На 14-ата Международна конференция за автомобилни кабелни снопове и EDS в Лудвигсбург MD ELEKTRONIK, съвместно с Bosch, представи под заглавието „High-Frequency-Integrated Multi-Hybrid Connector Systems for Future E/E Architectures“ разработени съвместно мултихибридни системи от конектори, които вече отговарят на строгите OEM спецификации за използване в автомобилни приложения. Презентацията беше изнесена от Мартин Хагер, директор на Центъра за компетентност по машинно инженерство (ME/ECO-ME) в Bosch Mobility Electronics, и Хелмут Приц, мениджър „Техническо продуктово управление“ (оптичен пренос, мултихибридни конектори) в MD ELEKTRONIK.
Сътрудничество между Bosch и MD ELEKTRONIK
Сътрудничеството между двете компании е съсредоточено върху две основни решения: Microflex и Moduflex.
Тези системи позволяват гъвкава модуларизация на бъдещите бордови електрически системи и улесняват разделянето както от страната на кабелния сноп, така и от страната на ECU.
В този контекст MD ELEKTRONIK разработва и произвежда високочестотни контактни технологии, като например Shielded Twisted Pair или Mini Coax, специално за интерфейса към печатната платка (PCB) съгласно съответните изисквания.
Software Defined Vehicle (SDV)
|
Нарастващи скорости на предаване на данни
|
Нови изисквания към бордовата електрическа система
|
Функционална безопасност & киберсигурност
|
Технологичност на производството и устойчивост на процесите
|
Управление на вариантите и разходите
|
Модуларизация и високочестотна интеграция при системите от конектори
Най-разпространените конектори в автомобилната индустрия често произхождат от време, когато скоростите на предаване на данни и концепциите за бордовите електрически системи поставяха значително по-ниски изисквания. Особено предизвикателна е интеграцията на високочестотни контакти директно в модулни системи от конектори. Именно тук се фокусира съвместната разработка на Bosch и MD ELEKTRONIK. И при двата подхода за решение сътрудничеството е насочено към по-нататъшното развитие на системите от конектори в посока модуларизация и високочестотна интеграция.
- Конектор за високочестотни приложения (стандартно каталожно изделие)
- Интегриран многопинов конектор с високочестотни контакти (различни варианти на екраниране)
- Напълно интегриран многопинов конектор с високочестотни контакти, отделно екраниране (примерна конфигурация)
- Напълно интегриран модулен конектор с високочестотни контакти (отделно екраниране)
Техническите фактори и предизвикателства при разработването на оптимизирани мултихибридни системи от конектори произтичат преди всичко от нарастващите изисквания към съвременните E/E архитектури. Увеличаващият се брой функции, сензори и канали за данни изисква висока плътност на интеграция при ограничено монтажно пространство. Същевременно комбинацията от нискоскоростни и високоскоростни контакти налага целенасочена оптимизация на разположението на пиновете, за да се обединят надеждно захранването и високочестотното предаване на данни в една система. Все по-голямо значение придобиват и оптимизираните технологии за монтаж и свързване при интеграцията в централните ECU, тъй като управляващите блокове стават все по-компактни. Лесният монтаж върху печатната платка и по-малкият брой операции по свързване спомагат за намаляване на производственото време и потенциалните източници на грешки. Освен това усилията при включване трябва да бъдат намалени, за да се улесни монтажът и да се предотвратят повреди. Като цяло фокусът е върху по-ниска сложност, по-висока надеждност и напълно автоматизирано, процесно надеждно серийно производство.
Microflex & Moduflex: Концепции за решения за мултихибридни системи от конектори
С Microflex и Moduflex Bosch и MD ELEKTRONIK съвместно реализираха две концепции за решения за съвременни мултихибридни системи от конектори. Докато първото решение се базира на многопинови пинови конектори (pin header) с интегрирани високочестотни конектори, използващи най-съвременна технология за запояване, второто решение е изградено върху напълно интегрирани модулни пинови конектори (pin header) с високочестотни контакти, базирани на технологията Press-Fit. И двата подхода използват отделни екранировки, които в критични по отношение на ЕМС зони (напр. при разлики в потенциала или различни токове за камери) позволяват реализирането на високопроизводителна и мащабируема интеграция на високочестотно предаване и предаване на сигнали в съвременните архитектури на бордовите електрически системи.
За да бъдат изпълнени високите изисквания към скоростта на предаване на данни, плътността на интеграция и качеството на сигнала, бяха необходими целенасочени подобрения на системно ниво. Оптимизациите в технологията Press-Fit, управлението на толерансите, оптимизацията на екранировката и фиксиращите елементи подобряват затихването на отраженията (return loss), ефективността на екранирането и затихването на взаимното влияние между каналите. Същевременно прецизно съгласуваният цялостен дизайн позволява точното позициониране на пиновете и отворите в печатната платка, както и интегрирането на голям брой високочестотни модули в наличното монтажно пространство. Това се допълва от оптимизирано маршрутизиране на платката (layout routing) и разширени възможности за кодиране, които осигуряват гъвкава интеграция на различни кабелни модули и варианти.
Резултати от изпитванията
Проведените високочестотни и механични изпитвания потвърдиха високата ефективност на разработените мултихибридни системи от конектори Microflex и Moduflex на ниво отделни компоненти съгласно приложимите стандарти IEEE, OPEN Alliance и USCAR.
Високочестотни изпитвания
Диференциални конектори
- IEEE 802.3ch (2,5 GHz / 5 Gbit/s · 4 GHz / 10 Gbit/s)
- IEEE 802.3cy (9 GHz / 25 Gbit/s)
- LogMag(s21) > −50 dB (0–25 Gbit/s)
Mini Coax конектори
- FPD-Link III (2,4 GHz / ~3,4 Gbit/s)
- GMSL3 (3,5 GHz / ~12 Gbit/s)
- FPD-Link IV (4,25 GHz / ~6 Gbit/s)
- LogMag(s21) > −60 dB (0–9 GHz)
Механични изпитвания
Резултатите от механичните изпитвания отговарят на типичните изисквания за автомобилни конектори за бордови електрически системи съгласно USCAR-2.
- Цялостна конекторна система: < 75 N издържан
- Mini Coax компонент: < 12 N издържан
- Диференциален компонент: > 110 N издържан
- Диференциален компонент: < 30 N издържан
Обобщение на предимствата на мултихибридните системи от конектори
Представените мултихибридни системи от конектори отговарят на ключовите изисквания на бъдещите E/E архитектури и създават основа за по-производителни, по-гъвкави и по-ефективни автомобилни платформи. Същевременно те подпомагат по-висока степен на стандартизация на интерфейсите и процесите по цялата верига на създаване на стойност – от интеграцията на електронните управляващи блокове (ECU) до монтажа на бордовата електрическа система.
Tier 1 (ECU)
- Двойна плътност на контактите
- Устойчивост
- Миниатюризация
- Възможност за технология за свързване (напр. press-fit)
- Интеграция за високоскоростен пренос
Стандартизация
- OPEN интерфейс
- Намаляване на разходите
- Гъвкавост (уплътнени / неуплътнени)
- Мащабируемост
- Пълна модулност
Tier 1 (кабелен сноп)
- UTP / STP / SPP* кабели
- Намалена сложност на бордовата електрическа система
- По-малко операции по свързване в бордовата електрическа система
- Автоматизиран монтаж
- Стандартизирани конектори
* SPP = екранирана паралелна двойка
Разработката е достигнала висока степен на зрялост и вече се използва успешно чрез ECU демонстратори за функционални и валидационни изпитвания. Въз основа на модулна концепция с cartridge модули в една демонстрационна система беше интегрирано предаването на различни сигнали, данни и електрическа мощност и изпитано при условия, близки до реалната експлоатация.
Имате ли въпроси по тази тема или желаете да научите повече за нашите мултихибридни системи от конектори?
Свържете се с нас още днес – нашият екип с удоволствие ще Ви консултира:
Хелмут Приц
Хелмут Приц е продуктов мениджър за оптична предаване на данни и мултихибридни конектори в MD ELEKTRONIK. С над 25 години опит в автомобилния сектор той разполага със значителна експертиза за насърчаване на тези ориентирани към бъдещето технологии. Неговата мисия е да разработва иновативни решения за автомобилната индустрия съвместно с клиенти, стартъпи, производители на управляващи блокове и доставчици.
След като работи като проектен мениджър, където отговаря за разработването на щепселни компоненти и съответните системи за автоматизация, той поема ролята на мениджър „Развойна дейност RF технология“ и изгражда отдел за развойна дейност, който е фокусиран основно върху високочестотните технологии.
Със своята глобална мрежа от клиенти, доставчици и партньори той инициира междудисциплинарни сътрудничества за разработването на нови технологии и решения в областта на високоскоростното предаване на данни.
Може също да ви е интересно
Японският автомобилен пазар през 2035 г. – кои тенденции ще се утвърдят и кои особености ще се запазят
Прочетете повече
Аспекти на устойчивостта при модерните бордови електрически системи
Прочетете повече
Между платформената стратегия и индивидуализацията: Предизвикателства пред съвременната архитектура на бордовите мрежи
Прочетете повечеТози корпоративен блог има общоинформационна и маркетингова цел и не е контролиран документ от нашата система за управление на качеството (СУК). Преводите може да са изготвени с помощта на автоматизация и се преглеждат редакционно; въпреки положената грижа са възможни грешки — меродавни са единствено официално публикуваните продуктови документи.