連接器在高性能車輛系統(tǒng)中的作用
2024-09-20 17:09:52隨著交通運輸領域向高性能車輛技術的全面滲透,尤其是電動汽車的迅猛發(fā)展,傳統(tǒng)的分散式電氣系統(tǒng)架構正面臨前所未有的挑戰(zhàn)。
為了應對高級信息娛樂系統(tǒng)、復雜安全功能、自動駕駛技術以及車輛與基礎設施間高速通信等需求,亟需采用創(chuàng)新的電氣設計策略和先進的連接器技術。
傳統(tǒng)車輛電氣架構由眾多獨立控制單元(ECU)構成,每個單元負責特定功能,如發(fā)動機控制、安全氣囊、ABS/ESP、座椅調節(jié)及氣候控制等,這種架構隨著功能的不斷增加已逐漸逼近其性能極限。
▲ 高性能車輛電氣系統(tǒng)架構的示意圖 插圖:ept GmbH
各控制單元雖能通過網關進行通信,但新增功能往往意味著新增控制單元,進而加劇了布線復雜性和系統(tǒng)重量。
為解決這一問題,域架構應運而生,它將控制單元按功能區(qū)域劃分,如動力傳動、信息娛樂及安全等,由獨立的高性能計算機(HPC)進行集中管理和協(xié)調。
▲ 眼圖用于評估數(shù)字數(shù)據傳輸速率的信號質量 插圖:ept GmbH(Colibri)
這種架構顯著減少了控制單元數(shù)量和布線需求,降低了成本并提升了系統(tǒng)效率。而區(qū)域架構更進一步,將多個功能集成于單一區(qū)域控制器內,由中央HPC統(tǒng)一控制,實現(xiàn)了控制單元數(shù)量和布線量的進一步優(yōu)化。
▲ Colibri的優(yōu)化觸點設計可實現(xiàn)低損耗高速數(shù)據傳輸速率 插圖:ept GmbH(Colibri)
面對高性能車輛對數(shù)據傳輸速度、安全性和可靠性的極高要求,HPC及其互連模塊的設計必須達到頂級性能標準。
▲ 非屏蔽(左)和屏蔽(右)版本的連接器 插圖:ept GmbH(Zero8)
在自動駕駛等關鍵系統(tǒng)中,處理高速成像和傳感器數(shù)據時,不僅需要極高的數(shù)據傳輸速率和低延遲,還必須確保信號傳輸?shù)慕^對穩(wěn)定與無故障。
因此,連接器技術成為了關鍵,它們必須能夠支持高速、可靠的數(shù)據傳輸,即使在惡劣環(huán)境下也能保持卓越性能。
▲ Zero8 連接器的橫截面顯示了不分性別的端子系統(tǒng)
為了實現(xiàn)這一目標,連接器設計不斷創(chuàng)新,包括優(yōu)化觸點設計、采用更短的電纜和匹配的阻抗值,以及增強電磁屏蔽等。信號完整性的評估通過眼圖來直觀展示,確保信號在傳輸過程中能夠清晰無誤地被識別和處理。
▲ 焊腳周圍彎月面的均勻形成
同時,連接器還需具備極高的機械強度和耐環(huán)境能力,以應對車輛行駛中的振動和沖擊。雙面母連接器、“不分性別”端子系統(tǒng)以及表面貼裝技術(SMT)等創(chuàng)新設計的應用,進一步提升了連接器的可靠性和耐用性。
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