車輛包含的連接功能越來越豐富，并且新汽車技術(shù)日新月異，車內(nèi)的空間很快就不夠用了。堅固耐用的微型連接器可滿足嚴苛車輛應用對性能和空間的龐大需求。
作者：Molex莫仕業(yè)務發(fā)展經(jīng)理 Kirk Ulery
不論是汽油以外的新能源，到完全自動駕駛車輛，汽車行業(yè)正在經(jīng)歷新技術(shù)和新功能激增的時代。現(xiàn)在，電子裝置通常占車輛價值的一半以上。每增加一項新功能都需要一個稱為電子控制單元 (ECU) 的新模塊，最新的汽車使用 100 到 150 個這樣的 ECU，每個 ECU 都有自己的專用連接和線路。這些模塊以及不斷增加的傳感器、電機和其他組件，帶來了巨大的連接解決方案需求。
車輛制造商正面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)：車輛內(nèi)的空間越來越小，無法容納這些不斷擴展的系統(tǒng)。連接數(shù)百個組件需要很多的布線，這意味著電纜線束現(xiàn)已成為車輛制造中最復雜的結(jié)構(gòu)之一，而下一代汽車將提供更多的功能。隨著車輛不斷發(fā)展演進，其功能將更加強大，因此對能承受惡劣條件的緊湊型高性能連接器的需求也隨之增加。
解決日益復雜的問題
汽車行業(yè)正在引入的全新技術(shù)，將會定義下一代汽車。制造商熱衷于利用最新的5G無線通信技術(shù)來提高安全性和用戶體驗。車輛將成為動態(tài)網(wǎng)絡的一部分，可與其它道路使用者甚至交通控制基礎(chǔ)設(shè)施共享信息，使得出行更安全、更高效。這種 “車對萬物”(V2X)通信要求車輛配備更多的傳感器、控制裝置和計算能力。
對于廣受關(guān)注和期待的自主駕駛或 “自駕 ”車輛的發(fā)展來說，這將更為重要。先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)已經(jīng)為駕駛者提供了復雜的道路安全解決方案。車輛能否與其它道路使用者進行互動，將取決于系統(tǒng)能否以盡可能低的延遲收集、分析周圍環(huán)境信息并采取行動。
然而，車輛環(huán)境對安全關(guān)鍵型系統(tǒng)帶來了挑戰(zhàn)。即使是振動造成的瞬間連接中斷，也會導致大量重要信息的丟失。設(shè)計人員需要一系列微型連接器解決方案，這些解決方案既能承受振動，又能提供比當今汽車系統(tǒng)高出數(shù)倍的數(shù)據(jù)傳輸速率。
支持新型汽車架構(gòu)
每輛汽車大約有一英里長的電線和數(shù)百個連接器，銅纜數(shù)量直接影響到車輛的性能，尤其是各界鼓勵人們采用更小巧、更高效的交通工具時。大量銅纜的重量會消耗車輛的續(xù)航能力和性能。為解決這一問題，人們提出了分區(qū)結(jié)構(gòu)(zonal architecture)的概念。
分區(qū)架構(gòu)是一種構(gòu)建車輛電子的方法。與域架構(gòu)不同，分區(qū)架構(gòu)提供了更有效的解決方案；域架構(gòu)是按照功能將系統(tǒng)分組，分區(qū)架構(gòu)則是將車輛內(nèi)的功能按照位置分為若干區(qū)域。每個區(qū)域負責管理安裝在車輛特定部分的設(shè)備，并與附近的分區(qū)控制器或網(wǎng)關(guān)相連接。由于分區(qū)網(wǎng)關(guān)與其控制的設(shè)備距離較近，因此連接這些設(shè)備所需的電纜長度相對較短，這就更加需要可靠的微型連接器來連接這些較短的電纜。
每個分區(qū)網(wǎng)關(guān)都與車輛中心的中央計算集群相連。分區(qū)網(wǎng)關(guān)和中央計算機之間的通信類似于計算機網(wǎng)絡。因此，可以通過小型高速網(wǎng)絡電纜進行各個分區(qū)之間的通信，從而大大減少了車內(nèi)線束的數(shù)量和尺寸。
分區(qū)結(jié)構(gòu)還為管理電力分配和高速通信創(chuàng)造了全新的方式。傳統(tǒng)的車載電源電壓為 12V，但采用高達 48V 的電壓后，在向設(shè)備提供相同能量的情況下，電流會相應減少，從而允許設(shè)計人員使用更小規(guī)格的電線和更小的連接器。舉例說明，在提供與12V系統(tǒng)同等電能的情況下，48V 系統(tǒng)可以使用 10 AWG 電線而不是 4 AWG 電線。僅布線一項就可減輕高達 85% 的重量。在整個汽車線束中，減輕重量對于提高效率具有很大的效用。
微型連接器整合所有組件
分區(qū)架構(gòu)為車輛制造帶來了變化，從而影響到連接器的設(shè)計。設(shè)備與分區(qū)網(wǎng)關(guān)之間的連接需要新一代混合或組合式連接器，這種連接器可同時承載電源和高速信號，例如 Molex莫仕的stAK50h連接器系統(tǒng)具有混合觸點功能，允許設(shè)計人員在每個連接器中結(jié)合信號、數(shù)據(jù)和電源功能，減少所需空間。這款連接器系統(tǒng)的堆疊外殼簡化了線束設(shè)計和安裝，符合USCAR-2和全球汽車OEM標準，從而簡化了應用。
并非所有的連接器都會暴露在外部條件下，因此還需要 “盒內(nèi)(inside the box)”的全新解決方案。用于中央計算集群的連接器需要提供高密度和低側(cè)高，同時還能提供大量電路。現(xiàn)有的線對板解決方案可提供所需的連接性，但性能不夠穩(wěn)定，無法承受車輛應用中的持續(xù)沖擊和振動。
Molex莫仕的DuraClik線對板連接器在需要較強抗振能力的應用中提供穩(wěn)定的配接和較高的 PCB 保持力。DuraClik系列經(jīng)過廣泛測試，符合歐洲、中國和美國車輛市場的LV214和ES91500-03規(guī)范要求。
微型連接器是實現(xiàn)功能擴展的關(guān)鍵。Molex莫仕的ConnTAK50 系統(tǒng)采用小型封裝，提供單排和雙排連接器系統(tǒng)，更易于設(shè)計新的功能。ConnTAK50 端子采用兩件式橫梁設(shè)計，具有更強的抗振性，同時提供卓越的電氣性能。ConnTAK50系統(tǒng)用于多達22個電路，每個觸點具有高達 6 安培的額定電流，其緊湊的封裝能夠節(jié)省空間，即使與Molex莫仕Mini50 連接器相比也不遜色。
Molex莫仕：提供面向未來的解決方案
分區(qū)結(jié)構(gòu)是幾十年來車輛設(shè)計領(lǐng)域最大的變革。采用分區(qū)結(jié)構(gòu)的車輛將減少布線需求，從而減輕重量，降低成本，同時提高性能。然而，下一代車輛功能的不斷增加，將對空間提出更高的要求。設(shè)計人員將需要在惡劣的汽車環(huán)境中連接電源和高速數(shù)據(jù)的方法，同時還要提供消費者所期望的高可靠性。
Molex莫仕的創(chuàng)新微型連接解決方案可為汽車環(huán)境的惡劣條件提供堅固可靠的性能。它們體積小、重量輕，為提高汽車行業(yè)的效率做出了積極的貢獻。 |
