Transformación tecnológica en la red de a bordo: los cables híbridos como solución transitoria

La introducción de algunos sistemas obligatorios estipulada por la ley como, por ejemplo, la Directiva de la UE 2019/2144, que entra en vigor a partir de julio de 2024 y que obliga a instalar de fábrica una serie de sistemas de asistencia a la conducción impulsa continuamente la transformación de la industria automovilística. El objetivo de los nuevos requisitos legales no es solamente aumentar la seguridad vial, sino también incrementar la eficiencia y el respeto por el medio ambiente, así como el desarrollo de los vehículos autónomos. Un aspecto central de esta transformación afecta a las unidades de control, en inglés ECU (Electronic Control Unit), que desempeñan un papel decisivo para la funcionalidad y el rendimiento de los vehículos modernos. La complejidad cada vez mayor de las redes de a bordo y la tendencia a la miniaturización requieren nuevas soluciones, como los sistemas de conexión MINI Coax, que ofrecen ventajas considerables en muchos aspectos.

El desarrollo continuo de las unidades de control y las redes de a bordo

El avance tecnológico en el ámbito de las unidades de control electrónicas es un factor central para la transformación de la industria del automóvil. En los vehículos modernos, estas unidades de control desempeñan un papel decisivo para la coordinación de sistemas como la comunicación, el Infotainment y la asistencia a la conducción. La introducción de la conectividad 5G y la comunicación Vehicle-to-Everything (V2X) permite la interconexión fluida de los vehículos con la infraestructura del tráfico, con otros vehículos y con los peatones. Esto no solo aumenta la seguridad y la eficiencia del tráfico, sino que también crea la base para las funciones de conducción autónoma del futuro.

Además, estos requisitos también tienen como consecuencia que cada vez se necesiten más unidades de control y más complejas para procesar los datos, lo cual, a su vez, aumenta la cantidad de cables del vehículo que conectan las unidades de control entre sí y con los sensores y actuadores. Al mismo tiempo han de limitarse los costes, el peso y el espacio de montaje de estos sistemas para poder diseñar vehículos eficientes y aptos para el mercado. Por ello, en el ámbito de la red de a bordo hay que encontrar soluciones para que las unidades de control y el cableado sean compactos y económicos, a la vez que se garantiza una transmisión de datos segura y rápida.

FAKRA, MINI Coax y cables híbridos como solución transitoria

Un aspecto fundamental en el desarrollo de las unidades de control es la transformación de la transmisión de datos. Durante los últimos 20 años, el tradicional sistema FAKRA ha dominado la transmisión de las señales analógicas en el vehículo.

Desde 2018 aproximadamente, este sistema ha evolucionado. Con la introducción de los sistemas MINI Coax es posible establecer conexiones con la misma tecnología de transmisión de datos en un espacio de montaje más reducido. Los proveedores más conocidos de sistemas de conexión MINI Coax en Europa son TE Connectivity con los sistemas MATE-AX y TFM, Rosenberger con HFM^® y RMC^®, y MD ELEKTRONIK con su sistema de desarrollo propio MINI Coax ADTCon-MC. Estos nuevos sistemas pueden integrar varias funciones en un mazo de cables, lo cual reduce el espacio y el peso, a la vez que aumenta el rendimiento. Esto ofrece a los fabricantes de automóviles una mayor flexibilidad a la hora de diseñar y posicionar las unidades de control. Además, los cables MINI Coax se colocan más fácilmente en espacios estrechos. Su construcción más compacta y menos compleja también supone una menor necesidad de material y, por tanto, un ahorro de costes en la producción.

Sin embargo, la transformación completa de un mazo de cables es un proceso largo, ya que los contratos existentes con los proveedores y las especificaciones técnicas de los componentes E/E son para varios años. Como solución transitoria hasta la integración completa del nuevo sistema se requiere el uso de cables híbridos, es decir, el uso simultáneo de los sistemas MINI Coax y FAKRA en un solo cable. Esto plantea grandes desafíos para los fabricantes de cables y de mazos de cables, ya que el uso de distintas tecnologías aumenta la diversidad de variantes y hay que tener en cuenta los requisitos adicionales de las empresas OEM. Un fabricante de cables necesita sus propias piezas de contacto y herramientas para cada variante de conector, lo cual aumenta considerablemente el esfuerzo de fabricación.

Comparación del tamaño de un conector FAKRA con una variante MINI Coax

Perspectivas de futuro en los sistemas de producción

Con la utilización de los sistemas de producción habituales, para el ensamblaje de los cables híbridos se requieren considerablemente más pasos de trabajo y herramientas que con los sistemas FAKRA y MINI Coax. Esto acarrea mayores tiempos y, por lo tanto, un mayor gasto de fabricación. Al mismo tiempo, los fabricantes de automóviles definen diferentes requisitos técnicos para los nuevos sistemas de conexión. Para estar a la altura de esta problemática y de los crecientes requisitos de calidad en lo que se refiere a la transmisión de datos, los fabricantes de cables tienen que apostar cada vez más por una fabricación totalmente automática, aunque también flexible. Con la configuración inteligente del parque de máquinas, la producción de cables múltiples e híbridos complejos puede implementarse de una forma especialmente eficiente, lo que además permite reaccionar a corto plazo ante cualquier cambio. Asimismo, el avance de la digitalización de la producción en el marco de Industria 4.0 brinda nuevas oportunidades y desafíos. Los sistemas de producción interconectados, el análisis de datos en tiempo real y los gemelos digitales son tan solo algunos ejemplos de tecnologías que van a revolucionar la fabricación de los cables y de toda la red de a bordo en el futuro. Para adaptarse a los nuevos requisitos tecnológicos es fundamental la colaboración con las empresas OEM y los proveedores Tier-1, creando soluciones específicas para los distintos requisitos individuales en proyectos de desarrollo conjuntos.

Producción totalmente automatizada en MD ELEKTRONIK

MD desarrolla y construye sistemas de producción totalmente automáticos y modulares que ofrecen los más elevados estándares de calidad y eficiencia en la producción. Con el empleo de las más modernas tecnologías de robótica y automatización, MD puede responder de forma flexible a los requisitos de los clientes, ofreciendo soluciones a medida. La aún elevada demanda de componentes FAKRA se satisface a través de una fabricación totalmente automatizada, aunque en las instalaciones nuevas ya se fabrican cables con MINI Coax y FAKRA. Se producen longitudes de cables de aprox. 300 mm a más de 10 000 mm. Es posible fabricar cables con ambos lados sin realizar ningún esfuerzo de equipamiento adicional. Como MD ha marcado la fabricación de cables híbridos desde un principio, ha acumulado una gran experiencia en la fabricación de cables complejos y ofrece una amplia gama de productos.