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探索下一代電動汽車架構的設計革新

Molex莫仕連接器 ? 來源:未知 ? 2023-09-07 15:10 ? 次閱讀
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對于如今的消費者來說,汽車不再是一種交通工具。消費者都迫切希望擁有更多安全功能、更好的信息娛樂選擇和超個性化的車內體驗。汽車與環境的聯系越來越緊密,尤其新能源汽車,對于查找充電樁位置和空閑情況提出了更高的要求。

此類功能通常是通過電子控制單元(ECU)提供的。當今汽車已經包含100到150個電子控制單元。增加更多電控單元的數量只會加劇現有供應鏈的緊張狀況。在車內置入更多電控單元會產生更多的故障開點,從而增加保修成本。

與這些電控單元相關的線束也存在問題。隨著功能的增加,布線的長度、成本和重量也在增加,布線重量現已超過150磅(68.03kg)。這種超重情況與電動汽車的設計目標背道而馳,電動汽車必須減少負重以增加續航里程。

簡化線束

為了解決這些問題,汽車制造商開始采用分區架構。在分區架構中,電控單元數量在減少但功能更強大,單個電控單元負責控制附近的所有功能。電控單元的總數因此減少了一個數量級。從而降低了因為芯片短缺帶來的影響。

每個區域的電控單元通過網關連接到處于車輛核心的高性能計算集群,該集群協調系統范圍的功能。要構建這樣的架構,工程師不僅需要更快的芯片,還需要帶寬更寬的網絡。高速FAKRA Mini(HFM)同軸電纜等新技術滿足了這一需求,所提供的高速鏈路可簡化線束并顯著減輕線路重量。

點擊下方視頻,了解有關Fakra mini (HFM)更多信息。

鑒于這些優勢,各大整車制造商表示他們肯定會在一定程度上向更統一的架構過渡。事實上,Molex莫仕最近的一項全球調查顯示,84%的受訪者認為采用分區架構代表了汽車電子產品的未來。

更順暢地實現新功能

與每個電控單元提供固定功能的傳統系統不同,分區架構系統將各種功能整合到數量更少的一組可靈活設定的電控單元中。因此車輛的特定功能可由軟件確定。

隨著車輛變得越來越由軟件驅動,制造商越來越多地通過無線網絡(OTA)來更新軟件,進而排除故障并提供新功能。這種軟件解決方案可加快汽車上市時間并帶來其它好處。例如,即使全套駕駛員輔助功能尚未準備就緒,汽車也可以上市,因為可以在之后添加這些功能。

軟件還允許制造商通過分析來洞察情況。通過收集有關電子功能的數據來更快地改進設計。

分區系統甚至使硬件更新更容易。制造商可以在保留數據處理架構的情況下升級傳感器電機和其它構件。新的功能和控件可以通過模塊化的方式添加,而無需增加或替換網關。這進一步縮短了制造時間,并使得定制生產更容易。

管理成本和重量

分區架構也有利于汽車裝配過程。例如,如今的線束仍然是手工組裝的,因此很昂貴。柔性布線不利于機器人操作,使得采用高效的精密自動化生產和相關質量控制具有挑戰性。轉向具有簡化布局的標準化、大規模制造布線方案,消除了所有這些痛點。

設計人員還采用了更高電壓的電源,使用48伏而不是12伏的傳感器、電機、電控單元和其它構件。更高的電壓以更小的電流提供相同的功率,從而使我們能夠采用更細更輕的電纜。同樣,電動汽車動力總成正在轉向采用更高電壓的架構,并采用更高效的控制器和布線。

更輕的電纜、線束、更小的電動汽車電池和更符合空氣動力學的車身設計將幫助電動汽車駕駛員克服里程焦慮,增加汽車電池的續航里程,并刺激電動汽車的普及。

挑戰與協作

分區架構可能會對汽車生產產生重大影響,加速創新,加速廠家提供自適應控制和安全功能。但要想取得成功,該架構需要高速數據連接,這些連接必須完美無缺、穩健可靠,并保持數據的安全流動。

在暴露在風雨和持續沖擊振動中的車輛中,實現上述連接并不容易。這些環境條件給電子產品帶來了挑戰,特別是對高速數據產品生產線構成挑戰。

高級駕駛輔助系統(ADAS) 和自動駕駛系統中越來越多的傳感器和攝像頭將產生前所未有的大量數據,這些數據必須被高速處理。如果機械振動導致速率超過1Gbps的連接出現短暫中斷,則可能會丟失大量數據。隨著安全控制變得越來越自動化,必須構建能夠抵御振動風險的連接器

中央計算集群中的連接器還需要提供比傳統板對板解決方案更強健的性能,同時還有數量眾多的信號引腳和電源連接功能。工程師們計劃把他們的設計標準化,以實現模塊更換,簡化制造過程并實現輕松升級。

Molex莫仕正在與制造商和一級供應商密切合作,利用其世界一流的信號完整性能力來創建新一代混合型連接器,該連接器可在惡劣路況下成功傳輸電源電力和高速數據信號。除了提高可靠性和安全性外,新型連接器還將使安裝操作更容易,因為它們的組合功能有助于減少連接點。

與此同時,Molex莫仕正在利用其微型連接器領域的專業知識(該微型連接器目前用于智能手機等應用場合),實現從中央計算機到攝像頭模塊在內的任何場合中的微型、高帶寬板對板連接。Molex莫仕致力于推動下一代電動汽車的各方面的效率提升。

了解更多,請點擊下方“閱讀原文"


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原文標題:探索下一代電動汽車架構的設計革新

文章出處:【微信號:Molex_connector,微信公眾號:Molex莫仕連接器】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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