下一代汽車需要更明確的互連策略

當(dāng)前汽車設(shè)計(jì)日益復(fù)雜，為提高舒適性、提升性能和確保更高的安全性，很多汽車的設(shè)計(jì)中融入了更復(fù)雜的功能。安裝在汽車上的傳感器和成像設(shè)備的數(shù)量也在急劇增加。這種情況不僅出現(xiàn)在豪華車市場，中檔乃至經(jīng)濟(jì)車型也在增加額外的功能。

與此同時(shí)，其他動(dòng)態(tài)因素也在改變汽車設(shè)計(jì)的實(shí)施方式。為減輕重量以延長電動(dòng)汽車（EV）的續(xù)航里程，過去采用的機(jī)械系統(tǒng)正在逐步被淘汰，取而代之的是電子線控系統(tǒng)。

這兩種不同的趨勢將帶來同一個(gè)必然的結(jié)果。現(xiàn)在普通車輛所產(chǎn)生和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量會比過去傳統(tǒng)汽車要大幾個(gè)數(shù)量級。此外，應(yīng)該注意的是，隨著汽車自動(dòng)駕駛水平的提高（且我們開始邁向車輛完全無人駕駛的階段），數(shù)據(jù)量只會越來越大。

數(shù)據(jù)爆炸及其影響

據(jù)分析公司麥肯錫預(yù)計(jì)，如今普通車輛每小時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量已達(dá) 25GB 左右，但這僅僅是個(gè)開始。安裝于車身內(nèi)外的攝像頭數(shù)量還在持續(xù)增加，且例如激光雷達(dá)、飛行時(shí)間（ToF）和超聲波等3D成像技術(shù)也將在短短幾年內(nèi)成為一種常見功能。   

如果汽車系統(tǒng)要做好充分的準(zhǔn)備以應(yīng)對前所未有的數(shù)據(jù)需求，那么支持性的互連解決方案也需要得到相應(yīng)發(fā)展。此外，構(gòu)建并向市場提供此類解決方案的方式也將發(fā)生根本性變化。

在汽車系統(tǒng)中實(shí)施互連器件

互連器件要想在充滿挑戰(zhàn)的汽車環(huán)境中發(fā)揮效用，并符合嚴(yán)格的國際標(biāo)準(zhǔn)（如歐盟的 LV214 和美國汽車工程師學(xué)會的 USCAR2），就必須具備多種屬性。首先，它們需要能夠承受沖擊和振動(dòng)，其次，還要考慮到暴露于高溫環(huán)境中的問題。不過，隨著汽車行業(yè)從燃油車轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車，這一問題會逐漸減少。

電磁干擾（EMI）源的存在如不予解決，則可能會對傳輸數(shù)據(jù)的信號完整性產(chǎn)生不利影響。為解決這一問題，需要在模塊中加入屏蔽裝置。隨著時(shí)間的推移，錫須的出現(xiàn)會對互連的可靠性造成嚴(yán)重影響，并有可能出現(xiàn)短路，從而導(dǎo)致系統(tǒng)故障。

此外，車輛設(shè)計(jì)的空間限制意味著汽車級互連器件必須非常緊湊。這通常需要高密度解決方案。在某些情況下，這些解決方案可能需要將電源和數(shù)據(jù)傳輸結(jié)合起來。

解決組裝方面的問題

除了考慮互連器件本身的性能和可靠性，電子控制單元和傳感器模塊的一級供應(yīng)商還必須考慮互連器件集成對量產(chǎn)組裝制程的影響。若安裝互連器件會增加必要的步驟數(shù)量，從而減慢工作流程，這將意味著產(chǎn)出會受到影響。例如，如果需要旋轉(zhuǎn)PCB以改變朝向，則會浪費(fèi)時(shí)間。此外，如果互聯(lián)器件的組裝需要人工干預(yù)（而不是完全自動(dòng)化），那么整個(gè)流程的耗時(shí)也會更久（出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)也會大幅增加）。     

鑒于上述問題，壓接互連技術(shù)日益受關(guān)注。壓接連接能夠提供可靠且簡單的連接方式。通過使用這種技術(shù)，就能大幅提升組裝工作效率，還能避免復(fù)雜、勞動(dòng)密集型和混亂的作業(yè)流程（如焊接）。

免焊連接還帶來了另一項(xiàng)顯著優(yōu)勢。錫膏是完全剛性的，因此在受到?jīng)_擊或振動(dòng)時(shí)容易開裂，而壓接連接具有更大的容差。因此，采用壓接連接的模塊比采用焊接引腳的模塊具有更長的使用壽命。

Interplex 開發(fā)的壓接連接目前已廣泛應(yīng)用于車用系統(tǒng)，并獲得了眾多一級供應(yīng)商的認(rèn)可。其厚度從 0.4 毫米到 0.8 毫米不等，可提供持續(xù)可靠的運(yùn)行，且易于裝配。除了機(jī)械方面的穩(wěn)健性外，它們還具有強(qiáng)大的保持力和行業(yè)領(lǐng)先的熱特性。

通過可應(yīng)用于壓接互連的 IndiCoat 電鍍專利技術(shù)，Interplex 能夠克服錫須這個(gè)對于其他連接器供應(yīng)商來說頗為挑戰(zhàn)的困難?；诖耍罱K產(chǎn)品的質(zhì)量可得到長期的保證。

圖1 Interplex miniPLX和miniEON壓接連接

很多汽車企業(yè)都希望將電子控制單元或傳感器模塊的設(shè)計(jì)工作外包，而比起通過公司內(nèi)部或其一級供應(yīng)商來進(jìn)行，許多企業(yè)現(xiàn)在都依靠Interplex來承接這些工作，進(jìn)而將工程資源集中在自身能夠獲得最大差異化之處。

通過與Interplex合作，汽車品牌能夠利用高精度機(jī)械工程和涂層技術(shù)等領(lǐng)域中業(yè)界領(lǐng)先的專業(yè)知識。圖 2 所示的雷達(dá)單元和圖 3所示安全氣囊 電子控制單元都是Interplex為汽車部署而設(shè)計(jì)和制造的眾多模塊之一。

圖2 Interplex 生產(chǎn)的雷達(dá)模塊所包含的元件詳情

圖3 Interplex 開發(fā)的安全氣囊 ECU 示例

Interplex 應(yīng)對客戶項(xiàng)目的關(guān)鍵在于其所建立的模塊化制造方法，即不同的單元設(shè)計(jì)之間共享大部分通用元素，但在一些關(guān)鍵專用治具仍可直接進(jìn)行調(diào)整。這意味著能夠減少客戶需要支付的價(jià)格，因?yàn)闊o需為每個(gè)模塊提供全新的模具，而且可以將額外資本設(shè)備的購置降至最低。新的生產(chǎn)線不再需要從頭開始，因?yàn)橹恍鑼υ缜暗哪K進(jìn)行修改。

對所使用的制造技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一，即通過一個(gè)強(qiáng)適應(yīng)性的平臺來滿足更多汽車客戶對模塊的要求。客戶可為其車型采用獨(dú)特的單元，降低總成本的同時(shí)并維護(hù)自身利潤，這樣的平衡對他們來說非常具有吸引力。

結(jié)論

顯然，現(xiàn)代汽車制造商及其一級合作伙伴需要卓越的互連器件。這些產(chǎn)品不僅必須提供該領(lǐng)域一直以來所期望的更高性能和長期可靠性，還必須超越當(dāng)下，提供簡單的組裝和充足的適應(yīng)范圍，從而降低總成本并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量最大化。

Interplex技術(shù)團(tuán)隊(duì)服務(wù)汽車領(lǐng)域的客戶已有數(shù)十載，無論是對于當(dāng)前處于開發(fā)進(jìn)程中的新車型，還是尚未發(fā)布、仍處于概念階段的車型，Interplex技術(shù)團(tuán)隊(duì)都能深入洞察其需求。在 電子控制單元和傳感器模塊中加入壓接端子，可使裝配更輕松，從而加速生產(chǎn)流程以助力提高盈利能力。此外，在構(gòu)建這些模塊時(shí)，通過采用頂部加載、基于平臺的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)足夠的靈活性，從而盡可能地提高生產(chǎn)流程的成本效益。