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先进技术如何从端对端彻底改变新一代汽车平台

随着竞争的加剧和技术的不断进步,汽车行业正在经历重大变革。这些技术不仅改变了汽车的物理结构,还重新定义了汽车的制造、维修以及与用户和周围环境的交互方式。

图1—技术趋势正在重塑全球汽车市场

新技术正在产生影响的一些关键领域包括:

  1. 自动驾驶:自动驾驶汽车正在将先进的传感器(如激光雷达、雷达和摄像头)与人工智能驱动软件集成在一起,以实现自动驾驶功能。这项技术需要强大的计算平台、复杂的软件架构和更强的连接性,从而对汽车设计产生影响。
  2. 互联汽车:汽车物联网的兴起实现了汽车、基础设施和外部服务之间的连接。这种连接需要新的通信协议、网络安全措施以及与云平台的集成。
  3. 高级驾驶辅助系统:高级驾驶辅助系统(包括自适应巡航控制、车道保持辅助和自动紧急制动等功能)依赖于影响汽车设计的传感器和执行器,并需要集成到汽车控制系统中。
  4. 更高的功率密度和驱动电压:电动汽车动力系统正在向更高电压(400V至800V或更高)发展,车载充电等电源管理系统要求效率更高、功率密度更高。
  5. 可持续发展实践:考虑到环境问题,汽车生产中引入可持续发展实践,例如碳中和制造、材料回收、减少制造过程中的能源消耗,以及报废后可回收性设计。

六十多年来,作为汽车行业的领先供应商和技术创新者,ENNOVI在现代汽车所有关键领域的构思、设计、开发和制造方面发挥着不可或缺的作用。

图2—本文所涉及的应用概述

下面将概述ENNOVI的部分创新技术,这些技术已经改变了当今和未来汽车的技术发展趋势。

电动汽车电池

近年来,电动汽车电池主要沿着两个方向发展:

  • 电压水平不断提高,以适应更先进的动力系统。
  • 电池模组的尺寸不断增大,集成方式也在不断变化。

CTP(有时也称为C2P或电池-电池包一体化)是一种电池设计方法,省去了中间模组,将电池直接连接到电池包上。这可以减轻电池的重量、尺寸和成本,并提高其能量密度和效率。另一种名为CTC的相关方法将电池直接集成到电动汽车底盘中。CTP和CTC的优势都在于省去了保护和连接整个电池包中独立模组所需的材料和布线。为了支持更高的功率要求,模组一直在逐渐增大,而CTP和CTC则通过完全消除模组实现了飞跃。

为了适应这些架构变化,汽车原始设备制造商和一级电池供应商急需ENNOVI提供创新、可靠和可配置的技术。

我们推出先进电池连接系统ENNOVI-CellConnect系列产品,几乎可以为任何尺寸和配置的电池系统提供高性价比和高度定制化的集成解决方案。

图3—用于圆柱形电池的ENNOVI-CellConnect-Round电池连接系统
图4—用于棱柱形电池的ENNOVI-CellConnect-Prism电池连接系统

电池连接系统适用于圆柱形或棱柱形电池,并可利用ENNOVI的精密制造能力进行扩展,以适配长达2.5米的大型电池包。

该系统重量轻、强度高,具有极佳的电流密度分布和低损耗能量传输特性。ENNOVI的专利U-Turn技术还能最大限度地减少热点,从而提高性能,延长使用寿命。

此外,这些其他母排技术也可用于解决电池模组之间的连接问题。

  • 粉末涂层母排、PVC浸渍成型母排和热缩管母排具有良好的绝缘性能,但导电性不高,而且由于需要二次加工,可能缺乏成本效益。
  • 挤压母排—ENNOVI的新型高压挤压母排具有高导电性、绝缘性、热性能和可靠性,同时还具有一定的成本效益,并可根据特定用途进行定制塑形。

传动系统和牵引电机

ENNOVI支持电动汽车动力系统和牵引电机的解决方案涵盖各种电源连接器和母排技术,其中包括以下技术:

电机定子母排:总体而言,电动汽车动力总成设计的趋势是采用提高架构电压、增大功率密度、缩小尺寸,以及减轻重量。



图5—ENNOVI电机定子母排

在设计时,采用ENNOVI电机定子可以灵活快速地实施先进的多相电机,以优化电流流动、获得紧凑的外形尺寸和稳定的热性能、提升装配速度和降低总体部署成本。

相母排:使用多层结构、高性能铜、冲压电机定子包括选择集成高介电绝缘体,并提供各种连接技术。

图6—ENNOVI的相位母排

相关连接方法包括使用处理3相或6相应用需求的多相定子母排,以及采用钎焊、插拔、激光焊接或螺栓紧固等方法。

多种母排技术。

六十多年来,ENNOVI一直致力于为汽车应用设计坚固耐用、可配置的母排,并开发出了多种母排技术组合。

  • 裸母排是早期默认的高导电性母排,但由于缺乏绝缘性和延长使用寿命可靠性等问题,导致其被其他类型所取代。
  • 包覆成型母排—可满足对绝缘性、高导电性和可靠性的需求,但不能满足成本效益和热性能要求。
  • 柔性母排—ENNOVI的软母排技术提供了多种设计方案,可在恶劣的汽车环境中减轻振动和冲击的影响,同时提供稳定的导电性。


图7—ENNOVI的柔性母排

通过将堆叠式高导电性柔性层板与两端的刚性连接器相结合,这些母排设计可实现高功率传输、减振、热补偿以及与电源的稳固连接。因此,软母排非常适合于发生剧烈振动或明显热膨胀的情况。

电源母排连接器:将电源连接至印刷电路板组件是实施车载电动汽车充电功能等汽车系统的关键因素。ENNOVI-BusMate是我们设计的一种可靠电源母排连接器,具有超小的基底面,以节省印刷电路板空间,同时还能提供可靠、长寿命、可插拔的电源接口,并具有较大的偏移和角公差。


图8—可插拔电源母排连接器ENNOVI-BusMate

为适应各种应用,ENNOVI-BusMate功率耦合器可采用40-80安培的表面贴装,也可采用40-60安培经过验证的针眼式无焊压配式接口。 

电力电子与子系统

几乎所有车载系统都在不断提高电气化水平,因此需要制定大量可靠的解决方案来适应更高的功率密度、更小的间距、更多的引脚数以及确保最佳的设计灵活性。60多年来,ENNOVI与汽车客户合作了数千个项目,所制定的电源和信号连接解决方案数量为业内之首。

高引脚数解决方案:对于采用坚固封装的高速信号,我们的高引脚数解决方案可为小尺寸应用提供密集的引脚数。

图9—ENNOVI的高引脚数接头和集成式高引脚数连接器

数十年来,ENNOVI一直是压配式互连器件和模制连接器组件领域的领先企业,利用压配技术制造的集成连接器不仅可以减少焊接和固化时间,降低制造成本,提高可靠性,而且还能防止在最终包覆成型过程中出现引脚位置偏移。

多排板对板连接器:我们的ENNOVI-MB2B多排板对板连接器采用专有的卡入式薄片设计,无需焊接即可将多个连接器单元卡入到一起。

图10—ENNOVI-MB2B多排板对板连接器

通信和电子控制单元

上述许多技术在实现车载通信以及整个汽车系统和电子控制单元之间的接口方面也发挥着重要作用。

例如,ENNOVI通过采用我们的高引脚数技术,创造出业内首个符合汽车标准的10Gbps以太网插拔连接器,并使用无焊压接式引脚,为分区连接提供解决方案。

图11—将压接式引脚直接插入ENNOVI-Net组件中

ENNOVI工程团队开发了一种高效的制造技术,该技术正在申请专利,用于将压配式端子直接插入到外壳中,既提高了生产效率,又确保了引脚的精确定位,防止其移动。这种直接插入方法显著改进了以前的卷对卷成型工艺。

此外,ENNOVI技术还有助于将多个电子控制单元整合为数量更少、功能更强的单元,从而降低汽车的复杂性、重量和线束。随着汽车的自主性和互联性越来越强,电子控制单元也需要更强的处理能力。高性能处理器和图形处理器正被集成到电子控制单元中,以满足自动驾驶的复杂算法、人工智能驱动功能和实时数据处理要求。

在向功能更强大的电子控制单元转型的过程中,ENNOVI关键技术的优势显而易见,包括高引脚数接头、多排板对板连接器、压配式互连器件和先进的成型工艺。

用于高级驾驶辅助系统和自动驾驶的传感器

高级驾驶辅助系统和自动驾驶系统的发展不仅依赖于上述技术,以增强车载通信和优化电子控制单元,还需要先进的技术解决方案,以集成和连接整个汽车的传感器,如摄像头、激光雷达和雷达。

这些传感器在传感器融合过程中协同工作,对来自多个来源的数据进行集成和分析,以全面了解汽车环境。这种集成数据可实现自适应巡航控制、自动紧急制动、车道保持辅助等高级驾驶辅助系统功能,并最终实现自动驾驶汽车更高水平的自动驾驶功能。

雷达互连:ENNOVI雷达互连模组是汽车传感器如何实现低成本集成的最佳范例,该模组可容纳雷达传感器并保护其免受热量、电磁干扰、振动和冲击的影响。

图12—ENNOVI雷达互连模组

我们的雷达互连器件集成了无焊ENNOVI压接技术,通过了汽车行业的认证,坚固耐用、结构紧凑、性价比高。

为减少晶须,这些产品可选择使用我们的晶须减少电镀技术IndiCoat™。

总结

为了在竞争日益激烈的全球市场中茁壮成长,汽车制造商需要加快创新,同时降低成本,更快地将新的创新成果投入批量生产。

汽车制造商还需要向客户保证,他们的汽车坚固耐用、可靠,并能长期维持完美性能。

为实现这种平衡,汽车制造商就不能完全从零开始进行改进。但与此同时,他们也需要在竞争中脱颖而出。

ENNOVI的核心使命是提供领先的创新技术,同时还可根据各汽车制造商的具体要求进行定制和快速集成。

基于我们在高精度机械工程、成型和批量生产方面行业领先的专业知识,客户与ENNOVI合作,将收益颇丰。我们的业务遍布全球。我们在当地开设的分公司也具备绝佳的规模、物流效率和响应能力优势。

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