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汽车动力来源日趋多元化,持续加码连接器能力!

2021-04-07 10:18:21 作者:华越国际  浏览次数:

持续加码连接器能力

TE Connectivity

每一项技术都始于一个梦想家在每一项技术发展的背后,都有那么一群人在努力,积极改变世界并付之实践。因为他们的努力,我们才有了更安全、可持续、高效和互连的生活。

传统电子电气架构正遭遇挑战,汽车功能和车载设备的增加提高了对于系统算力的要求。传统的电子电气架构采用增加 ECU 的方式添加新功能,系统面临过载问题、无法支持功能的持续增加。随着中国燃油、排放法规的不断加严以及双积分政策的正式实施,汽车电气化进程加快。在传统燃油车之外,48伏微混、插电式混合动力以及纯电动汽车开始越来越多的涌入市场。而在汽车动力来源日趋多元化、汽车智能化发展带来电子电气架构的变革情况之下,为满足新的应用需求,汽车连接器亦将迎来大变革。

01 数据连接趋势

汽车、公路和非公路车辆、混合动力及纯电动汽车都需要优质的电气和电动互连产品,以便以电气和机械方式连接导线和电缆、印刷电路板、集成电路封装和电池。

TE Connectivity

数据的连接:

车辆越来越智能,提高了安全性、便捷程度和效率。 这种改进的智能水平的核心是,基于车辆内外产生和收集的信息做出复杂的决策。根据数据做出的决策有时很简单,例如在车辆行驶时打开车门会发出提示音;有时很复杂,例如在山路上检测到有威胁物体时自动做出规避动作。除这些极端情况以外,交通管理场景也包括车辆与路边标志以及彼此之间的通信。而所有这些发生的同时,或许车辆后座的信息娱乐显示屏正在从云端下载最新电影。如果说汽油和柴油是汽车纪元“第一世纪”的燃料,那么显然,驱动汽车驶入数据化时代的新燃料将变成电力和数据。将数据从其源位置完美、无缝、快速地传送到预期目的地的需求,比以往任何时候都更强烈,而且数据体量和环境是过去难以想象的。数据连接挑战不容忽视。

移动出行趋势:

趋势作为一个概括移动出行四个关键趋势的别称,首字母缩写词 ACES 越来越受到关注。自动化 (A)、互联化 (C)、电动化 (E)、共享化出行 (S)。关于这些主题的文章不胜枚举,各类激动人心的技术正以惊人的速度蓬勃发展。

1.自动或辅助驾驶趋势涉及驾驶员与其汽车在决策和控制权方面的分配。车辆数据可用性和处理能力的提高,使高级驾驶辅助系统 (ADAS) 得以实现,包括防抱死制动 (ABS)、碰撞预警、车道保持、行人检测和自动侧方泊车。其他的 ADAS 特性正在不断地被引入,例如,车身高度自动调节系统利用横向运动传感器检测即将发生的侧面碰撞,并将底盘高度抬升 10 厘米或更多。越来越多的车辆辅助功能,意味着我们的出行变得越来越自动化,直至获得 100% 的辅助(完全自动驾驶)。

2.互联化趋势来来源于人们对保持联系的强烈渴望。鉴于最近发生的全球性事件,由于个人出行空间体验更舒适、更有安全感,乘用车的私人和商务出行有望攀升。消费者希望能够直接从他们的汽车上享受信息娱乐内容(音乐、电影)、在线购物、导航和办公。一个人必须在家或办公室里才能拥有最佳互联工具的日子一去不复返了。

3.电气化趋势是指汽车的主要驱动来源从内燃机转向驱动电机 (e-motors)。这一趋势是由减少对化石燃料的依赖、减少(甚至消除)尾气排放、提高能源使用效率的愿望所推动的。传感器套件和复杂的控制算法可用于优化电动机性能、降低维护成本、安全地为电池充电并最大限度地延长每次充电后行驶的距离。随着电动汽车 (BEV) 的引入,人们需要考虑在旅途中何时何地给汽车充电。通过自动处理距离、位置和路线信息,汽车可以直接解决这种距离焦虑,因为它们能够导航到位置便利的充电站。

4.共享交通趋势是由共享交通服务的需求和减少个人车辆拥有量以换取方便使用车辆的可能性驱动的。车辆体验需要针对每个用户进行个性化设定。最终,每一辆共享车辆都将能够为驾驶员和乘客做到个性化服务,就像手机、平板电脑、PC 和家庭电视提供量身定制的体验一样。无论是像滴滴出行或 Uber 这样的打车服务,还是一嗨租车或 ZipCar 这样的租车服务,随时可用的移动性应用以及来自云端的数据都使这一切成为可能。

这四大趋势有什么共同点?答案是,它们都非常依赖数据作为成功执行的关键因素。为了使这些趋势充分发挥其潜力,汽车必须在几秒钟内对传感器所产生的大量信息进行决策处理和执行。

02 数据连接的发展与挑战

不断发展的数据连接规范和要求极具挑战性,主机厂和供应商正在共同努力,携手应对挑战。

1.不仅在车辆制造商之间,而且在单辆车内,都有各种各样的数据消息传递策略(功能层)和传输协议(物理层)。无线连接(天线)有很多种,取决于接口的频率和协议。有线连接可以是差分双绞线/同轴、屏蔽/非屏蔽等,甚至可以是光纤连接。

2.连接必须保持快速通信。车载通信架构正朝着每秒 12 GB 的速度发展。ACES 驱动的应用程序,以及需求不断增长的关键决策计算速度对高带宽、高容量和低延迟的通信通道提出了更高的要求。

3.连接必须牢固可靠。数据通信必须完美无缺,即使在全电大功率环境中。数据链路必须满足严格的电磁兼容性 (EMC) 要求,确保它们不会无意间发出无用辐射,也不会受到无意中产生的电磁场的影响。车载通信信道将受到极端温度和振动的考验。

4.连接必须很小并且适合通信体系结构。它们必须支持由汽车制造商和系统供应商驱动的小型化和轻量化标准。随着电子产品尺寸不断缩小而功能不断增加,连接器不能也不应限制电子产品的封装尺寸。无论是分布式还是集中式架构,连接解决方案都必须因地制宜。基于传感器融合的应用,采用支持信号处理的高速计算集群的新体系结构,将对车内数据通信提出越来越具有挑战性的要求。

TE Connectivity

03 应用1:汽车所面临的快速充电技术挑战

未来车辆能有效地进行 500 千瓦的充电吗?或是 1 兆:瓦甚至更大功率的充电?虽然我们目标明确,即需要在几分钟内而不是几小时内完成汽车充电,但如何安全有效地满足这一要求,我们尚未找到合适的解决方案。

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这促使行业开始将目光瞄准更大范围的解决方案上,确保解决汽车行业所面临的这一前所未有的挑战。相比当前的电动汽车,我们需要将充电接口的功率提升10 到 20 倍。要通过一个适配 50 千瓦功率的接口输入 1 兆瓦(或更高)的电力,就犹如一个人用消防水带喝水一样。接头、电缆和开关/接触器必须能够智能化地管理功率传输,从而解决热量、电弧和安全问题。还需要开发新的热建模和仿真技术,以针对面临高充电电压和高电流需求压力的组件和子系统进行设计优化。

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精确传感,无论是接触式还是非接触式,都需要为智能电源管理提供实时信息。

电动汽车充电站似乎随处可见。但与柴油或汽油加油

TE Connectivity

TE Connectivity

04 应用2:无人驾驶

自动驾驶正逐渐成为现实。增加汽车的驾驶辅助和安全功能,实现基本驾驶任务自动化,并消除车辆控制中的人为判断和干预。

如今,自适应巡航控制和车道偏离警告等已成为常见的汽车功能。随着预判驾驶技术的逐渐引入,汽车可感测前方路况,并调整驾驶路线,从而保证在驶过凹凸不平路面时能最大限度的保证乘坐舒适,减少晕车等驾乘不适。到 2030 年,15% 的车辆将实现完全自动驾驶。(1) 对于乘客来说,这不仅意味着平稳舒适的无人驾驶体验,更能通过完善的外部连接性能,满足人们各种生活方式或工作需求。

推动市场和技术迅速变革的关键因素是协同工作的高效传感器、天线和数据连接技术。这些元件能有效感知车内外环境,并能实时接收、操作和传输数据,将数据与整个车辆设备及车辆行驶的物理世界共享互联。

这些有助提高车辆自动化水平的应用可分为车载网络(如实时车辆诊断或在线应用)、信息娱乐和安全应用。每个应用领域在数据流量、体系结构、设计(例如小型化)、坚固性及可靠性(例如电磁干扰屏蔽)和安全等级 (ASIL) 等影响汽车电子元件研发的方面均有具体的技术要求

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05 TE CONNECTIVITY

连接器是一种连接电气端子以形成电路的耦合装置。借助连接器可实现电线、电缆、印刷电路板和电子元件之间的连接。

在 TE Connectivity (TE),我们设计并制造各种连接器产品组合,这些连接器可在最严苛环境中、最极端使用情形下可靠地传输数据、电力和信号。我们的连接器在降低应用规模和功耗的同时可实现更高的性能。我们的音频和视频连接器可提供增强的电路板保持力和 EMI 屏蔽能力。我们的汽车连接器可承受严苛的公路和非公路运输条件。

我们的卡缘连接器和插座支持当前一代 SDRAM 和 DDR 内存、新的 DDR2、DDR3 和 DDR4 以及 FBDIMM 代模块。我们的 LUMAWISE LED 底座提供扣入式 LED 保留功能,不再需要进行焊接;它使用插入式电线连接,无需工具,即可完成实心线、熔合线和绞线的端接。在我们的连接器产品组合中,我们提供强大的解决方案,以改善关键系统的连接性。

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05 经典产品选型

1 EVC 175 主接触器

能够提供 175 A 的持续载流量以及 5 kA 的短路载流量,满足中等功率性能要求。

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2 专用 (DP) 接触器

具有 FLA、LRA 和电阻 UL 额定值以及马力 (HP) 和照明 UL 额定值。它们用于最高 600VAC 的单相和三相应用。

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3 适用于高压开关的直流接触器

我们的接触器专为航空航天和国防应用而设计,其接通和断开的额定载流量为 500 安培,额定过载甚至高达 2,000 安培

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4 交流接触器

是一种可以打开和关闭电路的电气开关装置。我们的交流接触器有多种触点结构、额定电流/电压、辅助触点结构及安装样式可供选择。

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5 EVC 250-800 接触器

为汽车业美好前景打造的安全接触器。适用于混合动力及纯电动汽车的新型 EVC 250-800 接触器专为商用车、卡车和大巴而设计。

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