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Con el creciente grado de electrónica en los automóviles, la arquitectura automotriz está experimentando un cambio profundo. TE Connectivity (TE) profundiza en los desafíos y soluciones de conectividad para las arquitecturas electrónicas/eléctricas (E/E) de próxima generación en la industria automotriz.
Transformación de la arquitectura inteligente
La demanda de los consumidores modernos por los automóviles ha cambiado de un simple medio de transporte a una experiencia de conducción personalizada y adaptable. Este cambio ha impulsado un crecimiento explosivo de componentes y funciones electrónicas dentro de la industria automotriz, como sensores, actuadores y unidades de control electrónico (ECUs).
Sin embargo, la arquitectura E/E actual de los vehículos ha alcanzado los límites de su escalabilidad. Por lo tanto, la industria automotriz está explorando un nuevo enfoque para transformar los vehículos de arquitecturas E/E altamente distribuidas a arquitecturas más centralizadas de 'dominio' o 'regional'.
El papel de la conectividad en la arquitectura E/E centralizada
Los sistemas de conectores siempre han desempeñado un papel clave en el diseño de la arquitectura E/E automotriz, apoyando conexiones altamente complejas y confiables entre sensores, ECUs y actuadores. A medida que continúa aumentando el número de dispositivos electrónicos en los vehículos, el diseño y la fabricación de conectores también enfrentan cada vez más desafíos. En la nueva arquitectura E/E, la conectividad jugará un papel más importante para cumplir con los requisitos funcionales crecientes y garantizar la fiabilidad y seguridad del sistema.
Soluciones de conectividad híbridas
A medida que disminuye el número de ECUs y aumenta el de sensores y actuadores, la topología de cableado evoluciona de múltiples conexiones punto a punto a un menor número de conexiones. Esto significa que las ECUs necesitan acomodar conexiones a múltiples sensores y actuadores, creando la necesidad de interfaces de conectores híbridos. Los conectores híbridos pueden soportar tanto conexiones de señal como de energía, proporcionando a los fabricantes de automóviles una solución efectiva para las necesidades de conectividad cada vez más complejas.
Además, a medida que continúan desarrollándose funciones como la conducción autónoma y los sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS), la demanda de conectividad de datos también aumenta. Los conectores híbridos también deben soportar métodos de conexión de datos como conexiones coaxiales y diferenciales para satisfacer las necesidades de conexión de equipos como cámaras de alta definición, sensores y redes de ECU.
Desafíos y requisitos de diseño de conectores
En el diseño de conectores híbridos, existen varios requisitos críticos. Primero, a medida que aumenta la densidad de potencia, se necesita tecnología de simulación térmica más avanzada para garantizar el rendimiento térmico de los conectores. Segundo, dado que el conector contiene tanto comunicaciones de datos como conexiones de energía, se requiere simulación y emulación de interferencias electromagnéticas (EMI) para garantizar un espaciado y configuraciones de diseño óptimos entre señales y energía.
Además, dentro de un cabezal o contraparte de conector macho, el número de pines es mayor, requiriendo medidas de protección adicionales para evitar daños en los pines durante el acoplamiento. Esto incluye el uso de características como placas de protección de pines, estándares de seguridad kosher y nervios guía para garantizar la precisión y fiabilidad del acoplamiento.
Preparación para el ensamblaje automatizado de arneses de cable
A medida que aumenta la funcionalidad de ADAS y los niveles de automatización, las redes jugarán un papel cada vez más importante. Sin embargo, la arquitectura E/E actual de los vehículos consiste en una red compleja y pesada de cables y dispositivos que requiere pasos de producción manual que consumen mucho tiempo para su fabricación y ensamblaje. Por lo tanto, es muy deseable minimizar el trabajo manual durante el proceso de ensamblaje de arneses para eliminar o reducir al mínimo las posibles fuentes de error.
Para lograr esto, TE ha desarrollado una gama de soluciones basadas en componentes de conectores estandarizados diseñados específicamente para soportar procesos de mecanizado y ensamblaje automatizado. Además, TE trabaja con fabricantes de máquinas herramienta para simular el proceso de ensamblaje de la carcasa y verificar su viabilidad, asegurando la precisión y fiabilidad del proceso de inserción. Estos esfuerzos proporcionarán a los fabricantes de automóviles una solución efectiva para hacer frente a las necesidades de conectividad cada vez más complejas y los requisitos crecientes de eficiencia en la producción.
Perspectivas
La transición hacia arquitecturas E/E más simples e integradas ofrece a los fabricantes de automóviles la oportunidad de reducir el tamaño y la complejidad de las redes físicas, al tiempo que estandarizan las interfaces entre cada módulo. Además, la creciente digitalización de la arquitectura E/E permitirá la simulación completa del sistema, permitiendo a los ingenieros tener en cuenta miles de requisitos funcionales del sistema en una etapa temprana y evitar que se pasen por alto reglas críticas de diseño. Esto proporcionará a los fabricantes de automóviles un proceso de diseño y desarrollo más eficiente y confiable.
En este proceso, el diseño de conectores híbridos se convertirá en un habilitador clave. Los diseños de conectores híbridos, respaldados por simulaciones térmicas y EMC y optimizados para el automatismo de arneses, podrán satisfacer las crecientes demandas de conectividad y garantizar la fiabilidad y seguridad del sistema. Para lograr este objetivo, TE ha desarrollado una serie de componentes de conectores estandarizados que soportan conexiones de señal y energía, y está desarrollando más componentes de conectores para diferentes tipos de conexiones de datos. Esto proporcionará a los fabricantes de automóviles una solución flexible y escalable para afrontar los desafíos y necesidades futuras.