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连接器在高性能车辆系统中的作用

2024-09-20 17:09:52

随着交通运输领域向高性能车辆技术的全面渗透,尤其是电动汽车的迅猛发展,传统的分散式电气系统架构正面临前所未有的挑战。

 

 

为了应对高级信息娱乐系统、复杂安全功能、自动驾驶技术以及车辆与基础设施间高速通信等需求,亟需采用创新的电气设计策略和先进的连接器技术。

 

传统车辆电气架构由众多独立控制单元(ECU)构成,每个单元负责特定功能,如发动机控制、安全气囊、ABS/ESP、座椅调节及气候控制等,这种架构随着功能的不断增加已逐渐逼近其性能极限。

 

▲ 高性能车辆电气系统架构的示意图 插图:ept GmbH

 

各控制单元虽能通过网关进行通信,但新增功能往往意味着新增控制单元,进而加剧了布线复杂性和系统重量。

 

为解决这一问题,域架构应运而生,它将控制单元按功能区域划分,如动力传动、信息娱乐及安全等,由独立的高性能计算机(HPC)进行集中管理和协调。

 

▲ 眼图用于评估数字数据传输速率的信号质量 插图:ept GmbH(Colibri)

 

这种架构显著减少了控制单元数量和布线需求,降低了成本并提升了系统效率。而区域架构更进一步,将多个功能集成于单一区域控制器内,由中央HPC统一控制,实现了控制单元数量和布线量的进一步优化。

 

▲ Colibri的优化触点设计可实现低损耗高速数据传输速率 插图:ept GmbH(Colibri)

 

面对高性能车辆对数据传输速度、安全性和可靠性的极高要求,HPC及其互连模块的设计必须达到顶级性能标准。

 

▲ 非屏蔽(左)和屏蔽(右)版本的连接器 插图:ept GmbH(Zero8)

 

在自动驾驶等关键系统中,处理高速成像和传感器数据时,不仅需要极高的数据传输速率和低延迟,还必须确保信号传输的绝对稳定与无故障。

 

因此,连接器技术成为了关键,它们必须能够支持高速、可靠的数据传输,即使在恶劣环境下也能保持卓越性能。

 

▲ Zero8 连接器的横截面显示了不分性别的端子系统

 

为了实现这一目标,连接器设计不断创新,包括优化触点设计、采用更短的电缆和匹配的阻抗值,以及增强电磁屏蔽等。信号完整性的评估通过眼图来直观展示,确保信号在传输过程中能够清晰无误地被识别和处理。

 

▲ 焊脚周围弯月面的均匀形成

 

同时,连接器还需具备极高的机械强度和耐环境能力,以应对车辆行驶中的振动和冲击。双面母连接器、“不分性别”端子系统以及表面贴装技术(SMT)等创新设计的应用,进一步提升了连接器的可靠性和耐用性。

 

 

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