Wraz ze wzrostem poziomu elektroniki w samochodach, architektura samochodów przechodzi głębokie zmiany.Łączność TE(TE) szczegółowo przygląda się wyzwaniom i rozwiązaniom związanym z łącznością dla architektur elektroniki samochodowej/elektryki (E/E) nowej generacji.
Transformacja inteligentnej architektury
Zapotrzebowanie współczesnych konsumentów na samochody przeniosło się ze zwykłego transportu na spersonalizowane, konfigurowalne wrażenia z jazdy. Ta zmiana spowodowała gwałtowny rozwój komponentów i funkcji elektronicznych w przemyśle motoryzacyjnym, takich jak czujniki, siłowniki i elektroniczne jednostki sterujące (ECU).
Jednak obecna architektura E/E pojazdu osiągnęła granice swojej skalowalności. Dlatego przemysł motoryzacyjny bada nowe podejście do przekształcania pojazdów z wysoce rozproszonych architektur E/E na bardziej scentralizowane architektury „domenowe” lub „regionalne”.
Rola łączności w scentralizowanej architekturze E/E
Systemy złączy zawsze odgrywały kluczową rolę w projektowaniu architektury E/E w motoryzacji, obsługując wysoce złożone i niezawodne połączenia pomiędzy czujnikami, sterownikami ECU i elementami wykonawczymi. Ponieważ liczba urządzeń elektronicznych w pojazdach stale rośnie, projektowanie i produkcja złączy również staje przed coraz większymi wyzwaniami. W nowej architekturze E/E łączność będzie odgrywać ważniejszą rolę w spełnianiu rosnących wymagań funkcjonalnych oraz zapewnianiu niezawodności i bezpieczeństwa systemu.
Rozwiązania w zakresie łączności hybrydowej
W miarę zmniejszania się liczby jednostek ECU i wzrostu liczby czujników i elementów wykonawczych topologia okablowania ewoluuje od wielu pojedynczych połączeń punkt-punkt do mniejszej liczby połączeń. Oznacza to, że ECU muszą obsługiwać połączenia z wieloma czujnikami i elementami wykonawczymi, co stwarza potrzebę stosowania hybrydowych interfejsów złączy. Złącza hybrydowe mogą obsługiwać zarówno połączenia sygnałowe, jak i zasilające, zapewniając producentom samochodów skuteczne rozwiązanie dla coraz bardziej złożonych potrzeb w zakresie łączności.
Ponadto w miarę ciągłego rozwoju takich funkcji, jak jazda autonomiczna i zaawansowane systemy wspomagania kierowcy (ADAS), rośnie również zapotrzebowanie na łączność danych. Złącza hybrydowe muszą również obsługiwać metody połączeń danych, takie jak połączenia koncentryczne i różnicowe, aby sprostać potrzebom połączeniowym sprzętu, takiego jak kamery o wysokiej rozdzielczości, czujniki i sieci ECU.
Wyzwania i wymagania związane z projektowaniem złączy
Podczas projektowania złączy hybrydowych istnieje kilka krytycznych wymagań projektowych. Po pierwsze, wraz ze wzrostem gęstości mocy potrzebna jest bardziej zaawansowana technologia symulacji termicznej, aby zapewnić wydajność cieplną złączy. Po drugie, ponieważ złącze zawiera zarówno połączenia do przesyłania danych, jak i zasilania, wymagana jest symulacja i emulacja zakłóceń elektromagnetycznych (EMI), aby zapewnić optymalne odstępy i konfiguracje projektowe pomiędzy sygnałami i zasilaniem.
Dodatkowo w odpowiedniku złącza głównego lub męskiego liczba pinów jest większa, co wymaga dodatkowych środków ochronnych, aby zapobiec uszkodzeniu pinów podczas łączenia. Obejmuje to wykorzystanie takich elementów, jak osłony sworzni, koszerne standardy bezpieczeństwa i żebra prowadzące, aby zapewnić dokładność i niezawodność łączenia.
Przygotowanie do automatycznego montażu wiązek przewodów
W miarę wzrostu funkcjonalności ADAS i poziomu automatyzacji sieci będą odgrywać coraz ważniejszą rolę. Jednak obecna architektura E/E pojazdów składa się ze złożonej i ciężkiej sieci kabli i urządzeń, których produkcja i montaż wymagają czasochłonnych, ręcznych etapów produkcji. Dlatego wysoce pożądane jest zminimalizowanie pracy ręcznej podczas procesu montażu wiązek przewodów, aby wyeliminować lub zminimalizować potencjalne źródła błędów.
Aby to osiągnąć, TE opracowało szereg rozwiązań opartych na standardowych komponentach złączy, zaprojektowanych specjalnie do wspierania przetwarzania maszynowego i zautomatyzowanych procesów montażu. Ponadto TE współpracuje z producentami obrabiarek w celu przeprowadzenia symulacji procesu montażu obudowy w celu sprawdzenia wykonalności oraz zapewnienia dokładności i niezawodności procesu wstawiania. Wysiłki te zapewnią producentom samochodów skuteczne rozwiązanie pozwalające sprostać coraz bardziej złożonym potrzebom w zakresie łączności i rosnącym wymaganiom w zakresie wydajności produkcji.
Perspektywy
Przejście na prostsze, bardziej zintegrowane architektury E/E zapewnia producentom samochodów możliwość zmniejszenia rozmiaru i złożoności sieci fizycznych przy jednoczesnej standaryzacji interfejsów pomiędzy każdym modułem. Ponadto rosnąca cyfryzacja architektury E/E umożliwi pełną symulację systemu, umożliwiając inżynierom uwzględnienie tysięcy wymagań funkcjonalnych systemu na wczesnym etapie i uniknięcie przeoczenia krytycznych zasad projektowania. Zapewni to producentom samochodów bardziej wydajny i niezawodny proces projektowania i rozwoju.
W tym procesie kluczowym czynnikiem stanie się konstrukcja złącza hybrydowego. Konstrukcje złączy hybrydowych, wspierane symulacją termiczną i EMC oraz zoptymalizowane pod kątem automatyzacji wiązek przewodów, będą w stanie sprostać rosnącym wymaganiom w zakresie łączności oraz zapewnić niezawodność i bezpieczeństwo systemu. Aby osiągnąć ten cel, TE opracowało serię standardowych komponentów złączy, które obsługują połączenia sygnałowe i zasilające, a także opracowuje więcej komponentów złączy dla różnych typów połączeń danych. Zapewni to producentom samochodów elastyczne i skalowalne rozwiązanie, które pozwoli sprostać przyszłym wyzwaniom i potrzebom.
Czas publikacji: 10 kwietnia 2024 r