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連接器在高性能車輛系統(tǒng)中的作用
來源：線束世界
瀏覽次數(shù)：5235 發(fā)布時間：2024-09-09
隨著交通運輸領域將高性能車輛技術集成到各種類型的車輛中，并過渡到電動汽車，傳統(tǒng)的分散式電氣系統(tǒng)架構正在達到其極限。高級信息娛樂、安全系統(tǒng)、自動駕駛和車輛到基礎設施通信網絡等技術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應對這些挑戰(zhàn)。
車輛電氣系統(tǒng)：分散式、域和區(qū)域架構 傳統(tǒng)的分散式車輛架構由多達100個控制單元組成，每個控制單元都分配了定義的功能，例如控制發(fā)動機控制單元（ECU）、安全氣囊、ABS/ESP、座椅調節(jié)系統(tǒng)或氣候控制。每個控制器都自主工作，并通過網關與其他控制單元通信。隨著車輛功能的添加或改進，每個新功能都會添加一個控制單元。近年來，從廂式貨車車隊車輛到公共汽車再到汽車，所有車輛類型都發(fā)生了巨大變化，功能數(shù)量的增加大大增加了每輛車的布線和互連內容。 域架構中的控制單元分為不同的功能區(qū)域，每個區(qū)域負責車輛的特定區(qū)域，例如動力傳動系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)或安全功能。獨立的高性能計算機 （HPC）執(zhí)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(jiān)督駕駛員輔助系統(tǒng)、ABS/ESP和轉向系統(tǒng)的控制單元。域架構減少了控制單元的數(shù)量，與傳統(tǒng)的分散式架構相比，減少了所需的布線和安裝工作，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(qū)域架構中，構建不是基于域，而是基于本地區(qū)域。例如，多個功能捆綁在車輛內的一個區(qū)域中。傳動系統(tǒng)和信息娛樂系統(tǒng)等功能可以在一個區(qū)域控制器中組合和處理。中央HPC執(zhí)行各種區(qū)域控制器的初級控制，將控制單元的數(shù)量和隨之而來的布線量減少50%。
高可靠性和性能要求
所謂的“眼罩”可以在圖的中間看到。無法在此區(qū)域中明確分配信號。 兩張眼圖都說明了使用16+Gb/s和10Gb/s ept Colibri插頭連接器的電纜長度和阻抗的影響。此示例說明了如何通過進一步開發(fā)觸點設計來實現(xiàn)信號完整性的顯著提高。通過使用更短的電纜長度和 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。 可以通過考慮源和灌兩種功能的電氣條件來描述連接器，耦合電感LK作為EMC參數(shù)。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(shù)（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，則信號將無法再不受干擾地傳輸。 LK = Uind / （UGen x kGen） 耦合電感還有助于用戶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，則信號將無法再不受干擾地傳輸。
車輛電氣系統(tǒng)：分散式、域和區(qū)域架構 傳統(tǒng)的分散式車輛架構由多達100個控制單元組成，每個控制單元都分配了定義的功能，例如控制發(fā)動機控制單元（ECU）、安全氣囊、ABS/ESP、座椅調節(jié)系統(tǒng)或氣候控制。每個控制器都自主工作，并通過網關與其他控制單元通信。隨著車輛功能的添加或改進，每個新功能都會添加一個控制單元。近年來，從廂式貨車車隊車輛到公共汽車再到汽車，所有車輛類型都發(fā)生了巨大變化，功能數(shù)量的增加大大增加了每輛車的布線和互連內容。 域架構中的控制單元分為不同的功能區(qū)域，每個區(qū)域負責車輛的特定區(qū)域，例如動力傳動系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)或安全功能。獨立的高性能計算機 （HPC）執(zhí)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(jiān)督駕駛員輔助系統(tǒng)、ABS/ESP和轉向系統(tǒng)的控制單元。域架構減少了控制單元的數(shù)量，與傳統(tǒng)的分散式架構相比，減少了所需的布線和安裝工作，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(qū)域架構中，構建不是基于域，而是基于本地區(qū)域。例如，多個功能捆綁在車輛內的一個區(qū)域中。傳動系統(tǒng)和信息娛樂系統(tǒng)等功能可以在一個區(qū)域控制器中組合和處理。中央HPC執(zhí)行各種區(qū)域控制器的初級控制，將控制單元的數(shù)量和隨之而來的布線量減少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行設計。例如，在自動駕駛安全系統(tǒng)中處理成像和傳感器數(shù)據需要安全的高速數(shù)據傳輸速率和較短的延遲時間。同時，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(shù)據傳輸速率 -有時在惡劣的環(huán)境條件下-是這些系統(tǒng)中連接器的要求。 信號的“可讀性”可以用眼圖來說明，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(shù)字狀態(tài)1或0。為此，信號通過定義的傳輸路徑，用示波器記錄、疊加并顯示。這樣，信號路線可以映射重疊。根據理論，邏輯狀態(tài)的過渡是無限陡峭的，信號線是完全疊加的。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。無法在此區(qū)域中明確分配信號。 兩張眼圖都說明了使用16+Gb/s和10Gb/s ept Colibri插頭連接器的電纜長度和阻抗的影響。此示例說明了如何通過進一步開發(fā)觸點設計來實現(xiàn)信號完整性的顯著提高。通過使用更短的電纜長度和 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。 可以通過考慮源和灌兩種功能的電氣條件來描述連接器，耦合電感LK作為EMC參數(shù)。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(shù)（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，則信號將無法再不受干擾地傳輸。 LK = Uind / （UGen x kGen） 耦合電感還有助于用戶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，則信號將無法再不受干擾地傳輸。
