非常适合应用于电影院、监控中心、大型会议、以及电影拍摄等多种室内场景。鉴于室内LED显示屏与用户距离较近,因此对于噪音控制、体积小型化、冗余备份能力及电气安全性的要求尤为严格。为满足这一市场需求,开关电源技术推出了专为
    晶台光耦 2025-01-13 10:42 475浏览
  • 流量传感器是实现对燃气、废气、生活用水、污水、冷却液、石油等各种流体流量精准计量的关键手段。但随着工业自动化、数字化、智能化与低碳化进程的不断加速,采用传统机械式检测方式的流量传感器已不能满足当代流体计量行业对于测量精度、测量范围、使用寿命与维护成本等方面的精细需求。流量传感器的应用场景(部分)超声波流量传感器,是一种利用超声波技术测量流体流量的新型传感器,其主要通过发射超声波信号并接收反射回来的信号,根据超声波在流体中传播的时间、幅度或相位变化等参数,间接计算流体的流量,具有非侵入式测量、高精
    华普微HOPERF 2025-01-13 14:18 454浏览
  • 随着全球向绿色能源转型的加速,对高效、可靠和环保元件的需求从未如此强烈。在这种背景下,国产固态继电器(SSR)在实现太阳能逆变器、风力涡轮机和储能系统等关键技术方面发挥着关键作用。本文探讨了绿色能源系统背景下中国固态继电器行业的前景,并强调了2025年的前景。 1.对绿色能源解决方案日益增长的需求绿色能源系统依靠先进的电源管理技术来最大限度地提高效率并最大限度地减少损失。固态继电器以其耐用性、快速开关速度和抗机械磨损而闻名,正日益成为传统机电继电器的首选。可再生能源(尤其是太阳能和风能
    克里雅半导体科技 2025-01-10 16:18 319浏览
  • 在不断发展的电子元件领域,继电器——作为切换电路的关键设备,正在经历前所未有的技术变革。固态继电器(SSR)和机械继电器之间的争论由来已久。然而,从未来发展的角度来看,固态继电器正逐渐占据上风。本文将从耐用性、速度和能效三个方面,全面剖析固态继电器为何更具优势,并探讨其在行业中的应用与发展趋势。1. 耐用性:经久耐用的设计机械继电器:机械继电器依靠物理触点完成电路切换。然而,随着时间的推移,这些触点因电弧、氧化和材料老化而逐渐磨损,导致其使用寿命有限。因此,它们更适合低频或对切换耐久性要求不高的
    腾恩科技-彭工 2025-01-10 16:15 96浏览
  • 电动汽车(EV)正在改变交通运输,为传统内燃机提供更清洁、更高效的替代方案。这种转变的核心是电力电子和能源管理方面的创新,而光耦合器在其中发挥着关键作用。这些不起眼的组件可实现可靠的通信、增强安全性并优化电动汽车系统的性能,使其成为正在进行的革命中不可或缺的一部分。光耦合器,也称为光隔离器,是一种使用光传输电信号的设备。通过隔离高压和低压电路,光耦合器可确保安全性、减少干扰并保持信号完整性。这些特性对于电动汽车至关重要,因为精确控制和安全性至关重要。 光耦合器在电动汽车中的作用1.电池
    腾恩科技-彭工 2025-01-10 16:14 69浏览
  •   在信号处理过程中,由于信号的时域截断会导致频谱扩展泄露现象。那么导致频谱泄露发生的根本原因是什么?又该采取什么样的改善方法。本文以ADC性能指标的测试场景为例,探讨了对ADC的输出结果进行非周期截断所带来的影响及问题总结。 两个点   为了更好的分析或处理信号,实际应用时需要从频域而非时域的角度观察原信号。但物理意义上只能直接获取信号的时域信息,为了得到信号的频域信息需要利用傅里叶变换这个工具计算出原信号的频谱函数。但对于计算机来说实现这种计算需要面对两个问题: 1.
    TIAN301 2025-01-14 14:15 86浏览
  • 随着通信技术的迅速发展,现代通信设备需要更高效、可靠且紧凑的解决方案来应对日益复杂的系统。中国自主研发和制造的国产接口芯片,正逐渐成为通信设备(从5G基站到工业通信模块)中的重要基石。这些芯片凭借卓越性能、成本效益及灵活性,满足了现代通信基础设施的多样化需求。 1. 接口芯片在通信设备中的关键作用接口芯片作为数据交互的桥梁,是通信设备中不可或缺的核心组件。它们在设备内的各种子系统之间实现无缝数据传输,支持高速数据交换、协议转换和信号调节等功能。无论是5G基站中的数据处理,还是物联网网关
    克里雅半导体科技 2025-01-10 16:20 430浏览
  • PNT、GNSS、GPS均是卫星定位和导航相关领域中的常见缩写词,他们经常会被用到,且在很多情况下会被等同使用或替换使用。我们会把定位导航功能测试叫做PNT性能测试,也会叫做GNSS性能测试。我们会把定位导航终端叫做GNSS模块,也会叫做GPS模块。但是实际上他们之间是有一些重要的区别。伴随着技术发展与越发深入,我们有必要对这三个词汇做以清晰的区分。一、什么是GPS?GPS是Global Positioning System(全球定位系统)的缩写,它是美国建立的全球卫星定位导航系统,是GNSS概
    德思特测试测量 2025-01-13 15:42 455浏览
  • ARMv8-A是ARM公司为满足新需求而重新设计的一个架构,是近20年来ARM架构变动最大的一次。以下是对ARMv8-A的详细介绍: 1. 背景介绍    ARM公司最初并未涉足PC市场,其产品主要针对功耗敏感的移动设备。     随着技术的发展和市场需求的变化,ARM开始扩展到企业设备、服务器等领域,这要求其架构能够支持更大的内存和更复杂的计算任务。 2. 架构特点    ARMv8-A引入了Execution State(执行状
    丙丁先生 2025-01-12 10:30 439浏览
  • LVGL(Light and Versatile Graphics Library)是一个免费的开源图形库,旨在为各种微控制器(MCU)和微处理器(MPU)创建美观的用户界面(UI)。LVGL可以在占用很少资源的前提下,实现丝滑的动画效果和平滑滚动的高级图形,具有轻量化、跨平台可用性、易于移植、操作友好以及免费使用等诸多优势。近期,飞凌嵌入式为OK3506J-S开发板移植了最新9.2版本的LVGL,支持多种屏幕构件以及鼠标、键盘、触摸等多种输入方式, 能够带来更加友好的操作界面;同时,启动速度也
    飞凌嵌入式 2025-01-10 10:57 43浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦