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連接器在高性能車(chē)輛系統中的作用
來(lái)源：線(xiàn)束世界
瀏覽次數：5015 發(fā)布時(shí)間：2024-09-09
隨著(zhù)交通運輸領(lǐng)域將高性能車(chē)輛技術(shù)集成到各種類(lèi)型的車(chē)輛中，并過(guò)渡到電動(dòng)汽車(chē)，傳統的分散式電氣系統架構正在達到其極限。高級信息娛樂(lè )、安全系統、自動(dòng)駕駛和車(chē)輛到基礎設施通信網(wǎng)絡(luò )等技術(shù)所需的復雜性和高速特性需要新的設計策略和新的連接器來(lái)應對這些挑戰。
車(chē)輛電氣系統：分散式、域和區域架構 傳統的分散式車(chē)輛架構由多達100個(gè)控制單元組成，每個(gè)控制單元都分配了定義的功能，例如控制發(fā)動(dòng)機控制單元（ECU）、安全氣囊、ABS/ESP、座椅調節系統或氣候控制。每個(gè)控制器都自主工作，并通過(guò)網(wǎng)關(guān)與其他控制單元通信。隨著(zhù)車(chē)輛功能的添加或改進(jìn)，每個(gè)新功能都會(huì )添加一個(gè)控制單元。近年來(lái)，從廂式貨車(chē)車(chē)隊車(chē)輛到公共汽車(chē)再到汽車(chē)，所有車(chē)輛類(lèi)型都發(fā)生了巨大變化，功能數量的增加大大增加了每輛車(chē)的布線(xiàn)和互連內容。 域架構中的控制單元分為不同的功能區域，每個(gè)區域負責車(chē)輛的特定區域，例如動(dòng)力傳動(dòng)系統、信息娛樂(lè )系統或安全功能。獨立的高性能計算機 （HPC）執行域的主要控制并協(xié)調其域內的控制單元。例如，安全域負責監督駕駛員輔助系統、ABS/ESP和轉向系統的控制單元。域架構減少了控制單元的數量，與傳統的分散式架構相比，減少了所需的布線(xiàn)和安裝工作，從而有效減輕了重量和成本。附加功能可以很容易地集成到升級或新設計中。 在區域架構中，構建不是基于域，而是基于本地區域。例如，多個(gè)功能捆綁在車(chē)輛內的一個(gè)區域中。傳動(dòng)系統和信息娛樂(lè )系統等功能可以在一個(gè)區域控制器中組合和處理。中央HPC執行各種區域控制器的初級控制，將控制單元的數量和隨之而來(lái)的布線(xiàn)量減少50%。
高可靠性和性能要求
所謂的“眼罩”可以在圖的中間看到。無(wú)法在此區域中明確分配信號。 兩張眼圖都說(shuō)明了使用16+Gb/s和10Gb/s ept Colibri插頭連接器的電纜長(cháng)度和阻抗的影響。此示例說(shuō)明了如何通過(guò)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)觸點(diǎn)設計來(lái)實(shí)現信號完整性的顯著(zhù)提高。通過(guò)使用更短的電纜長(cháng)度和 100Ω的阻抗，16+Gb/s Colibri變體的眼圖能夠比以前的 10Gb/s Colibri變體更清晰地形成-信號對可以清晰地解釋。 高速信號需要特殊的信號保護，因為它們特別容易受到電磁影響。在這種情況下，連接器既可以充當干擾源，也可以充當接收器。屏蔽板將保護敏感信號免受外部影響。 可以通過(guò)考慮源和灌兩種功能的電氣條件來(lái)描述連接器，耦合電感LK作為EMC參數。亨利（H）用于表示此值。這適用于抗干擾性和干擾發(fā)射。如果感應電壓（Uind）、發(fā)電機電壓（UGen）和發(fā)電機常數（kGen）已知，則可以使用以下公式確定應用的具體最大允許耦合電感（L）：
LK = Uind / （UGen x kGen） 耦合電感還有助于用戶(hù)根據其電磁兼容性定義合適的連接器，并有助于避免成本高昂且對時(shí)間敏感的試錯測試。示例如下：在4.4kV電壓下，確定 HDMI信號的特定情況最大耦合電感為47皮亨（pH）。如果該值高于此值，則信號將無(wú)法再不受干擾地傳輸。 LK = Uind / （UGen x kGen） 耦合電感還有助于用戶(hù)根據其電磁兼容性定義合適的連接器，并有助于避免成本高昂且對時(shí)間敏感的試錯測試。示例如下：在4.4kV電壓下，確定 HDMI信號的特定情況最大耦合電感為47皮亨（pH）。如果該值高于此值，則信號將無(wú)法再不受干擾地傳輸。
車(chē)輛電氣系統：分散式、域和區域架構 傳統的分散式車(chē)輛架構由多達100個(gè)控制單元組成，每個(gè)控制單元都分配了定義的功能，例如控制發(fā)動(dòng)機控制單元（ECU）、安全氣囊、ABS/ESP、座椅調節系統或氣候控制。每個(gè)控制器都自主工作，并通過(guò)網(wǎng)關(guān)與其他控制單元通信。隨著(zhù)車(chē)輛功能的添加或改進(jìn)，每個(gè)新功能都會(huì )添加一個(gè)控制單元。近年來(lái)，從廂式貨車(chē)車(chē)隊車(chē)輛到公共汽車(chē)再到汽車(chē)，所有車(chē)輛類(lèi)型都發(fā)生了巨大變化，功能數量的增加大大增加了每輛車(chē)的布線(xiàn)和互連內容。 域架構中的控制單元分為不同的功能區域，每個(gè)區域負責車(chē)輛的特定區域，例如動(dòng)力傳動(dòng)系統、信息娛樂(lè )系統或安全功能。獨立的高性能計算機 （HPC）執行域的主要控制并協(xié)調其域內的控制單元。例如，安全域負責監督駕駛員輔助系統、ABS/ESP和轉向系統的控制單元。域架構減少了控制單元的數量，與傳統的分散式架構相比，減少了所需的布線(xiàn)和安裝工作，從而有效減輕了重量和成本。附加功能可以很容易地集成到升級或新設計中。 在區域架構中，構建不是基于域，而是基于本地區域。例如，多個(gè)功能捆綁在車(chē)輛內的一個(gè)區域中。傳動(dòng)系統和信息娛樂(lè )系統等功能可以在一個(gè)區域控制器中組合和處理。中央HPC執行各種區域控制器的初級控制，將控制單元的數量和隨之而來(lái)的布線(xiàn)量減少50%。
高可靠性和性能要求HPC及其相應的互連模塊必須按照最高性能要求進(jìn)行設計。例如，在自動(dòng)駕駛安全系統中處理成像和傳感器數據需要安全的高速數據傳輸速率和較短的延遲時(shí)間。同時(shí)，信號傳輸在任何情況下都不得失敗。高性能、快速，尤其是可靠的數據傳輸速率 -有時(shí)在惡劣的環(huán)境條件下-是這些系統中連接器的要求。 信號的“可讀性”可以用眼圖來(lái)說(shuō)明，該眼圖顯示了接收器中發(fā)射的信號是否可以唯一地分配給數字狀態(tài)1或0。為此，信號通過(guò)定義的傳輸路徑，用示波器記錄、疊加并顯示。這樣，信號路線(xiàn)可以映射重疊。根據理論，邏輯狀態(tài)的過(guò)渡是無(wú)限陡峭的，信號線(xiàn)是完全疊加的。信號對的外部干擾因素和內部損傷使信號上升變平，而幅度電平發(fā)生變化。
所謂的“眼罩”可以在圖的中間看到。無(wú)法在此區域中明確分配信號。 兩張眼圖都說(shuō)明了使用16+Gb/s和10Gb/s ept Colibri插頭連接器的電纜長(cháng)度和阻抗的影響。此示例說(shuō)明了如何通過(guò)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)觸點(diǎn)設計來(lái)實(shí)現信號完整性的顯著(zhù)提高。通過(guò)使用更短的電纜長(cháng)度和 100Ω的阻抗，16+Gb/s Colibri變體的眼圖能夠比以前的 10Gb/s Colibri變體更清晰地形成-信號對可以清晰地解釋。 高速信號需要特殊的信號保護，因為它們特別容易受到電磁影響。在這種情況下，連接器既可以充當干擾源，也可以充當接收器。屏蔽板將保護敏感信號免受外部影響。 可以通過(guò)考慮源和灌兩種功能的電氣條件來(lái)描述連接器，耦合電感LK作為EMC參數。亨利（H）用于表示此值。這適用于抗干擾性和干擾發(fā)射。如果感應電壓（Uind）、發(fā)電機電壓（UGen）和發(fā)電機常數（kGen）已知，則可以使用以下公式確定應用的具體最大允許耦合電感（L）：
LK = Uind / （UGen x kGen） 耦合電感還有助于用戶(hù)根據其電磁兼容性定義合適的連接器，并有助于避免成本高昂且對時(shí)間敏感的試錯測試。示例如下：在4.4kV電壓下，確定 HDMI信號的特定情況最大耦合電感為47皮亨（pH）。如果該值高于此值，則信號將無(wú)法再不受干擾地傳輸。 LK = Uind / （UGen x kGen） 耦合電感還有助于用戶(hù)根據其電磁兼容性定義合適的連接器，并有助于避免成本高昂且對時(shí)間敏感的試錯測試。示例如下：在4.4kV電壓下，確定 HDMI信號的特定情況最大耦合電感為47皮亨（pH）。如果該值高于此值，則信號將無(wú)法再不受干擾地傳輸。
