作者:Ralph Semmeling,ENNOVI定制连接器产品组合总监
汽车设计日益复杂化,并融入更多先进功能,旨在提升舒适度、性能和安全性。安装在车辆上的传感器和成像设备的数量正在急剧增加。这种现象不仅出现在豪华车市场,中档甚至经济型车型也在增加额外的功能。
与此同时,其他动态因素正在改变汽车的设计方式。为了减轻电池重量并因此延长电动汽车的续航里程,过去使用的机械系统正在逐步被淘汰。取而代之的是,汽车设计将采用电子线控(x-by-wire)系统。
这两种不同的趋势将导致一个可以避免的后果。普通车辆将产生并传输的数据量将比传统汽车处理的数据量大数个数量级。此外,应注意,随着汽车自动驾驶水平的提高(我们开始进入汽车完全无人驾驶的阶段),这种情况只会越来越严重。
数据爆炸及其影响
据麦肯锡分析公司估计,某地区普通汽车每小时已经能产生约25GB的数据。但这只是个开始。安装在车辆内部和外部的摄像头数量正在不断增加,而3D成像技术,如激光雷达、飞行时间(ToF)和超声波,将在短短几年内成为常见功能。
如果汽车系统要充分准备应对前所未有的数据需求,那么配套的互连解决方案需要相应地发展。此外,这些解决方案的构建方式以及市场提供方式将会发生根本性的改变。
在汽车系统中实现互连
如果互连产品要在充满挑战的汽车环境中发挥有效作用,并符合严格的国际标准(如欧盟的LV214和国际自动机工程师学会 的USCAR2),则必须具备各种属性。首先,它们需要能够承受冲击和振动。然后,需要考虑暴露在高温下的问题(尽管随着行业从内燃机汽车转向电动汽车,这个问题将变得不那么棘手)。
如果不加以缓解,电磁干扰(EMI)源的存在可能对传输数据的信号完整性产生不利影响。为了应对此问题,需要在模块中加入屏蔽装置。随着时间的推移,锡晶须的出现可能会严重影响互连产品的可靠性,可能会导致短路,从而导致系统故障。
此外,由于汽车设计的空间限制,汽车级互连产品必须非常紧凑。通常需要高密度的解决方案。在某些情况下,此类解决方案可能需要将电力和数据传输结合起来。
解决装配问题
除了互连产品本身的性能和可靠性外,生产电子控制单元(ECU)和传感器模块的一级供应商还必须考虑互连集成将如何影响正在使用的大批量组装流程。如果安装互连产品会增加必须完成的步骤数量,从而放慢工作流程,那么这将意味着吞吐量会受到影响。例如,如果需要旋转印刷电路板以使其朝向不同,就会浪费时间。此外,如果互连产品的装配需要人工干预(而不是完全自动化),那么整个过程所需的时间会更长(出错的风险也会大大增加)。
由于以上问题,压接互连技术正变得越来越有吸引力。鱼眼压接端子可以使接口可靠且简单。使用此类接口可以大大提高装配工作的效率,也可以避免复杂、劳动密集型和混乱的程序(如焊接)。
如果消除使用焊料的需求,则可以带来另一个显著的优势。焊料是完全刚性的,因此在受到冲击/振动时容易开裂,而鱼眼压接端子的容差更大。因此,采用鱼眼压接端子的模块比采用焊接引脚的模块具有更长的运行寿命。
ENNOVI开发的鱼眼压接端子目前已广泛应用于汽车系统,并获得了众多一级供应商的认可。它们的厚度从0.4mm到0.8mm不等,可以持续可靠地运行,同时安装简单。除了机械牢固性之外,它们还具有强大的保持力和居于行业前列的热特性。
通过应用于压接互连产品的IndiCoatTM镀层专利技术,ENNOVI能够克服其他供应商面临的锡晶须问题。如此,最终产品的质量就能得到长期保证。
有大量的汽车公司正在寻求外包他们的电子控制单元/传感器模块的设计工作。许多公司如今不再选择在内部或通过他们的一级供应商承担所述设计工作,而是依赖ENNOVI来承担相关任务。如此,所述公司能够将工程资源集中在他们可以获得最大差异化的地方。
通过与ENNOVI合作,汽车品牌能够在高精度机械工程和涂层技术等领域利用居于行业前列的专业知识。ENNOVI为汽车部署设计并制造的众多模块中,包括雷达单元和安全气囊电子控制单元,分别如图2和图3所示。
ENNOVI处理客户项目的方式关键在于我们已经建立的模块化制造方法。在此,大量的固定元件在不同的单元设计之间共享,但仍有一些关键位置可以直接调整。这意味着每个模块都不需要全新的一套工具,客户需要支付的价格更低,且可以尽可能减少额外的资本设备采购。新的生产工作流程不再需要从头开始创建,只需基于以前模块的工作流程进行相应修改。
通过统一使用的制造技术,我们可以通过一个灵活的平台满足更多汽车客户的模块需求。这为汽车客户创造了一种吸引人的均衡状态:他们可以纳入适合车型的独特单元,同时又能控制总体成本,以此来保护他们的利润空间。
结论
现代汽车制造商及其一级合作伙伴需要使用高质量的互连产品。它们不仅需要满足汽车行业一直以来对高性能和长期可靠性的要求,而且还需要易于组装且具有广泛适应性,如此才能有利于控制总体成本并尽可能地扩大生产产量。
ENNOVI的技术团队已经在汽车行业积累了几十年的经验,对目前正在开发的新型汽车以及尚未发行且仍处于概念阶段的汽车的需求有着深刻的理解。在电子控制单元和传感器模块中采用鱼眼压接端子可以极大地简化装配工作,从而加速生产流程,提高盈利能力。此外,通过在构建所述模块时采用顶部加载、基于平台的方法,可以实现足够的灵活性,使整个过程尽可能地具有成本效益。
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