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互连解决方案助推车联网的发展行业资讯

2022-08-26 17:29:39

汽车以太网互连解决方案需要小型化、轻量级、模块化、对高速汽车系统进行优化,并匹配自动化装配过程。

连接器

互联互通可以提供更安全、更环保、更愉快的驾驶体验。随着汽车内部的互联技术在功能方面的持续增强,安全传输的数据量也在增加,尤其是需要高带宽能力的大型数据包。

汽车以太网处理高速、高带宽的汽车数据传输,提供了最佳的性价比。智能、可扩展的连接解决方案还必须提供各种EMC级别所需的灵活性、经济性和性能要求。能够承受环境影响,包括热量、污垢、湿度和振动等。并很方便集成到严格的空间和重量要求的系统中。

互联汽车推动了汽车行业的增长

全球汽车行业三大趋势:互联、自动驾驶和电气化,正在将汽车智能化。连通性是所有这三个趋势的重要组成部分。在自动驾驶汽车中,汽车和其它车辆、云计算、智能城市、智能交通系统(ITS)基础设施之间进行网络连接。

汽车互联始于全球定位系统(GPS)技术、卫星无线电、蓝牙和Wi-Fi连接技术。汽车连接的下一步是利用智能手机应用来识别停车位、支付通行费、传达电动汽车的充电状态。自动驾驶汽车的全部意义在于,让驾驶员摆脱决策任务,提高安全性和效率。自动驾驶汽车需要获取有关当前道路状况、天气、限速和其它因素的实时信息。能源使用监测对于电动汽车尤其重要,因为它们的行驶范围受到温度、驾驶方式、路线地形和充电站的可用性的影响。

连接器

汽车以太网连接扩展到整个车辆,提供了广泛的关键系统和设备的高速数据

自动制动系统等先进的驾驶员辅助系统(ADAS)正逐渐发展成为自动驾驶功能。传感器融合(例如,照相机、雷达和激光雷达技术的集成)捕捉静态和动态对象、适用的规则和限制(例如,车道标记和交通标志)以及可访问的轨迹准确列表信息等。

随着车辆到一切(V2X)技术的扩展,许多车载系统将提供关于事故和其它变量更及时的数据。单个车辆传输的V2X数据被上传到云,在那里它将被处理、优化,并在验证后与其它车辆共享。这种连接将有效地建立群体智能,可以用来将交通变成一个能够在一定程度上调节自身的智能系统。神经网络和人工智能将确保对复杂交通场景的准确分析。

另一个市场驱动因素是网络安全,保护已连接的汽车免受黑客攻击和数据盗窃是必要的。为了避免黑客入侵,车辆需要与无线软件(SOTA)分发版兼容,实现自动更新,比如旨在消除漏洞的软件补丁,这将在车辆内部和车辆之间产生更多的数据流量。

互联汽车的要求

带宽

车载网络和连接的核心是网络的物理层,包括:互连系统和线束。现有的车辆总线标准,如CAN、LIN、FlexRay和MOST,都是针对特定需求而开发的,为了在成本和性能之间达到最佳平衡。汽车以太网预计将在车载网络中占有稳步增长的份额。

IEEE 100BASE-T1(IEEE802.3bw)标准定义在高达66MHz时的数据传输速度100 Mb/s,IEEE1000BASE-T1(IEEE802.3bp)定义在600MHz时的数据传输速度1Gb/s 。汽车以太网增加的车用数据提供了必要的带宽传输。它更简单的布线结构也避免了像大多数光纤网络的缺点。在不久的将来,汽车可能会有5到15条额定100 Mb/s的汽车以太网线路,多达5条额定1 Gb/s的线路。

灵活性

一些电气架构使用更多的本地智能(例如,分布在各种引擎控制单元ECU或传感器上),而另一些则选择在更少但更大的领域,ECU中具有更高计算能力的集中式架构。电磁兼容性(EMC)是另一个挑战。有些应用需要更高水平的屏蔽,而另一些应用则可以使用简单的无屏蔽电缆。屏蔽要求转化为不同价格点的不同电缆类型,许多电缆类型需要特定类型的连接器

汽车级鲁棒性

车载电气基础设施中的振动、冲击、极端温度、湿度、腐蚀性流体和电压波动给管理车辆中的高信号完整性数据流带来了严峻挑战。除了坚固耐用之外,电缆线束还必须易于安装、紧凑和轻便。

汽车以太网互连要求

IEEE汽车以太网网络互连系统市场需要制造商、供应商和终端客户之间密切合作,确保解决方案实现性能、坚固性、可靠性、尺寸、重量、成本、质量、灵活性和易用性目标。

连接器

TE连接公司的MATEnet模块化和可伸缩的连接器和电缆组件

TE连接公司的MATEnet模块化和可伸缩的连接器和电缆组件为汽车以太网应用提供了低成本、高速传输的解决方案。它们采用了强大的汽车级NanoMQS终端,通过UTP和STP线提供高达1 Gb/s的数据速率,并符合IEEE100/1000BASE-T1。它们还兼容PoDL(类3、48V)、A2B和HDBaseT协议。

可靠性

汽车以太网解决方案应该使网络架构能够以非常低的延迟传送不断增长的数据量。主要应用包括:ADAS传感器、360个摄像头系统、为头部单元提供数据流量的远程信息处理单元、机载诊断、信息娱乐和域架构计算。这些系统需要可靠的连接来捕获和处理来自多个来源的数据。

这些网络中使用的连接器还必须设计成能够承受振动,并提供优异性能,尽管受到包括泥浆、灰尘、湿度、水浸和极端温度的影响。用于采矿、农业、军事和海洋应用的重型设备连接器解决方案可以很容易地在汽车以太网网络中找到新的用途。为1级严重振动要求设计的非密封连接器可以承受2g随机振动和30g冲击,而为2级严重振动要求设计的密封连接器可以承受3g随机振动和30g冲击。

设计考虑事项

汽车以太网互连解决方案需要小型化、轻量级和模块化,为高速汽车系统优化性能,并与自动化装配过程兼容。

小型化  

行业需要小型化子系统模块内的连接器,节省空间,降低汽车电子密度,为应用电子留下更多空间。汽车以太网互连系统包括微型终端、连接器等。一般来说,屏蔽系统比非屏蔽系统具有更大的小型化能力,因为制造商可以将多个端口紧密地放置在一起。对于非屏蔽连接器,当使用金属板进行多端口连接时,可以实现通道分离。

轻量化

轻量化包括使用较轻材料的小型连接器解决方案。例如,非屏蔽双绞线连接器比屏蔽高速连接器更轻,因为后者使用了金属屏蔽组件。同样,可以使用塑料传统连接器的设备比EMC设计中需要重铸体的设备更轻。更小、更轻的连接器使OEM制造能够在同一空间中部署更多的系统。

模块化  

模块化组件提供了最大的设计灵活性,并非常适合用于汽车以太网系统。模块化连接器可以集成多个不同的组件,以实现许多不同的配置,包括用于密封、非密封、屏蔽或非屏蔽应用程序的单端口和多端口配置。例如,模块化连接器可以将双绞线(TP)、非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)组件并入单个连接器框架或模制体中。

连接器

来自TE连接(顶部)的双位置MATEnet连接器的分解视图显示了互连系统的核心模块的元素

连接器组件  

高速连接器也有几个独特的设计属性。例如,高速系统需要屏蔽电缆,它比非屏蔽电缆更重、更复杂、更难安装。它们还需要复杂的终止过程,包括编织和铝箔处理。然而,他们仍然可以使用标准的端子,使线束制造商能够使用标准的卷曲工具进行安装,并提高他们为全球汽车销售和分销开发和扩大行业领先的线束解决方案的能力。

自动化制造  

另一个关键的设计考虑因素是与自动化生产过程的兼容性,包括自动电线处理。由于汽车以太网网络控制着几个关键系统,每个启用组件必须提供汽车级的稳健性,正如全球OEM规范中说明的那样,如德国的LV214和美国的USCAR2标准。

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