據(jù)說成人的血管總長約為9.6萬公里,可以繞地球2.5圈,是不是很不可思議?
那你猜猜號稱汽車“血管”的線束總長有多少米?
雖然沒有人體血管那么夸張,但也會超出你的想象,以Model S為例,線束總長3km。
而在電氣化、自動化時代,車上線束需要承載的信號更多,數(shù)據(jù)傳輸速率要求更快,所以整車線束只會越來越長,對能耗、安裝、布局來說都是挑戰(zhàn),如何縮短線束已經(jīng)成為汽車設(shè)計不可回避的問題。
上世紀80年代與2020年之后汽車線束要求的變化
Model 3線束總長只有Model S的一半
此前特斯拉通過新的線束架構(gòu)成功將Model 3的線束總長縮短了一半,只有1.5km。這個新的架構(gòu),把原有基于“點對點+通信+電源”的線束分為域控制架構(gòu)與電源分配架構(gòu)兩部分。
博世的電源分配架構(gòu),與特斯拉策略相似
簡單來說,就是將原來集成在車輛頭部的ECU模塊按照區(qū)域分割成多個Zone域控制器,分別由不同的CCM車載電腦負責(zé)。例如Parker SoC + Pascal GPU 來自 NVIDIA,用于人工智能機器學(xué)習(xí)和娛樂系統(tǒng);Aurix 來自 Infineon,用于提供符合功能安全和信息安全的駕駛輔助管理;Ethernet Switch 來自 Marvel,用于基于以太網(wǎng)技術(shù)的高速信號交互。
Model3域控制器CCM中央計算模塊
另一方面,電源由多個電源分配控制器PDC分配至汽車的各個區(qū)域,再由本地域控制器進行分配,從而大幅簡化了電源分配架構(gòu)和線束長度。
Model3配電控制模塊VCF
Model Y整車線束將只有100米長
但顯然馬斯克并不滿足Model 3的這個成績,他的最終目標是等到量產(chǎn)Model Y的時候?qū)④噧?nèi)線束總長度減少到100米,也就是說相比Model 3要減少93%的線束。
為此,特斯拉申請了一項可用于機器人操控的新型線束專利——這個專利結(jié)合了工控中的排線設(shè)計和FPC(Flexible Printed Circuit)柔性印刷電路技術(shù)。
新專利線束的截面圖
簡單來說,就是將區(qū)域的連接線和主體的連接線以扁平的排線結(jié)構(gòu)定制,然后像FPC印刷電路一樣布局在車身中。
柔性印刷電路FPC技術(shù)
實際上基于柔性印刷電路FPC技術(shù)的車早就出現(xiàn)了,只不過是用在航天領(lǐng)域。勇氣號和機遇號都是基于FPC技術(shù)的線束設(shè)計,分別在火星上完成了超十年的探索任務(wù),好奇號仍繼續(xù)著它在火星的探險旅程。FPC的可靠性和性能得到了充分驗證,此外馬斯克的Space X 火箭也應(yīng)用了FPC技術(shù)。
機遇號火星探測器
縮短線束長度有什么好處?
1, 由于這項專利采用了更堅硬的線束系統(tǒng),所以其更容易被機器人操縱,全新的布線構(gòu)架將有助于在制造過程中用機器人取代人類。
2, 除了減少所需的布線數(shù)量和長度外,創(chuàng)建這些子安裝并將它們連接到線路體系結(jié)構(gòu)主干的做法還能減少總裝的組裝時間,例如省去傳統(tǒng)汽車線束纏膠、插線、布線、打卡釘?shù)裙ば?,這對于提高汽車制造過程中的生產(chǎn)率是非常理想的。
3, 大幅度縮減線束長度,可以降低電線電阻,進而減少能量損耗,對于提升續(xù)航將會起到積極的作用。
據(jù)說Model Y明年3月份就要量產(chǎn)了,如果真的將線束總長做到了100米,那么它將會是世界上擁有短車內(nèi)線束長度的汽車,也將是一款顛覆汽車工業(yè)的產(chǎn)品。
來源:AutoLab
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