連接器在高性能車輛系統中的作用
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展,傳統的分散式電氣系統架構正面臨前所未有的挑戰。
為了應對高級信息娛樂系統、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,亟需采用創新的電氣設計策略和先進的連接器技術。
傳統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,如發動機控制、安全氣囊、ABS/ESP、座椅調節及氣候控制等,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)進行集中管理和協調。
▲ 眼圖用于評估數字數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量和布線需求,降低了成本并提升了系統效率。而區域架構更進一步,將多個功能集成于單一區域控制器內,由中央HPC統一控制,實現了控制單元數量和布線量的進一步優化。
▲ Colibri的優化觸點設計可實現低損耗高速數據傳輸速率 插圖:ept GmbH(Colibri)
面對高性能車輛對數據傳輸速度、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中,處理高速成像和傳感器數據時,不僅需要極高的數據傳輸速率和低延遲,還必須確保信號傳輸的絕對穩定與無故障。
因此,連接器技術成為了關鍵,它們必須能夠支持高速、可靠的數據傳輸,即使在惡劣環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
為了實現這一目標,連接器設計不斷創新,包括優化觸點設計、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”端子系統以及表面貼裝技術(SMT)等創新設計的應用,進一步提升了連接器的可靠性和耐用性。
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