每日最新頭條.有趣資訊

連動未來智能出行,不起眼的傳感器和連接器少不了

2019慕尼黑上海電子展

全球連接和傳感領域的領先企業TE Connectivity(以下簡稱“TE”)這家擁有 75 年歷史,專注於連接和傳感解決方案的供應商,產品涵蓋汽車、航空航天、能源、工業、醫療、消費類電子等廣泛領域,多達 50 萬個品種。其中汽車是 TE 最大業務板塊,市場份額超過 40 %。

我們知道的蔚來ES8 配備的汽車高壓配電盒(Power Distribution Unit,PDU),就是 TE 作為 Tier 1(一級供應商)提供的產品。

如何加速步入智能連接時代?如何解決汽車傳感器和高數據量的運算?如何保證車輛數據傳輸中的安全與穩定性。滿足以上問題我們不能缺少汽車中常用的兩件不太起眼的部件,傳感器和連接器。

高壓輔助用電器

傳感器和連接器對自動駕駛的幫助

在2018年我們就感受到汽車產業的在朝著兩個方向變革,第一就是汽車電氣化,第二就是汽車的網聯化與智能化。 就智能化、網聯化而言,汽車對於數據量的處理是幾何倍數的增長。當發展到無人駕駛,就是對數據運算上的變革,這也對數據的傳輸和感應提出了更高的要求。實現這場變革,需要整個行業的共同努力。

在自動駕駛領域,車企都在尋求獨特賣點,需求多樣化。TE 早在08年已經對智能交通、自動駕駛等新領域進行規劃和投入,自動駕駛技術發展過程中努力推動連接的標準化,實現規模化生產。在合作模式上,TE 在設計階段便與客戶緊密合作,共同進行產品設計開發。

自動駕駛充分體現了汽車技術智能化、網聯化的發展趨勢,也對車輛在數據、信號等方面的感知和傳輸提出了更多更高的要求。

傳感解決方案

我們不管汽車的平台架構如何變化,為了滿足智能化、網聯化,汽車上勢必會大量裝載各種類型的傳感器。比如高清攝影頭、雷射雷達、毫米波雷達、超聲波雷達等,信號傳輸方面目前使用的4G網絡、還有正在建設的5G網絡、V2X等,各種分級高速運算平台,決策控制器,以及連接各模塊所用的高速連接器和高速數據線束等汽車主乾網絡。

隨著ADAS(先進駕駛輔助系統)的升級,越來越多的汽車都已經滿足L2等級的駕駛輔助,隨著高速數據傳輸系統的升級和完善,很多汽車也達到了L3或L4級別的駕駛輔助等級。TE運用高速數據傳輸解決方案:高速數據連接、車載以太網連接器、小型同軸連接器、高清攝影頭連接器、汽車天線等幫助車輛自身實現高級別的駕駛輔助。

車載互聯和自動駕駛所需要的連接器

當汽車行業逐漸朝著智能化,網聯化發展的時候,對網絡傳輸速度的要求也越來越高,我們不難發現早期的車輛在智能方面的體現是車載娛樂系統,早在上世紀二十年代的時候最經典的車載智能設備就是收音機了,隨著用戶需求的不斷提高逐漸的出現了車載螢幕、USB/AUX,導航系統,隨著網絡時代的到來汽車上也出現了車載蜂窩網絡。

當我我們看到車載顯示屏的數量從一塊單一的中控螢幕,增到電子儀表、扶手箱全電子顯示的時候;當其螢幕尺寸越來越大,從原來的 5 寸到目前主流的 8 寸、10 寸,再到 以特斯拉為代表的12 寸、20 寸顯示屏;分辨率和刷新率也會隨之升高,從 640*480 提升到 720P,1080P 的車載級顯示屏,在到未來汽車上就會出現4K、甚至是8K螢幕來提升用戶體驗。

整車傳感器及連接器布局

車機互動方面,藍牙和USB 2.0已經在車輛內部隨處可見了,在車載連接設備也在伴隨著需求在升級。為了滿足高速的傳輸USB 3.1 STD A/USB Type C 和 WiFi 等新一代高速連接協議的引入,提高了車內傳輸數據的效率,與此同時,用戶對車載充電功率的需求也不斷提升,從 5V/0.5A 的需求提高到現在的 5V/2A, 乃至 USB Type C 能夠達成的 20V/5A,100W 的充電功率。

ADAS(先進駕駛輔助系統)和自動駕駛方面,為主要需求的安全系統應用,是高速數據傳輸領域。其主要功能分為,感知、判斷、決策、執行。這些功能塊由大大小小的傳感器、ECU 組成,它們每秒收集著數 Gbps 的數據,給中央運算器做處理和判斷,以實現正確的駕駛指令。

汽車在不同階段的數據傳輸條件不同

汽車的智能化領域傳感器包括:高清攝影頭,毫米波雷達,雷射雷達,以及超聲波雷達。同時,為了實現汽車互聯,也包含了很多天線模塊:4G LTE、5G、V2X、GPS、北斗,等等。新增的 ECU 包括,ADAS 控制模塊、雷達控制模塊、新一代高速運算平台(高速網關)等。

在這些模塊之間,每秒鐘的數據傳輸量少則數百 Mbps,多則有數 10Gpbs。為了實現如此多新增模塊之間高速、穩定、可靠、低延時的數據傳輸,高速數據傳輸系統就變得非常重要了。然而,要實現汽車的智能網聯化,傳感器和控制器的增加數量遠遠不止這些。其中,意義最為深遠的就是以太網協議的引入,汽車在很長時間內使用的網絡主要以 LIN 總線、CAN 總線,FlexRay 為主要協議,此類協議的速率非常低,一般不超過 1Mbps,但其優勢在於搭建架構的成本非常低廉,連接器和線束成本也非常低。在我們對汽車總線的速率要求並不高的時候,CAN 總線等就能夠滿足需求。

連接解決方案

但是,隨著汽車智能化和互聯化,新一代汽車芯片對總線速率的要求不斷提高,汽車工業需要新一代的總線協議,它既可以達到上百 Mbps 甚至更高的傳輸速率,又能保證對線束成本和重量的有效控制。

根據 IEEE 以及 OPEN 組織所構建的數據傳輸協議,汽車以太網總線可以很好地承擔此任務。第一階段的任務是將汽車以太網總線的速率達到 100Mbps,下一個則是 1Gbps,在未來五年甚至可能實現 10Gbps 的可能。當然,這對芯片以及傳輸系統(連接器+線束)而言都是非常重大的挑戰。

總結

從汽車問世至今的百年歷史,它的基本功能和用途也在隨時科技的發展發生著質的變化。但是近幾年汽車的發展可以說是在兩個方面發生了變革,第一,動力上又燃油機向電動機的轉變、第二,智能化由駕駛員駕駛轉變為車輛自動駕駛。這也是近幾年我們經常聽說的的電動汽車和自動駕駛。

新技術的變革也會重新定義汽車在未來的發展,不單單是傳統汽車工業巨頭,越來越多的新勢力也加入造車大軍,特別是具備互聯網思維的 IT 科技巨頭。

預計未來在未來五年內汽車電氣化將以每年4%的增速發展,在新技術領域的發展,例如新能源汽車的動力電池,中國市場已經佔有很好的市場和技術優勢。(本文首發鈦媒體,作者/Seb祺,編輯/項歐)

獲得更多的PTT最新消息
按讚加入粉絲團