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汽车的传感器、线缆、存储器、连接器、测试方案…进化成什么样了?

汽车的传感器、线缆、存储器、连接器、测试方案…进化成什么样了?

对于自动驾驶、ADAS,或者汽车网联化、电子化、智能化之类的趋势,我们日常探讨最多的,恐怕是技术本身的革新,以及这些技术对汽车整个垂直产业带来的影响。当聊到未来高端汽车内部软件代码将达到2-3亿行时,我们会“推测”这些趋势对汽车整个行业结构将产生怎样革命性的影响……

广濑在展位上展示的连接器eU6esmc

连接器大概是5G、智能网联车乃至IoT时代,最能体现技术转变的某种节点。来自广濑的技术部资深主管李钢先生说,ADAS前置摄像头、环视/后视摄像头、毫米波雷达、LIDAR等的连接器都分别有其特点。“前置摄像头,目前比较多的是传感器的电路板和控制板垂直连接,用软排线;环视摄像头尺寸很小,就必须要用到板对板连接器;LIDAR和毫米波雷达是板对板连接器或者FPC软排线连接器。”eU6esmc

“随着自动驾驶等级越来越高,车载摄像头、毫米波雷达、LIDAR等传感器个数越来越多。”李钢表示,Fuji Chimera Research数据显示,预计到2030年,一辆车的摄像头数量就需要达到10-15个,毫米波雷达则为4-10个,“芯片处理能力也越来越高。这样一来,散发出来的热也很高。所以对连接器来说,至少需要具备耐高温、小型的特点。”“小型化是以后ADAS内部元器件的趋势。”eU6esmc

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“产品需要经过严苛的车规级试验,包括热老化、热冲击实验。比如我们的板对板小型连接器产品DF40系列,对应到125℃,-55~125℃ 2000次循环这样的热冲击试验,仍然保持稳定的接触电阻。”上面这张图则是ZE05系列与竞品在热冲击试验中的对比。eU6esmc

“还有车走在陡峭的公路上,对板对板连接器而言,就需要有很可靠的结构,我们设计带小型锁扣的板对板连接器,在公母端有卡扣结构,汽车振动就不易脱落;对大型板对板连接器而言,带有高速传输功能,设有电源专用端子的话,就能节省多pin的信号端子。”eU6esmc

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应用免振浮动技术的FX26系列产品在触点位置的浮动设计,及复合振动测试后,与竞品对比接触电阻变化eU6esmc

“与此同时,采用浮动的这种设计,一个板子上就可以装2、3个连接器。”适合计算功能复杂,pin数需求多的主板与副板连接,“而且在装配的时候,可以吸收上壳和下壳之间的装配公差,减少电路板针脚的负荷。”eU6esmc

除了连接器之外,电动车还对采样电阻提出了新的需求。伊莎贝棱辉特现场应用工程师钱晨栋说:“采样电阻在汽车中的应用非常广泛,燃油车也需要。从电流采集、电流检测的角度,一辆车有上百甚至几百个部位需要用到采样电阻。主要应用包括BMS(电源管理系统)和马达控制。”eU6esmc

在汽车上,采样电阻一方面用于电流信号检测采样,针对电池;另一方面针对马达驱动、电动助力转向,还有汽车空调、风机、水泵、油泵,驱动各种电机——通过电压信号采集最终实现无极控制无极驱动。eU6esmc

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伊莎贝棱辉特采样电阻展示eU6esmc

“电流采样有两种方式,一种是基于分流器的电流检测;一种是霍尔传感器。霍尔传感器由于材料、制造工艺相对简单,容易制造,所以它在工业领域一直有比较广泛的应用。但随着科技的进步,制造一款高性能、高精密的电阻已经不是障碍。”eU6esmc

“现在,分流器、电阻的这种方式,相比霍尔传感器的优势也越来越明显,市场采用率也越来越高。霍尔传感器的主要优势是没有功率损耗,绝缘耐压;分流器的信号是小信号,电阻阻值小,最后电压采样信号就比较小,对信号而言需要做电路放大——有人也会把这个当成是分流器的缺点,因为后续还需要补偿和处理。但除此之外,在各方面分流器都有优势,尤其体积小、成本低,而且原理简单:就是欧姆定律,电流=电压/电阻。”eU6esmc

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上面这张图是伊莎贝棱辉特的ISA-Weld基于焊接工艺的产品结构。上面那张产品展示图中的BAS分流器属于此产品线的Bus-bar连接型(铜排机械连接安装)产品。除了产品原材料、合金材料、电阻产品结构都由伊莎贝棱辉特自己完成以外(精密合金、精密和功率电阻都是伊莎贝棱辉特的主要业务线),“最大的特点是TCR温漂50ppm,行业内没有其他企业可以做到,同类型的都在200ppm。”其恒定电流可以达到925A。“符合理想的四线制测量方案;使用的原材料也依然是公司的锰镍铜合金,所以温度系数低、热应力小、长期稳定性佳;真空电子束焊接(上图中的两条黑线),紧凑度比激光焊接来得更好。”

原创
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黄烨锋
欧阳洋葱,编辑、上海记者,专注成像、移动与半导体,热爱理论技术研究。
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