自动驾驶和新能源汽车的连接器挑战

Carlos Penafiel　黄锦强

1 自动驾驶和新能源汽车的连接器挑战

现今汽车被形容为” “在轮子上的电脑”，这是由于它们加入了电子、电气、软件和机械元件。同时，我们也看到了以往的传统机械系统正逐步为汽车的E/E（电子及电气）架构所取代，出现了自动驾驶和新能源汽车（ NEV）。

1）自動驾驶

在嵌入式系统中，计算能力正逐渐达到单个控制器的技术限制的一个情况，内域及跨域通信的频宽可能不足以应付未来的数据传送。虽然浮动板对板连接器在这些自动驾驶应用中扮演重要的角色，但这种技术富有挑战性。

2）新能源汽车

在NEV（新能源汽车）设计方面，涉及到了VCU（整车控制单元）、MCU（马达控制单元）、OBC（车充）、PDU（配电装置）与DC-DC（直流）转换，以及用于充电站的电源模块和控制板。 NEV的一个主要趋势是市场从插电混动（PHEV）和混动（HEV）向纯电动汽车（BEV）的过渡。此后，预计将从BEV过渡到燃料电池汽车（FCV）。这些发展都是市场对于更高行驶里程不断提出要求的结果。

同样，从标准VDA电池模块向CTP（电池包）比例更高的大型模块的过渡，可以提高能量密度，从而更高效地利用空间，并且在使用部件更少的情况下使电池组的重量更轻。

FPCA（ Flexible Printed Circuit Assembly）对于复杂的电池组和BMS（电池管理系统）设计具有诸多的优势，将会继续取代线束。

同样，MCU、OBC、PDU和DC-DC转换之类的主要部件和技术将日益地集成到3、4或5功能的模块当中。

2 传统汽车的连接方式遇到的瓶颈

换一个角度，当前用于NEV的连接器解决方案面临的趋势是有多项挑战，那就是要使车辆的重量更轻，从而在每次充电后，或者在使用燃料电池汽车的情况下，在每次补充燃料后，行驶更长的里程。EV的电池组在整车重量中占了很大一部分，同时还会占用大量的空间。与传统的线束实现的产品相比，这些约束因素都要求使用尺寸更小且重量更轻的连接器。柔性印刷电路（FPC）可以为传统的线对板连接器提供一种重量更轻的替代产品，与此同时，产品的柔性允许其贴合进紧凑的空间，而这正是当今顶尖的电池组内部高密度的多电池结构所要求的。

这种高度集成的方式导致系统变得复杂，由于电控单元（ECU）、传感器和线缆互连。由于这个环境集合了消费性技术的电气基建、电子及软件，因此为不熟悉这个领域的汽车OEM和供应商带来了重大挑战。

3 Molex的解决方案

Molex认为未来的趋势将是非常紧凑且稳健的连接器解决方案，有助于机器人组装工序。Molex集成了FAKRA-Mini的摄像机后壳连接器以及全新的超小型浮动板对板连接器就是最好的例子。

浮动板对板连接器可实现机器人组装工序，而其小尺寸提供了最大的设计灵活性，以及摄像机和主机昀平行电路板之间最少的空间。这些优点适合紧凑而高高分辨率的摄像机。

此外，柔性印刷电路（FPC）可以为传统的线对板连接器提供一种重量更轻的替代产品，与此同时，产品的柔性允许保持紧凑的结构，并符合当今汽车电子提出的空间上的约束要求。Molex在FPC的开发和使用方面获得了多年的丰富经验，Molex认为，FPC的趋势代表了一个不断增长中的重大市场机遇。

由于日新月异的市场需要的是尺寸更小但可靠性更高的连接，Molex也在不断地开发外形更低而密度更高的互连系统，从而满足这类需求。

Molex的悠久运营历史并不只在于汽车领域，而且也具有丰富的电气和电子专业知识，例如Molex在板对板连接器方面的经验和知识（原本在设计笔记本电脑用的模块接器和手机用的微型连接器所获得的），可以运用在集成ECU模块和ADAS传感器，而市场的要求是更小型化之余，提供零延迟的高速数据率连接。

Molex适用于显示器的低侧边、高速FFC/FPC连接器正为未来数字驾驶室的开发做出贡献，也就是为未来安全和舒适的驾驶做出贡献。