区域架构时代需要混合连接器

随着汽车电子化程度的日益加深，汽车架构正在经历一场深刻的变革。TE Connectivity（TE）深入探讨了下一代汽车电子/电气（E/E）架构的连接性挑战和解决方案。

智能架构的转型

现代消费者对汽车的需求已经从单纯的交通工具转变为一种个性化、可定制的驾驶体验。这种转变推动了汽车行业内电子元件和功能的爆炸性增长，如传感器、执行器和电子控制单元（ECU）等。然而，当前的车辆E/E架构已经达到了其可扩展性的极限。因此，汽车行业正在探索一种新的方法，将车辆从高度分散的E/E架构转变为更加集中的“域”或“区域”架构。

连接性在集中式E/E架构中的作用

连接器系统一直在汽车E/E架构设计中扮演着关键角色，支持传感器、ECU和执行器之间高度复杂且可靠的连接。随着车辆电子设备的不断增加，连接器的设计和制造也面临着越来越多的挑战。在新的E/E架构中，连接性将发挥更加重要的作用，以满足不断增长的功能需求，并确保系统的可靠性和安全性。

混合连接解决方案

随着ECU数量的减少和传感器、执行器数量的增加，布线拓扑正在从多个单独的点对点连接发展为更少数量的连接。这意味着ECU需要适应与多个传感器和执行器的连接，从而产生了对混合连接器接口的需求。混合连接器可以同时容纳信号和电源连接，为汽车制造商提供了一种有效的解决方案，以应对日益复杂的连接需求。

此外，随着自动驾驶和高级驾驶辅助系统（ADAS）等功能的不断发展，数据连接的需求也在不断增加。混合连接器还需要支持同轴和差分连接等数据连接方式，以满足高清摄像头、传感器以及ECU网络等设备的连接需求。

连接器设计的挑战与要求

在混合连接器的设计中，存在许多关键的设计要求。首先，随着功率密度的增加，需要更先进的热仿真技术来确保连接器的散热性能。其次，由于连接器同时包含数据通信和电源连接，因此需要进行电磁干扰（EMI）模拟和仿真以确保信号和电源之间的最佳间距和设计配置。

此外，在接头或公连接器对应件内，引脚数量更多，因此需要采取额外的保护措施来防止引脚在插接过程中受到损坏。这包括使用引脚保护板、koshiri安全标准和导向肋板等功能来确保插接的准确性和可靠性。

自动化线束装配的准备

随着ADAS功能和自动化水平的提高，网络将发挥越来越重要的作用。然而，当前车辆的E/E架构由复杂而繁重的电缆和设备网络组成，需要花费大量时间进行手工生产步骤来生产和组装。因此，非常希望最大限度地减少线束装配过程中的手工作业以消除或尽量减少潜在的错误来源。

为了实现这一目标，TE开发了一系列基于标准化连接器组件的解决方案，这些组件专门设计用于支持机器加工和自动化装配过程。此外，TE还与机床制造商合作模拟外壳组装过程以验证可行性并确保插入过程的准确性和可靠性。这些努力将为汽车制造商提供一种有效的解决方案来应对日益复杂的连接需求和不断提高的生产效率要求。

展望

向更简单、更整合的E/E架构的转型为汽车制造商提供了一个减少物理网络规模和复杂性的机会，同时标准化了每个模块之间的接口。此外，随着E/E架构的数字化程度的不断提高，将能够实现完整的系统模拟，从而使工程师能够在早期阶段就考虑到数千个功能系统要求并避免关键的设计规则被忽视。这将为汽车制造商提供一个更加高效和可靠的设计和开发过程。

在这个过程中，混合连接器设计将成为一个关键推动者。基于热和EMC仿真的支持并针对线束自动化进行优化的混合连接器设计将能够满足不断增长的连接需求并确保系统的可靠性和安全性。为了实现这一目标，TE已经开发了一系列标准化连接器组件并支持信号和电源连接，同时正在开发用于不同类型数据连接的更多连接器组件。这将为汽车制造商提供一个灵活且可扩展的解决方案来应对未来的挑战和需求。