JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise
tisdag 17 september 2019 VECKA 38
Bilelektronik får aldrig sluta fungera men får inte kosta ett öre mer än nödvändigt. Konstruktionerna ska i princip vara lika billiga som konsumentelektronik men ha lika hög kvalitet som medicinteknisk utrustning. Efter att ha tagit fram fem generationer elektronik till fyrhjulsdrift behärskar Nils Bjelk på Haldex den konsten.
Haldex fyrhjulsdrift är en nutida svensk industrisuccé. På tolv år har man gått från noll till en omsättning på en miljard kronor. De fyra hjulen på bilar av märken som Volkswagen, Skoda, Seat, Audi, Volvo, Ford, Land Rover, Saab, Opel, Cadillac, Buick och Bugatti regleras idag av företagets elektronik. Det räcker med att något av hjulen slirar det allra minsta så reagerar elektroniken och optimerar driften. Framgångarna kan illustreras av att Haldex teknik sitter i fem av världens tio bränslesnålaste fyrhjulsdrivna personbilar.

Produkten är numera inne på sin femte generation. Det var tack vare den som Volkswagen i våras, mitt under brinnande finans- och bilindustrikris, gav Haldex en order på 4,5 miljarder kronor. Volkswagen har hela tiden varit en av företagets största kunder, och var tillika den första som anammade tekniken på 1990-talet.
NILS BJELK
Projektledare på Haldex Traction.

Har utvecklat elektronik sedan 1982. På Haldex sedan 1997.

Bor i Landskrona med fru och son.

Intressen: Teknik och bilar.

Kör: Hummer H2 på sommaren och Toyota Avensis på vintern.

Hobby: Motocross.

– Jag undrar än idag vad det var som gjorde att Volkswagen vågade satsa på oss då. På den tiden var vi totalt okända och väldigt sårbara. Visst hade vi en lovande teknik, men den var helt oprövad, säger Nils Bjelk.

Första lösningen dyr och oflexibel
Han är projektledare för elektronikhårdvara på Haldexdivisionen Traction i Landskrona, vars cirka 350 anställda producerar en halv miljon kopplingar för fyrhjulsdrift om året, och han har varit med på hela resan. Och han berättar att elektroniken till första generationens fyrhjulsdrift gjordes som en multichipmodul, för att minimera risken för fel i den tuffa miljön kring bilens bakaxel.

– Då, 1997, när vi gjorde den första produkten till Volkswagen, hade vi väldigt lite att gå på. Vi hade inga specifikationer, vi visste inte vilka krav som gällde för temperatur och vibration. Och Volkswagen krävde att vi skulle använda Can-bussen – den hade vi knappt hört talas om, berättar han.

Ombord fanns en 16 bitars processor, en stegmotordrivare, krafttransistor, temperatursensor och Canbuss. Lösningen fungerade, men blev väldigt dyr och oflexibel.

– När vi EMC-testade den såg vi plötsligt en jättespik. Så vi var tvungna att sätta in en stor spole i efterhand. Det gjorde ju inte konstruktionen billigare, säger han och skrattar.

Men kunden blev nöjd – så nöjd att produktionen fördubblades. Istället för de 20 000–25 000 prognostiserade enheterna behövdes helt plötsligt 50 000, vilket ställde till en del problem för den dåvarande leverantören Combitech. Så inför nästa generation gjordes en bredare upphandling.

– Nu satt vår produkt i en bil, och då blev helt plötsligt alla intresserade av att prata med oss. Folk som tidigare knappt velat svara på telefon rullade nu ut röda mattan för oss, berättar han.

Nu prövades också Nils Bjelks filosofi ordentligt. Han är nämligen helt övertygad om att Haldex ska köpa nyckelfärdig elektronik, och inte detaljstyra leverantören.

– Vi skriver systemspecifikationen, har dialog med leverantörerna och ger dem gärna idéer. Men vi understryker hela tiden att produkten är deras ansvar, säger han.

Leverantören får då ansvar för såväl kretskortslayout som komponentval. I filosofin ingår att leverantören ska äga konstruktionen och produktionsverktygen. Haldex roll är att göra professionella upphandlingar.

– För att det ska lyckas är en förutsättning att vi kan designa elektronik lika bra eller bättre än leverantören, understryker han.

Han menar att detta är den mest kostnadseffektiva modellen, som dessutom ger högst kvalitet. Att nå lika långt genom att servera leverantören en lista på komponenter och en kretslayout är omöjligt, menar han. Layout och komponenter måste fungera ihop med produktionsprocessen om kostnaderna ska kunna pressas med bibehållen kvalitet. Visserligen får man göra lite avkall på flexibiliteten, men det vägs upp av att ansvarsbilden är entydig.

– Förr eller senare uppstår alltid något fel eller något kvalitetsproblem. Och att då sitta i ett läge där parterna kan skylla på varandra kan bli en väldig dyr pajkastning där folk slåss in i graven för att få rätt. Med vår modell eliminerar vi den risken, säger han.

Vanligt mönsterkort i andra generationen
Ordern för den andra generationen gick till Siemens, som lovade att temperatur- och vibrationskraven skulle kunna klaras med konventionell mönsterkortsteknik – högtemperaturs FR4 – och vanliga automotive-klassade lödda komponenter. Att gå ifrån multichipmodulen sparade mycket pengar.

– Den andra generationen kostade runt 70 procent av den första. Sedan dess har vi lyckats få ner kostnaderna ännu mer för varje generation. Till den tredje generationen bytte vi processor till en med inbyggt flashminne – det sparade också en hel del pengar.

–  Den femte generationen som ska börja massproduceras 2012 kommer att ligga på en kostnad kring 30 procent av den första. Och nu har vi bytt leverantör igen, till österrikiska Melecs, berättar han.

Samtidigt har hela fyrhjulsdriften designats om i flera steg. Idag finns inget kvar av det patent från 1988 som utgjorde grunden till den första generationen. Stegmotorn ersattes av en magnetventil i andra generationen. Och successivt har de tidiga mekaniska och hydrauliska delarna ersatts av andra lösningar. I den femte generationen finns bara en pump, där trycket regleras direkt av varvtalet på motorn. En konsekvens av de mekaniska förenklingarna är att elektroniken tvingas hantera större strömmar.

– I den första generationen låg vi kring 3 A. Tredje generationen låg kring 5 A, och numera är vi uppe i maximalt 12 A.
E
lektroniken till den femte generationen har krympts i takt med teknikutvecklingen. Processorn är alltjämt en 16-bitare, nu från Infineon, som klockas i 80 MHz. Men den har betydligt färre ben än tidigare. Flash och RAM har blivit rejält mycket större. Och för att spara ännu mer pengar har den tidigare aluminiumkåpan ersatts av en plastkåpa där bara locket är av metall.

– Vi har precis fått de första B-samplen av femte generationens elektronik. Du är den första journalist som får se den!

I Haldex värld är B-samples något där form och funktion är identisk med slutprodukten, men den är fortfarande tillverkad som prototyp. Då finns lite flexibilitet kvar tills C-samples ska tas fram, som ska vara tillverkade i serieverktyg. Därpå måste hela produktionslinan utvärderas så att den klarar fullskalig tillverkning med full kvalitet innan produktionsstart. Från beslut till massproduktion tar det mellan två och ett halvt och tre år att ta fram en ny generation.

– Det finns några flaskhalsar. Verktygen för mekaniken tar ofta längre tid än tänkt att få fram. Och kvalificeringen av elektroniken tar tid, särskilt miljöprovningen som kan ta tre-fyra månader. Då utsätts elektroniken utsättas för värme och kyla i kombination med fukt och vibration, i hundratals timmar. Och innan den kommer så långt ska den förstås också EMC-testas och testas elektriskt. Test ingår i leverantörernas åtagande.

Samma hårdvara, olika mjukvara
Listan över bilmodeller som Haldex levererar till har vuxit sig lång. Men hårdvaran är densamma för alla. Mjukvaran skiljer sig däremot en hel del mellan fabrikat och -modeller. Och för mjukvara gäller inte Nils Bjelks filosofi att Haldex ska köpa färdigt från leverantörer.

– Det är i mjukvaran som mervärdet ligger, och den äger vi. En del kunder kräver att vi använder deras diagnostikpaket och Can-protokoll, men annars gör vi all mjukvara själva, även lågnivådrivrutiner, säger han.

Trots att Haldexelektroniken är inne på sin femte generation utför den ungefär samma uppgift som den första. Den stora skillnaden är att den förfinats för att bli billigare.

– Kostnadsreduktionen är helt nödvändig för att överleva på marknaden. Det är stentuff konkurrens – miljardkontraktet med Volkswagen var helt avgörande för oss.

Ändå menar han att bilindustrin skulle kunna spara mycket mer pengar genom att standardisera sina krav på elektroniken. Kontaktdonen är ett tydligt exempel.

– Vår fjärde generations elektronik gör egentligen exakt samma sak som den tredje. Men kunden – GM – krävde sin egen standard för kontaktdonen. Det gjorde att vi fick göra om hela designen och handla upp ett nytt kretskort, säger han.

Han vill inte berätta hur mycket pengar det kostade, men troligen rörde det sig om åtskilliga miljoner kronor.

Haldex är idag ett multinationellt företag med verksamhet och kunder över hela världen. Även underleverantörerna är spridda, något som Nils Bjelk på sätt och vis beklagar.

– För åtta år sedan var 60 procent av våra leverantörer svenska, idag är det bara 8 procent. Vi skulle gärna köpa mer svenskt om leverantörerna här hade varit mer konkurrenskraftiga, säger Nils Bjelk.
 
På fem generationer har kostnaden för elektroniken till Haldex fyrhjulsdrift pressats till en tredjedel. Multichipmodulen till vänster är äldst, kortet till höger är splitter nytt.
MER LÄSNING:
 
Branschens egen tidning
För dig i branschen kostar det inget att prenumerera på vårt snygga pappers­magasin.

Klicka här!
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)