Met de toenemende mate van elektronica in auto's ondergaat de auto-architectuur een diepgaande verandering.TE-connectiviteit(TE) duikt diep in de connectiviteitsuitdagingen en oplossingen voor de volgende generatie auto-elektronica/elektrische (E/E) architecturen.
Transformatie van intelligente architectuur
De vraag van moderne consumenten naar auto's is verschoven van louter transport naar een gepersonaliseerde, aanpasbare rijervaring. Deze verschuiving heeft geleid tot de explosieve groei van elektronische componenten en functies binnen de auto-industrie, zoals sensoren, actuatoren en elektronische regeleenheden (ECU’s).
De huidige E/E-architectuur voor voertuigen heeft echter de grenzen van zijn schaalbaarheid bereikt. Daarom onderzoekt de auto-industrie een nieuwe aanpak om voertuigen te transformeren van sterk gedistribueerde E/E-architecturen naar meer gecentraliseerde ‘domein’- of ‘regionale’ architecturen.
De rol van connectiviteit in gecentraliseerde E/E-architectuur
Connectorsystemen hebben altijd een sleutelrol gespeeld in het ontwerp van de E/E-architectuur in de automobielsector, waarbij zeer complexe en betrouwbare verbindingen tussen sensoren, ECU's en actuatoren worden ondersteund. Naarmate het aantal elektronische apparaten in voertuigen blijft toenemen, worden het ontwerp en de productie van connectoren ook met steeds meer uitdagingen geconfronteerd. In de nieuwe E/E-architectuur zal connectiviteit een belangrijkere rol spelen bij het voldoen aan de groeiende functionele eisen en het garanderen van systeembetrouwbaarheid en veiligheid.
Hybride connectiviteitsoplossingen
Naarmate het aantal ECU's afneemt en het aantal sensoren en actuatoren toeneemt, evolueert de bedradingstopologie van meerdere individuele point-to-point-verbindingen naar een kleiner aantal verbindingen. Dit betekent dat ECU's verbindingen met meerdere sensoren en actuatoren moeten mogelijk maken, waardoor er behoefte ontstaat aan hybride connectorinterfaces. Hybride connectoren zijn geschikt voor zowel signaal- als stroomverbindingen, waardoor autofabrikanten een effectieve oplossing krijgen voor de steeds complexere connectiviteitsbehoeften.
Naarmate functies zoals autonoom rijden en geavanceerde rijhulpsystemen (ADAS) zich blijven ontwikkelen, neemt bovendien de vraag naar dataconnectiviteit ook toe. Hybride connectoren moeten ook dataverbindingsmethoden ondersteunen, zoals coaxiale en differentiële verbindingen, om te voldoen aan de verbindingsbehoeften van apparatuur zoals high-definition camera's, sensoren en ECU-netwerken.
Uitdagingen en vereisten voor connectorontwerp
Bij het ontwerp van hybride connectoren zijn er verschillende kritische ontwerpvereisten. Ten eerste is er, naarmate de vermogensdichtheid toeneemt, meer geavanceerde thermische simulatietechnologie nodig om de thermische prestaties van connectoren te garanderen. Ten tweede, omdat de connector zowel datacommunicatie als stroomverbindingen bevat, zijn simulatie en emulatie van elektromagnetische interferentie (EMI) vereist om optimale afstanden en ontwerpconfiguraties tussen signalen en stroom te garanderen.
Bovendien is binnen een header- of mannelijke connector-tegenhanger het aantal pinnen hoger, waardoor extra beschermende maatregelen nodig zijn om schade aan de pinnen tijdens het paren te voorkomen. Dit omvat het gebruik van functies zoals pinbeschermplaten, koosjere veiligheidsnormen en geleideribben om de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de paring te garanderen.
Voorbereiding voor geautomatiseerde kabelboommontage
Naarmate de ADAS-functionaliteit en het automatiseringsniveau toenemen, zullen netwerken een steeds belangrijkere rol gaan spelen. De huidige E/E-architectuur voor voertuigen bestaat echter uit een complex en zwaar netwerk van kabels en apparaten die tijdrovende handmatige productiestappen vereisen om te produceren en te assembleren. Daarom is het zeer wenselijk om handmatig werk tijdens het assemblageproces van de kabelboom tot een minimum te beperken om potentiële bronnen van fouten te elimineren of te minimaliseren.
Om dit te bereiken heeft TE een reeks oplossingen ontwikkeld op basis van gestandaardiseerde connectorcomponenten die speciaal zijn ontworpen om machinale verwerking en geautomatiseerde assemblageprocessen te ondersteunen. Daarnaast werkt TE samen met fabrikanten van gereedschapsmachines om het assemblageproces van de behuizing te simuleren om de haalbaarheid te verifiëren en de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van het inbrengproces te garanderen. Deze inspanningen zullen autofabrikanten een effectieve oplossing bieden om te kunnen voldoen aan de steeds complexere connectiviteitsbehoeften en de toenemende eisen op het gebied van productie-efficiëntie.
Vooruitzichten
De transitie naar eenvoudigere, meer geïntegreerde E/E-architecturen biedt autofabrikanten de mogelijkheid om de omvang en complexiteit van fysieke netwerken te verminderen en tegelijkertijd de interfaces tussen elke module te standaardiseren. Bovendien zal de toenemende digitalisering van de E/E-architectuur volledige systeemsimulatie mogelijk maken, waardoor ingenieurs in een vroeg stadium rekening kunnen houden met duizenden functionele systeemvereisten en kunnen voorkomen dat kritische ontwerpregels over het hoofd worden gezien. Dit zal autofabrikanten een efficiënter en betrouwbaarder ontwerp- en ontwikkelingsproces bieden.
In dit proces zal het ontwerp van hybride connectoren een belangrijke factor worden. Hybride connectorontwerpen, ondersteund door thermische en EMC-simulatie en geoptimaliseerd voor automatisering van kabelbomen, zullen kunnen voldoen aan de groeiende connectiviteitseisen en de betrouwbaarheid en veiligheid van het systeem garanderen. Om dit doel te bereiken heeft TE een reeks gestandaardiseerde connectorcomponenten ontwikkeld die signaal- en stroomverbindingen ondersteunen, en ontwikkelt zij meer connectorcomponenten voor verschillende soorten dataverbindingen. Dit zal autofabrikanten een flexibele en schaalbare oplossing bieden om aan toekomstige uitdagingen en behoeften te voldoen.
Posttijd: 10 april 2024