汽車線束架構的趨勢

來源：線束世界?作者：線束世界?2024-08-22 09:29

汽車行業(yè)一直在努力提高設計效率，對于其他產(chǎn)品和行業(yè)來說，這通常是未來的預兆。在迪爾伯恩舉行的汽車線束會議上，Matt Schroeder向觀眾介紹了他研究過的一些OEM架構示例，這些示例揭示了重要趨勢。Matt是全球工程和基準測試公司 Caresoft的顧問。Caresoft的產(chǎn)品之一是執(zhí)行車輛拆解，以識別廢物和整體設計適用性。他們不是在組件的基礎上做到這一點，而是在系統(tǒng)的基礎上做到這一點。Caresoft從外向內(nèi)看，識別浪費和可避免的成本。Matt花費了大量時間分析其OEM 客戶的電氣系統(tǒng)。在一次采訪中，他回顧了他的演講，并對總體趨勢提出了一些突出的觀察。

在分析布線系統(tǒng)或任何與此相關的系統(tǒng)時，Matt 強調(diào)，他們正在以多種方式尋找低效率。首先，他們從整合的角度來看待事物，或者事物是如何組合在一起的。他們還從規(guī)格基礎上分析事物——設計是否超出了規(guī)定。裝配設計是Caresoft的另一個重要指標。最后，他們從整體產(chǎn)品復雜性的角度來看待系統(tǒng)。

在深入了解 OEM 樣品的詳細原理圖之前，Matt 討論了消除汽車電氣系統(tǒng)中浪費的一些總體趨勢?！拔覀兛吹搅似囆袠I(yè)的發(fā)展方向（圖1），從傳統(tǒng)架構轉向當前的基于域的架構。

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圖1 向基于域的架構邁進

在目前的架構中，你有一個用于電動升降門的盒子（ECU），一個用于HVAC系統(tǒng)的盒子等，它們都通過某種類型的CAN總線連接在一起。Matt認為，隨著基于領域的概念的進一步發(fā)展，這種趨勢正在向右發(fā)展。這主要是由特斯拉和Lucid兩家公司推動的?！斑€有其他人正在努力實現(xiàn)這一目標，但在我們的拆除中，這就是我們所看到的。

Matt特別指出，Caresoft的分析并未真正涉及各個OEM的線束質(zhì)量，而且他們遇到的組件的實際質(zhì)量相當高。相反，他們的任務是指出OEM客戶的效率低下?！斑@與質(zhì)量無關。我們正在尋找該行業(yè)在效率、降低成本和創(chuàng)新方面的發(fā)展方向。

在第一個示例中（圖2），Matt對一個典型的架構進行了通用的觀察。

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圖2 典型的車身線束架構結構

綠色代表主體線束，紅色代表前部或發(fā)動機艙，洋紅色代表IP線束。“在邊緣，您可以看到這些線束如何連接到門板、前后面板、A柱和 B柱到頭頂、掀背車門等。你有所有這些不同的車身安全帶，它們根據(jù)車輛在裝配線上的組合方式進行細分。

正如Matt所指出的，這種架構強制使用多個互連（Big Inline Connectors）?！盎ミB會導致額外的工作、額外的成本和額外的潛在保修問題。而客戶卻一無所獲。當您插入燈時，客戶會得到一盞燈。當您插入模塊時，客戶會得到一個處理器來做一些事情。當您由于車輛的分區(qū)而進行連接時，您不會選擇任何功能。它使汽車能夠工作，但并沒有為客戶增加任何特性或功能。Matt在高價值和低價值成本之間做出了重要的劃分。“無論是在車輛上還是在農(nóng)業(yè)設備上，我們都在尋找用最少的互連找到最大的價值，因為它們不會增加價值。

Matt繼續(xù)以圖3中的Rivian為例，他指出，盡管這是一款相對較新的電動汽車，有一些令人興奮的營銷，但線束設計實際上并沒有什么革命性的東西。

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圖3 Rivian車身安全帶概述

他指出，這種結構可能由裝配協(xié)議指導，具有傳統(tǒng)的車身線束、多個IP線束和外圍線束，與通用示例不同。“同樣，這并不是說車輛不好-這與質(zhì)量無關 - 這只是關于我們從效率的角度來看前進的方向，”他堅持說。

接下來是悍馬，這是通用汽車的全新電動汽車（圖4）。

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圖4 通用悍馬EV車身線束概述

“這個更獨特一些，你可以看到綠色的車身安全帶從前部延伸到車輛的后部，穿過中心。它延伸到車門，沒有單獨的前車廂安全帶。他們通過伸出車身安全帶來擺脫前車廂安全帶。它允許您消除這些互連，并代表著很好的成本節(jié)約。這表明通用汽車正在從更廣泛的意義上考慮線束。

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圖5 大眾ID.4車身安全帶概述

Caresoft已經(jīng)為大眾汽車進行了多次拆解，這代表了他們整個產(chǎn)品線的共同主題。Matt認為這個設計總體上非常好?！澳憧吹骄G色的車身安全帶，我們突出顯示了（洋紅色）應該是IP安全帶，但它是相同的身體安全帶。他們所做的是用這個大型線束建立IP，然后將其裝入并通過車輛的其余部分展開。它負責中控臺，并向上移動到A柱，然后返回到后面板，“他詳細說明，并指出這種設計非常創(chuàng)新和高效。

Matt指出，當你查看大眾的產(chǎn)品時，他們有多個車型級別，每個級別都有多個選項。它迫使他們進行BUILD-to-VIN線束?！八麄儾灰欢ê喕軜?，因為他們不得不處理多個線束的復雜性，因此他們開發(fā)了這種構建線束的方法，以幫助從他們構建到 VIN的思維方式中節(jié)省一些成本。

為了進一步說明這一點，Matt提請注意代表直列同軸連接的黑點。“這些連接甚至更昂貴，你可以看到車輛中沒有內(nèi)聯(lián)同軸電纜。他們能夠拿走所有的天線，并將它們作為一個連續(xù)的同軸電纜從頂部一直運行到前面。他們確實能夠從制造復雜車輛中節(jié)省大量成本。

Matt對大眾汽車為擺脫互連所做的努力表示贊賞?！八麄儼堰@個作為他們的行業(yè)標準，告訴他們?nèi)绾伟衍囕v組裝在一起。它們減少了大型互連的數(shù)量，并簡化了整體設計。這需要與他們的線束供應商建立非常密切的關系，但我們還沒有在任何其他制造商那里看到這一點。

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圖6 Lucid Dream 身體安全帶概述

“這是一輛價值175,000美元的汽車，這是一輛新的電動汽車，非常令人興奮。他們的首席工程師來自特斯拉，負責讓他們更多地實現(xiàn)盈利，我們非?？释吹剿?。但是，正如Matt所指出的，從線束的角度來看，它非常傳統(tǒng)，有許多互連?！拔覀儧]有看到他們?nèi)〉梦覀冊诖蟊娖嚿砩峡吹降倪M步。

Matt確實注意到的一件事是存在四個基石車輛控制模塊。這些元素使這種特殊的設計在效率的討論中具有重要意義?！爱斘覀兓仡檲D1時，Lucid設計代表了向車輛集中式架構的轉變。我們在這里進入模塊，理解這種級別的區(qū)域中央計算代表了最新的架構進步，這一點非常重要。

在當今的汽車制造中，似乎沒有人比特斯拉更掌握電氣架構的效率（圖7）。

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圖7 特斯拉 ModelY車身安全帶概述

從安全帶的角度來看，Matt表示它看起來并不那么具有革命性，包括主體安全帶和其他用于IP、后面板等的功能?！斑@是關于他們?nèi)绾谓⒙?lián)系，”他透露。“特斯拉的獨特之處在于它們之間沒有互連。例如，IP安全帶從不接觸身體安全帶。它涉及到我們標記為BCM的東西（圖8）。他們通過這些控制器構建所有的互連。

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圖8 特斯拉控制模塊

這種高級使用或區(qū)域計算代表了Matt和他的團隊分析的設計中效率的頂峰?！疤厮估莫毺刂幵谟谒麄冎圃炝艘环N變體。我認為他們在這輛車上的一個選擇是拖車線束，但除此之外，一切都是遺留的。他們在組裝中沒有十幾種身體安全帶可供選擇。他們只有一個。他們構建它們都是一樣的，然后根據(jù)客戶選擇的選項校準軟件。他堅持認為，Model Y代表了特斯拉非常快速的工程速度，與Model 3相比是一個巨大的飛躍?！斑@是非常精致的建筑，而且經(jīng)過深思熟慮。”

Matt了最后幾分鐘談論了特斯拉未來的創(chuàng)新計劃?！鞍Ｂ　ゑR斯克（Elon Musk）曾表示，他討厭電線和線束，”馬特提醒道。它們很靈活，不適合特斯拉正在開發(fā)的截面千兆鑄造組件。為此，他們將需要由金屬或導電聚合物制成的剛性導體?！拔艺J為我們不會在Cybertruck中看到這一點，但我認為對于下一代Model 3或Model Y，我們將在架構中看到完全不同的思維方式以及事物如何組合在一起。