يتطلب عصر بنية المنطقة موصلات هجينة

مع تزايد درجة الإلكترونيات في السيارات، تشهد هندسة السيارات تغيرًا عميقًا.اتصال تي إي(TE) تتعمق في تحديات الاتصال وحلول الجيل التالي من إلكترونيات السيارات/الهندسة الكهربائية (E/E).

تحول العمارة الذكية

لقد تحول طلب المستهلكين المعاصرين على السيارات من مجرد وسائل النقل إلى تجربة قيادة شخصية وقابلة للتخصيص. وقد أدى هذا التحول إلى النمو الهائل للمكونات والوظائف الإلكترونية داخل صناعة السيارات، مثل أجهزة الاستشعار والمحركات ووحدات التحكم الإلكترونية (ECUs).

ومع ذلك، فإن بنية E/E الحالية للمركبة قد وصلت إلى حدود قابليتها للتوسع. ولذلك، تستكشف صناعة السيارات نهجا جديدا لتحويل المركبات من بنيات E/E الموزعة بشكل كبير إلى بنيات "المجال" أو "الإقليمية" الأكثر مركزية.

دور الاتصال في بنية E/E المركزية

لقد لعبت أنظمة الموصلات دائمًا دورًا رئيسيًا في تصميم بنية E/E للسيارات، حيث تدعم الاتصالات المعقدة والموثوقة للغاية بين أجهزة الاستشعار ووحدات التحكم الإلكترونية والمحركات. مع استمرار تزايد عدد الأجهزة الإلكترونية في المركبات، يواجه تصميم الموصلات وتصنيعها أيضًا المزيد والمزيد من التحديات. وفي بنية E/E الجديدة، سيلعب الاتصال دورًا أكثر أهمية في تلبية المتطلبات الوظيفية المتزايدة وضمان موثوقية النظام وأمنه.

حلول الاتصال الهجين

مع انخفاض عدد وحدات التحكم الإلكترونية وزيادة عدد أجهزة الاستشعار والمشغلات، تتطور طوبولوجيا الأسلاك من اتصالات فردية متعددة من نقطة إلى نقطة إلى عدد أقل من الاتصالات. وهذا يعني أن وحدات التحكم الإلكترونية تحتاج إلى استيعاب التوصيلات بأجهزة استشعار ومشغلات متعددة، مما يخلق الحاجة إلى واجهات موصل هجينة. يمكن للموصلات الهجينة أن تستوعب كلاً من اتصالات الإشارة والطاقة، مما يوفر لشركات صناعة السيارات حلاً فعالاً لاحتياجات الاتصال المتزايدة التعقيد.

بالإضافة إلى ذلك، مع استمرار تطور ميزات مثل القيادة الذاتية وأنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS)، يتزايد أيضًا الطلب على اتصال البيانات. تحتاج الموصلات الهجينة أيضًا إلى دعم طرق اتصال البيانات مثل الاتصالات المحورية والتفاضلية لتلبية احتياجات الاتصال للمعدات مثل الكاميرات عالية الوضوح وأجهزة الاستشعار وشبكات وحدة التحكم الإلكترونية.

تحديات ومتطلبات تصميم الموصل

في تصميم الموصلات الهجينة، هناك العديد من متطلبات التصميم الحاسمة. أولا، مع زيادة كثافة الطاقة، هناك حاجة إلى تكنولوجيا محاكاة حرارية أكثر تقدما لضمان الأداء الحراري للموصلات. ثانيًا، نظرًا لأن الموصل يحتوي على كل من اتصالات البيانات ووصلات الطاقة، فإن محاكاة التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) ومضاهاته مطلوبة لضمان التباعد الأمثل وتكوينات التصميم بين الإشارات والطاقة.

بالإضافة إلى ذلك، داخل الرأس أو نظير الموصل الذكر، يكون عدد المسامير أعلى، مما يتطلب تدابير وقائية إضافية لمنع تلف المسامير أثناء التزاوج. يتضمن ذلك استخدام ميزات مثل ألواح حماية الدبوس ومعايير السلامة الكوشر وأضلاع التوجيه لضمان دقة وموثوقية التزاوج.

التحضير لتجميع تسخير الأسلاك الآلي

مع زيادة وظائف ADAS ومستويات الأتمتة، ستلعب الشبكات دورًا متزايد الأهمية. ومع ذلك، تتكون بنية E/E الحالية للمركبة من شبكة معقدة وثقيلة من الكابلات والأجهزة التي تتطلب خطوات إنتاج يدوية تستغرق وقتًا طويلاً للإنتاج والتجميع. ولذلك، فمن المستحسن للغاية تقليل العمل اليدوي أثناء عملية تجميع مجموعة الأسلاك لإزالة أو تقليل مصادر الخطأ المحتملة.

ولتحقيق ذلك، قامت TE بتطوير مجموعة من الحلول القائمة على مكونات الموصل القياسية المصممة خصيصًا لدعم معالجة الماكينة وعمليات التجميع الآلية. بالإضافة إلى ذلك، تعمل شركة TE مع الشركات المصنعة للأدوات الآلية لمحاكاة عملية تجميع الهيكل للتحقق من الجدوى وضمان دقة وموثوقية عملية الإدخال. ستوفر هذه الجهود لشركات صناعة السيارات حلاً فعالاً للتعامل مع احتياجات الاتصال المتزايدة التعقيد وزيادة متطلبات كفاءة الإنتاج.

التوقعات

يوفر الانتقال إلى بنيات E/E أبسط وأكثر تكاملاً لشركات صناعة السيارات فرصة لتقليل حجم وتعقيد الشبكات المادية مع توحيد الواجهات بين كل وحدة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الرقمنة المتزايدة لبنية E/E ستمكن من محاكاة النظام بالكامل، مما يسمح للمهندسين بحساب الآلاف من متطلبات النظام الوظيفي في مرحلة مبكرة وتجنب تجاهل قواعد التصميم الهامة. وهذا سيوفر لشركات صناعة السيارات عملية تصميم وتطوير أكثر كفاءة وموثوقية.

في هذه العملية، سيصبح تصميم الموصل المختلط عامل تمكين رئيسي. ستكون تصميمات الموصلات الهجينة، المدعومة بالمحاكاة الحرارية ومحاكاة EMC والمُحسّنة لأتمتة تسخير الأسلاك، قادرة على تلبية متطلبات الاتصال المتزايدة وضمان موثوقية النظام وسلامته. ولتحقيق هذا الهدف، قامت TE بتطوير سلسلة من مكونات الموصلات القياسية التي تدعم اتصالات الإشارة والطاقة، وتعمل على تطوير المزيد من مكونات الموصلات لأنواع مختلفة من اتصالات البيانات. وسيوفر هذا لمصنعي السيارات حلاً مرنًا وقابلاً للتطوير لمواجهة التحديات والاحتياجات المستقبلية.