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Avec le degré croissant d'électronique dans les automobiles, l'architecture automobile subit une transformation profonde. TE Connectivity (TE) explore en profondeur les défis et solutions de connectivité pour les architectures électroniques/électriques (E/E) de nouvelle génération dans l'automobile.
Transformation de l'architecture intelligente
La demande des consommateurs modernes pour les voitures a évolué, passant du simple transport à une expérience de conduite personnalisée et configurable. Ce changement a entraîné une croissance explosive des composants et fonctions électroniques dans l'industrie automobile, tels que capteurs, actionneurs et unités de contrôle électroniques (ECU).
Cependant, l'architecture E/E actuelle des véhicules a atteint ses limites de scalabilité. Par conséquent, l'industrie automobile explore une nouvelle approche pour transformer les véhicules, passant d'architectures E/E très distribuées à des architectures plus centralisées « domaine » ou « régionale ».
Le rôle de la connectivité dans l'architecture E/E centralisée
Les systèmes de connecteurs ont toujours joué un rôle clé dans la conception de l'architecture E/E automobile, supportant des connexions hautement complexes et fiables entre capteurs, ECU et actionneurs. À mesure que le nombre de dispositifs électroniques dans les véhicules continue d'augmenter, la conception et la fabrication de connecteurs font face à de plus en plus de défis. Dans la nouvelle architecture E/E, la connectivité jouera un rôle plus important pour répondre aux exigences fonctionnelles croissantes et assurer la fiabilité et la sécurité du système.
Solutions de connectivité hybrides
Alors que le nombre d'ECU diminue et que celui de capteurs et d'actionneurs augmente, la topologie du câblage évolue, passant de multiples connexions point-à-point à un nombre réduit de connexions. Cela signifie que les ECU doivent gérer des connexions à plusieurs capteurs et actionneurs, créant ainsi le besoin d'interfaces de connecteurs hybrides. Les connecteurs hybrides peuvent accueillir à la fois des connexions de signal et d'alimentation, offrant aux constructeurs automobiles une solution efficace face à des besoins de connectivité de plus en plus complexes.
De plus, à mesure que des fonctionnalités telles que la conduite autonome et les systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) continuent de se développer, la demande en connectivité de données augmente également. Les connecteurs hybrides doivent également supporter des méthodes de connexion de données telles que les connexions coaxiales et différentielles pour répondre aux besoins de connexion d'équipements tels que caméras haute définition, capteurs et réseaux ECU.
Défis et exigences en matière de conception de connecteurs
Dans la conception de connecteurs hybrides, plusieurs exigences critiques doivent être prises en compte. Premièrement, avec l'augmentation de la densité de puissance, une technologie de simulation thermique plus avancée est nécessaire pour garantir la performance thermique des connecteurs. Deuxièmement, comme le connecteur contient à la fois des communications de données et des connexions d'alimentation, une simulation et une émulation des interférences électromagnétiques (EMI) sont requises pour assurer un espacement optimal et des configurations de conception entre signaux et alimentation.
De plus, dans un connecteur mâle ou un contrepartie de type header, le nombre de broches étant plus élevé, des mesures de protection supplémentaires sont nécessaires pour éviter d'endommager les broches lors de l'accouplement. Cela inclut l'utilisation de dispositifs tels que des plaques de garde de broches, des normes de sécurité kosher et des nervures guides pour garantir la précision et la fiabilité de l'accouplement.
Préparation à l'assemblage automatisé de faisceaux de câbles
À mesure que les fonctionnalités ADAS et les niveaux d'automatisation augmentent, les réseaux joueront un rôle de plus en plus important. Cependant, l'architecture E/E actuelle des véhicules consiste en un réseau complexe et lourd de câbles et de dispositifs nécessitant des étapes de production manuelles longues. Il est donc fortement souhaitable de minimiser le travail manuel lors du processus d'assemblage des faisceaux de câbles afin d'éliminer ou de réduire au minimum les sources potentielles d'erreur.
Pour cela, TE a développé une gamme de solutions basées sur des composants de connecteurs standardisés, spécialement conçus pour supporter le traitement machine et l'assemblage automatisé. De plus, TE collabore avec des fabricants d'outils pour simuler le processus d'assemblage du boîtier afin de vérifier la faisabilité et d'assurer la précision et la fiabilité du processus d'insertion. Ces efforts offriront aux constructeurs automobiles une solution efficace pour faire face à des besoins de connectivité de plus en plus complexes et à des exigences accrues en matière d'efficacité de production.
Perspectives
La transition vers des architectures E/E plus simples et plus intégrées offre aux constructeurs automobiles une opportunité de réduire la taille et la complexité des réseaux physiques tout en standardisant les interfaces entre chaque module. De plus, la numérisation croissante de l'architecture E/E permettra une simulation complète du système, permettant aux ingénieurs de prendre en compte des milliers d'exigences fonctionnelles dès les premières étapes et d'éviter que des règles de conception critiques ne soient négligées. Cela offrira aux constructeurs automobiles un processus de conception et de développement plus efficace et fiable.
Dans ce processus, la conception de connecteurs hybrides deviendra un élément clé. Les conceptions de connecteurs hybrides, soutenues par des simulations thermiques et EMC et optimisées pour l'automatisation des faisceaux de câbles, pourront répondre à la demande croissante de connectivité et garantir la fiabilité et la sécurité du système. Pour atteindre cet objectif, TE a développé une série de composants de connecteurs standardisés supportant les connexions de signal et d'alimentation, et développe davantage de composants pour différents types de connexions de données. Cela offrira aux fabricants automobiles une solution flexible et évolutive pour relever les défis et besoins futurs.