Solutions de câblage automobile Kaweei pour les véhicules autonomes

Cet article élabore principalement sur le rôle des faisceaux de câblage dans le domaine de la conduite autonome, discutant principalement du principe de fonctionnement, de la composition de la disposition, de la sélection des matériaux et de la technologie de crimpage des faisceaux de câblage de conduite autonome automobile. On espère que grâce à l'utilisation de moyens technologiques, la qualité des faisceaux de câblage peut être améliorée, afin d'occuper une place dans le futur marché automobile.

1. Statut actuel de la technologie de conduite autonome

Avec le développement en profondeur de la technologie de conduite autonome, les voitures avec la technologie de conduite autonome de niveau L0 ~ L2 ont été préalablement mises en œuvre sur le marché. Certains constructeurs ont déjà atteint la norme de la conduite autonome de niveau L3, mais il y a encore beaucoup d'aspects qui doivent être améliorés si la conduite autonome de niveau L3 doit être popularisée, et le plus important est la fiabilité. En raison du fait qu'il s'agit d'une nouvelle technologie qui n'a pas fait l'objet de tests de longue durée, il est difficile de garantir qu'il n'y a pas de risques pour la sécurité. Imaginez, pour la technologie de conduite autonome de niveau L3, si un véhicule rencontre une situation méconnaissable et exige que le conducteur prenne le contrôle du véhicule, mais que le conducteur ne puisse pas prendre la relève en temps opportun, alors un accident de la circulation est susceptible de se produire. Par conséquent, un système d'entraînement automatique fiable est crucial, et la connexion entre le logiciel et les fonctions nécessite un faisceau de câblage, qui fait également face à de graves défis pour le faisceau de câblage connu sous le nom de sang de l'automobile.

Principe de fonctionnement du faisceau de câblage pour la conduite autonome

Les principaux composants de la conduite autonome sont composés du contrôleur principal ADU, passerelle, caméras avant et arrière, radars avant et arrière, etc. les capteurs radar et les caméras nécessitent des capteurs et des actionneurs avancés. Le radar et la caméra peuvent collecter des informations routières de 1 à 200 m et les transmettre au contrôleur principal. Le contrôleur principal ADU analyse et calcule les données transmises à partir du radar et de la caméra, et les résultats de calcul interagissent avec les différents systèmes de la voiture à travers la passerelle, réalisant une surveillance complète du conducteur, du véhicule de conduite et des conditions de la route de conduite, permettent aux véhicules de percevoir attentivement l'environnement environnant et d'analyser de manière indépendante leur fonctionnement et les dangers potentiels, les rendant plus sûrs pendant le fonctionnement et la réalisation d'un double effet de sécurité et de douceur. Le faisceau de câblage sert de pont, qui doit transmettre en douceur et rapidement les signaux enregistrés par la caméra à l'hôte. Une fois que l'hôte a calculé les résultats, il les transmet rapidement à la passerelle via le faisceau de câblage. La passerelle reçoit les résultats et envoie les instructions au contrôleur du véhicule via le faisceau de câblage. Une fois que le contrôleur du véhicule reçoit les résultats, il répond et doit les transmettre à divers composants fonctionnels à travers le faisceau de câblage, le faisceau de câblage est comme un vaisseau sanguin humain, transmettant diverses sources d'énergie et des signaux.

1) alimentation pour la conduite autonome. L'alimentation électrique de l'hôte de conduite autonome est généralement KL30 + KL15. Le KL30 est principalement utilisé pour fournir de l'énergie à divers composants fonctionnels, et le KL15 est une alimentation de réveil qui ne peut pas être désactivée au démarrage du véhicule. Actuellement, la plupart des voitures utilisent le radar à ondes millimétriques comme radar avant et arrière. Le radar à ondes millimétriques a les caractéristiques d'une forte pénétration, d'une technologie mature et d'un faible coût, mais son inconvénient est que la distance de détection est courte, qu'il ne peut pas percevoir les piétons et qu'il ne peut pas reconnaître avec précision les cibles, par conséquent, le radar à ondes millimétriques utilise généralement l'électricité KL15, ce qui peut répondre aux exigences de performance et réduire la consommation d'énergie statique; LiDAR est le principal capteur dynamique de détection d'obstacles pour les véhicules à conduite intelligente, caractérisé par une précision de détection élevée, un impact minimal de l'éclairage, et peut être utilisé pour décrire les paramètres environnementaux environnants. Il nécessite également une combinaison de sources d'alimentation KL30 et KL15, où KL30 peut être alimenté en continu et KL15 est utilisé uniquement à des fins de réveil. Les caméras restantes sont généralement alimentées par l'hôte.

2)Connexion au sol pour la conduite autonome. La mise à la terre de la conduite intelligente est un système important et est sensible aux interférences d'autres appareils électriques. Il est préférable de fixer le point de mise à la terre séparément et relativement près de l'équipement électrique. La position de mise à la terre doit être réglée dans un endroit résistant à la corrosion. Comme le point de mise à la terre situé à l'arrière du radar est sensible à la corrosion causée par les eaux usées et la poussière, il doit être installé sur la carrosserie du véhicule à l'intérieur de la cabine par le faisceau de câbles principal.

3)La ligne de signal pour la conduite autonome. La transmission du signal de la conduite autonome utilise le réseau CAN pour la transmission, généralement avec des résistances terminales sur les radars gauche et droit. La résistance terminale de la ligne CAN est de 120 Î ©. Comme l'unité principale sert de branche de la ligne CAN, le point de branche ne peut pas dépasser 1 m et la distance entre l'unité principale et le radar est longue, ce qui ne peut pas répondre aux exigences de conception du harnais de câblage. Par conséquent, la méthode d'enroulement de la ligne CAN est souvent utilisée pour le traiter.

La conduite autonome nécessite une sécurité et une fiabilité élevées. Face aux situations de conduite complexes et aux conditions électriques à l'intérieur du véhicule, les exigences de transmission du signal sont également très élevées.Étant donné que le processus de transmission ne peut pas être perturbé, les exigences de performance du faisceau de câblage sont particulièrement importantes. Le harnais de câblage doit protéger les interférences de toutes les parties tout en assurant sa propre fiabilité, et le niveau de sélection des matériaux et des processus doit être amélioré.

Aménagement de 3 faisceaux de câblage de conduite autonome dans l'ensemble du véhicule

Le harnais de conduite automatique doit passer à l'avant, à l'arrière et sur les côtés gauche et droit de la voiture.À l'heure actuelle, en raison de la technologie imparfaite, la plupart des entreprises automobiles sont encore au stade L2 ~ L3 de la conduite automatique, et ont toujours besoin de contrôle du conducteur. Les véhicules autonomes sur le marché ont conservé des caméras DMS et OMS, de sorte que la disposition du harnais implique également l'intérieur de la voiture. La disposition du faisceau de câblage de conduite autonome est montrée à la figure 1.

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Figure 1 Aménagement des faisceaux de câblage de conduite autonome

1)Les ADU de conduite autonome sont généralement disposés à l'intérieur du tableau de bord. L'espace intérieur du tableau de bord est étroit, ce qui rend difficile l'arrangement des faisceaux de câblage. Par conséquent, les faisceaux de câblage seront considérés comme étant disposés en sections, en ajoutant une paire de lignes intégrées dans une grande zone pour connecter le faisceau de câblage des instruments et le faisceau de câblage lié à la conduite autonome, ou en séparant certaines fonctions et en intégrant les faisceaux de câblage liés à la conduite autonome dans la ligne principale.

2)La caméra frontale et le radar frontale sont disposés sur le pare-chocs avant. La connexion de l'ADU à l'intérieur du cockpit au pare-chocs avant nécessite de traverser le panneau avant de la cabine et du cockpit. Par conséquent, il est le meilleur choix d'utiliser une paire de lignes intégrées pour connecter les deux, et puisque l'extérieur de la cabine est une zone humide, il est préférable de ne pas placer les lignes intégrées à l'extérieur de la cabine.

3)Les caméras des deux côtés sont généralement disposées sur les rétroviseurs gauche et droit. Pour passer de l'hôte à la caméra, il faut passer par l'accueil entre la porte et la carrosserie du véhicule. La conception de la partie en caoutchouc de la ligne de porte est particulièrement importante, et l'angle de flexion de la partie en caoutchouc ne peut pas être trop grand, et il doit avoir une élasticité.

4)La caméra de vision arrière et le radar arrière sont généralement disposés sur la porte arrière et le pare-chocs arrière. La distance entre le pare-chocs arrière et l'avant de la voiture doit passer à travers toute la carrosserie, ce qui est très long. En termes de disposition, des points fixes doivent être ajoutés à chaque distance et, si nécessaire, des plaques de protection doivent être ajoutées pour la protection. Afin d'assurer la commodité du montage, une connexion en ligne est ajoutée entre le harnais d'instrument et le harnais de carrosserie. La ligne en ligne près du tableau de bord est généralement intégrée et fixée avec des plaques de protection pour une gestion et une maintenance faciles.

4. Sélection du fil de conduite autonome

Compte tenu des exigences élevées de fiabilité de la conduite autonome, les fils en cuivre ordinaires ne peuvent pas transmettre des signaux vidéo en haute définition, ce qui est un défaut fatal pour la conduite autonome. Ils ne peuvent pas reconnaître avec précision les caractéristiques de la route, la distance et d'autres traitements d'images, et ne peuvent pas détecter avec précision l'environnement environnant de la voiture et localiser la voiture. Par conséquent, la ligne coaxiale FAKRA est choisie comme ligne vidéo. La structure de connexion du câble coaxial FAKRA est montrée à la figure 2, y compris principalement le connecteur FAKRA, le connecteur en ligne AKRA, le câble coaxial et le connecteur d'extrémité de la carte PCB.

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Figure 2 Diagramme de la structure de connexion du câble coaxial FAKRA

1)Les normes de taille de section auxquelles se réfèrent principalement les connecteurs FAKRA incluent les normes ISO 20860 - 1 et USCAR - 18, tandis que les normes d'essai incluent principalement les normes ISO 20860 - 2, USCAR - 17 et USCAR - 2. Les normes de taille définissent les dimensions principales des connecteurs FAKRA dans les directions axiales et radiales. Les dimensions de la section transversale standard du connecteur mâle sont montrées à la figure 3.

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Figure 3 Taille standard de la section transversale pour les connecteurs mâles

Dans les produits de différentes entreprises, il existe des situations où les matériaux du milieu d'isolation ne sont pas les mêmes. Des essais d'appariement doivent être effectués sur des connecteurs avec différents matériaux d'isolation et des structures de section transversale, tout en respectant les normes, afin de vérifier si les indicateurs de performance électrique pertinents sont dans la plage numérique spécifiée.

2)Le connecteur en ligne FAKRA fournit une méthode de segmentation efficace, mais lorsque vous utilisez le connecteur en ligne FAKRA, essayez de ne pas l'utiliser trop car il y aura une perte d'insertion lors de l'amarrage en ligne. Plus on est en ligne, plus on est en perte. Par conséquent, l'inline FAKRA devrait être utilisé aussi peu que possible, et la paire sélectionnée d'inline devrait provenir du même fabricant autant que possible, ce qui peut assurer la performance et réduire l'évaluation et les essais de performance après le changement de fabricant.

3)Le conducteur de câble coaxial utilisé par FAKRA est un fil de cuivre, qui est enveloppé d'une couche de remplissage en mousse. Le blindage est principalement un maillage de cuivre métallique ou un maillage tissé en alliage d'aluminium et de magnésium, et le matériau d'isolation est généralement du PVC.À l'heure actuelle, la norme de câble utilisée par le pays est GBT14864-1993, et la qualité du câble nécessite également des essais et une rétention terminale.

4)Le connecteur d'extrémité de la carte FAKRA et le connecteur d'extrémité de la ligne doivent répondre aux exigences de conception de la connexion de la queue de prise et du PCB. Il est également recommandé que l'extrémité du harnais et l'extrémité de la carte soient des produits du même fabricant pour éviter les défauts de performance causés par des différences structurelles.

Crimpage de 5 faisceaux de câblage de conduite autonome

La principale méthode de crimpage utilisée pour les faisceaux de câblage traditionnels est la connexion terminale en forme de U. La méthode traditionnelle de crimpage à froid est simple et rentable, et la plupart des pièces non critiques utilisent toujours le crimpage à froid terminal en forme de U. En raison du fait que les bornes en forme de U reposent sur une pression de poinçonnage élevée pour comprimer les fils de cuivre ensemble, s'appuyant principalement sur le frottement entre les fils de cuivre pour la connexion, il y aura inévitablement certains vides après le crimpage, entraînant une augmentation de la chute de tension et une diminution de la conductivité. Cependant, sous les exigences élevées de la conduite autonome, en particulier lorsqu ' il s'agit d'une communication CAN, le soudage par ultrasons est nécessaire.

Le principe du soudage par ultrasons est de souder les matériaux de faisceau de fil et les pièces par vibration mécanique à haute fréquence. Au cours du processus de soudage, la machine de soudage de faisceau de fil à ultrasons est serrée dans trois directions simultanément à la face d'extrémité de soudage à ultrasons et vibre cycliquement sur sa surface à une fréquence de 20 kHz. Dans le même temps, la pression est appliquée à la pièce pour former une forte liaison entre les pièces, obtenant ainsi l'effet de soudage. Pour le soudage du faisceau de fil à ultrasons, l'ensemble du processus de soudage peut être contrôlé avec précision sans générer de chaleur excessive sur la surface métallique, ce qui entraîne une forte résistance au soudage. En raison du fait que le soudage par ultrasons soude complètement les fils de cuivre ensemble, la conductivité est beaucoup meilleure que le pressage à froid des bornes en forme de U. Le soudage par ultrasons, avec son excellente résistance au soudage et sa conductivité stable, doit être en mesure de répondre aux besoins de la conduite autonome.

6 Conclusion

Avec le développement rapide de l'intelligence artificielle, de l'informatique visuelle, du radar, des dispositifs de surveillance et des systèmes de positionnement global, les véhicules autonomes utilisent des technologies de pointe et croient que dans un avenir proche, ils seront en mesure de créer des véhicules automatiques et sûrs sans opération active humaine. Par conséquent, les professionnels des faisceaux de fil automobiles doivent également explorer constamment des technologies de pointe, utiliser des moyens technologiques pour améliorer la qualité des faisceaux de fil et mettre vigoureusement en œuvre des équipements de production avancés afin d'occuper une place à l'avenir.