Soluzioni Kaweei Automotive Wiring Harness per veicoli autonomi

Questo articolo elabora principalmente il ruolo dei cablaggi nel campo della guida autonoma, discutendo principalmente il principio di lavoro, la composizione del layout, la selezione dei materiali e la tecnologia di crimpaggio dei cablaggi di guida autonoma dell 'automobile. Si spera che attraverso l'uso di mezzi tecnologici, la qualità dei cablaggi possa essere migliorata, in modo da occupare un posto nel futuro mercato automobilistico.

1. Lo stato attuale della tecnologia di guida autonoma

Con lo sviluppo profondo della tecnologia di guida autonoma, le auto con tecnologia di guida autonoma di livello L0 ~ L2 sono state preliminarmente implementate sul mercato. Alcuni produttori hanno già raggiunto lo standard di guida autonoma di livello L3, ma ci sono ancora molti aspetti che devono essere migliorati se il livello di guida autonoma L3 deve essere divulgato, e il più importante è l'affidabilità. A causa dell'essere una nuova tecnologia che non è stata sottoposta a test di tempo approfonditi, è difficile garantire che non vi siano rischi per la sicurezza. Immaginate, per la tecnologia di guida autonoma di livello L3, se un veicolo incontra una situazione irriconoscibile e richiede al conducente di prendere il controllo del veicolo, ma il conducente non può prendere il sopravvento in modo tempestivo, allora è probabile che si verifichi un incidente stradale. Pertanto, un sistema di azionamento automatico affidabile è fondamentale, e la connessione tra software e funzioni richiede l'imbracatura del cablaggio, che deve anche affrontare gravi sfide per l'imbracatura del cablaggio noto come il sangue dell'automobile.

Principio di funzionamento del cablaggio per la guida autonoma

I principali componenti di guida autonoma sono composti dal controller principale ADU, gateway, telecamere anteriori e posteriori, radar anteriori e posteriori, ecc Sia sensori radar e telecamere richiedono sensori avanzati e attuatori. Il radar e la telecamera possono raccogliere informazioni stradali da 1 a 200m e trasmetterle di nuovo al controllore principale. Il controllore principale ADU analizza e calcola i dati trasmessi dal radar e dalla telecamera, e i risultati di calcolo interagiscono con vari sistemi della vettura attraverso il gateway, ottenendo un monitoraggio completo del conducente, del veicolo di guida e delle condizioni della strada di guida, consentendo ai veicoli di percepire in modo uniforme l'ambiente circostante e analizzare in modo indipendente il loro funzionamento e potenziali rischi, rendendoli più sicuri durante il funzionamento e ottenendo un duplice effetto di sicurezza e scorrevolezza. L'imbracatura del cablaggio funge da ponte, che deve trasmettere senza intoppi e rapidamente i segnali registrati dalla telecamera all'host. Dopo che l'host calcola i risultati, li trasmette rapidamente al gateway attraverso l'imbracatura del cablaggio. Il gateway riceve i risultati e invia le istruzioni al controllore del veicolo attraverso l'imbracatura del cablaggio. Dopo che il controllore del veicolo riceve i risultati, risponde e ha bisogno di trasmetterli a vari componenti funzionali attraverso l'imbracatura del cablaggio, l'imbracatura del cablaggio è come un vaso sanguigno umano, trasmettendo varie fonti di energia e segnali.

1) Alimentazione per guida autonoma. L'alimentazione dell'host di guida autonoma è di solito KL30 + KL15. KL30 è principalmente utilizzato per fornire potenza per vari componenti funzionali, e KL15 è un alimentatore di sveglia che non può essere spento quando si avvia il veicolo. Attualmente, la maggior parte delle auto utilizzano millimetro radar onda come il radar anteriore e posteriore. Millimetro wave radar ha le caratteristiche di forte penetrazione, tecnologia matura e basso costo, ma il suo svantaggio è che la distanza di rilevamento è breve, non può percepire i pedoni, e non può riconoscere accuratamente obiettivi, quindi, millimetro wave radar di solito utilizza KL15 energia elettrica, che può soddisfare i requisiti di prestazioni e ridurre il consumo di energia statica; Lidar è il principale sensore dinamico di rilevamento degli ostacoli per i veicoli di guida intelligenti, caratterizzato da alta precisione di rilevamento, impatto minimo dall'illuminazione, e può essere utilizzato per descrivere i parametri ambientali circostanti. Richiede anche una combinazione di fonti di energia KL30 e KL15, dove KL30 può essere alimentato in continuo e KL15 è utilizzato solo per scopi di sveglia. Le telecamere rimanenti sono generalmente alimentate dall'host.

2)Connessione a terra per la guida autonoma. La messa a terra della guida intelligente è un sistema importante ed è suscettibile alle interferenze da parte di altri apparecchi elettrici.È meglio impostare il punto di messa a terra separatamente e relativamente vicino alle apparecchiature elettriche. La posizione di messa a terra deve essere impostata in un luogo resistente alla corrosione. Poiché il punto di messa a terra nella posizione del radar posteriore è suscettibile alla corrosione da acque reflue e polvere, dovrebbe essere impostato sulla carrozzeria del veicolo all 'interno della cabina attraverso il cavo principale.

3)La linea di segnale per la guida autonoma. La trasmissione del segnale della guida autonoma utilizza la rete CAN per la trasmissione, di solito con resistenze terminali sui radar sinistro e destro. La resistenza terminale della linea CAN è di 120 Ω. Poiché l'unità principale funge da ramo della linea CAN, il punto di ramificazione non può superare 1 m e la distanza tra l'unità principale e il radar è lunga, che non può soddisfare i requisiti di progettazione del cablaggio. Pertanto, il metodo di avvolgimento della linea CAN viene spesso utilizzato per affrontarlo.

La guida autonoma richiede elevata sicurezza e affidabilità. Di fronte a situazioni di guida complesse e condizioni elettriche all 'interno del veicolo, i requisiti di trasmissione del segnale sono anche molto elevati. Poiché il processo di trasmissione non può essere disturbato, i requisiti di prestazione del cablaggio sono particolarmente importanti. Il cablaggio deve proteggere le interferenze da tutte le parti garantendo la propria affidabilità e il livello di selezione del materiale e del processo deve essere migliorato.

Disponibilità di 3 cablaggi di guida autonoma in tutto il veicolo

Il harness di guida automatica deve attraversare la parte anteriore, posteriore e sinistra e destra della vettura. Attualmente, a causa della tecnologia imperfetta, la maggior parte delle aziende automobilistiche sono ancora nella fase L2 ~ L3 della guida automatica e hanno ancora bisogno di controllo del conducente. Il veicolo autonomo sul mercato ha mantenuto le telecamere DMS e OMS, quindi il layout del harness coinvolge anche l'interno dell ' auto. Il layout del cablaggio di guida autonoma è mostrato nella figura 1.

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Figura 1 Disponibilità dei cablaggi di guida autonoma

1)Le ADU di guida autonoma sono generalmente disposte all ' interno del cruscotto. Lo spazio interno del cruscotto è stretto, rendendo difficile organizzare i cablaggi. Pertanto, i cablaggi saranno considerati disposti in sezioni, aggiungendo una coppia di inline in una vasta area per collegare il cablaggio degli strumenti e il cablaggio relativo alla guida autonoma, o separando alcune funzioni e integrando i cablaggi relativi alla guida autonoma nella linea principale.

2)La fotocamera anteriore e il radar anteriore sono disposti sul paraurti anteriore. Il collegamento dall 'ADU all' interno della cabina di pilotaggio al paraurti anteriore richiede l'attraversamento del pannello anteriore della cabina e della cabina di pilotaggio. Pertanto, è la scelta migliore utilizzare una coppia di inline per collegare i due, e dal momento che l'esterno della cabina è un 'area bagnata, è meglio non posizionare le inline al di fuori della cabina.

3)Le telecamere su entrambi i lati sono di solito disposte sui retrovisori sinistro e destro. Per passare dall ' host alla telecamera, è necessario passare attraverso l'arcolamento tra la porta e la carrozzeria del veicolo. La progettazione della parte in gomma della linea della porta è particolarmente importante, e l'angolo di piegazione della parte in gomma non può essere troppo grande e deve avere elasticità.

4)La telecamera posteriore e il radar posteriore sono di solito disposti sulla porta posteriore e sul paraurti posteriore. La distanza dal paraurti posteriore alla parte anteriore dell 'auto deve passare attraverso l'intero corpo, che è molto lungo. In termini di layout, i punti fissi devono essere aggiunti ogni altra distanza e, se necessario, le lastre di protezione devono essere aggiunte per la protezione. Al fine di garantire la comodità di montaggio, è stato aggiunto un collegamento in linea tra il harness dello strumento e il harness del corpo. L'inline vicino al cruscotto è solitamente integrato e fissato con piastre di protezione per una facile gestione e manutenzione.

4. Selezione del filo di guida autonomo

Sulla base degli elevati requisiti di affidabilità della guida autonoma, i normali cavi di rame non possono raggiungere la trasmissione di segnali video ad alta definizione, che è un difetto fatale per la guida autonoma. Non possono riconoscere con precisione le caratteristiche della strada, la distanza e altri processi di elaborazione delle immagini, e non possono rilevare con precisione l'ambiente circostante dell 'auto e localizzare l'auto. Pertanto, la linea coassiale FAKRA viene scelto come linea video. La struttura di connessione del cavo coassiale FAKRA è mostrata nella Figura 2, che comprende principalmente il connettore FAKRA, il connettore in linea AKRA, il cavo coassiale e il connettore della scheda PCB.

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Figura 2 Diagramma della struttura di connessione del cavo coassiale FAKRA

1)Gli standard di dimensione della sezione che i connettori FAKRA si riferiscono principalmente includono ISO 20860 - 1 e USCAR - 18, mentre gli standard di prova includono principalmente ISO 20860 - 2, USCAR - 17 e USCAR - 2. Gli standard dimensionali definiscono le dimensioni principali dei connettori FAKRA in direzione assiale e radiale. Le dimensioni della sezione trasversale standard del connettore maschio sono mostrate nella Figura 3.

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Figura 3 Dimensioni della sezione trasversale standard per i connettori maschili

Nei prodotti di diverse aziende, ci sono situazioni in cui i materiali isolanti non sono gli stessi. I test di abbinamento essere effettuati su connettori con diversi materiali isolanti e strutture a sezione trasversale, pur rispettando le norme, per verificare se gli indicatori di prestazioni elettriche pertinenti sono all 'interno dell' intervallo numerico specificato.

2)Il connettore in linea FAKRA fornisce un metodo di segmentazione efficace, ma quando si utilizza il connettore in linea FAKRA, cercare di non usarlo troppo perché ci sarà una perdita di inserimento durante il docking in line. Più in linea, più perdita. Pertanto, l'inline FAKRA dovrebbe essere utilizzato il meno possibile, e la coppia di inline selezionata dovrebbe essere dello stesso produttore il più possibile, che può garantire le prestazioni e ridurre la valutazione e il test delle prestazioni dopo il cambio di produttori.

3)Il conduttore del cavo coassiale utilizzato da FAKRA è un filo di rame, che è avvolto con uno strato di riempimento di schiuma. Lo schermo è principalmente metallo rame mesh o lega di alluminio magnesio mesh tessuto, e il materiale isolante è generalmente PVC. Attualmente, lo standard del cavo utilizzato dal paese è GBT14864-1993, e la qualità del cavo richiede anche test e ritenzione terminale.

4)Il connettore di fine scheda e il connettore di fine linea FAKRA devono soddisfare i requisiti di progettazione per il collegamento della coda del plug e del PCB. Si consiglia inoltre che l'estremità del harness e l'estremità della scheda siano prodotti dello stesso produttore per evitare difetti di prestazione causati da differenze.

Crimpaggio di 5 cablaggi di guida autonoma

Il principale metodo di crimpaggio utilizzato per i cablaggi tradizionali è il collegamento terminale a forma di U. Il tradizionale metodo di crimpaggio a freddo è semplice ed economico, e la maggior parte delle parti non critiche utilizza ancora il crimpaggio a freddo terminale a forma di U. A causa del fatto che i terminali a forma di U si basano su un 'alta pressione di punteggio per comprimere i fili di rame insieme, basandosi principalmente sull' attrito tra i fili di rame per il collegamento, ci saranno inevitabilmente alcuni vuoti dopo l'incrippamento, con conseguente aumento della caduta di tensione e una diminuzione della conduttività. Tuttavia, sotto le elevate esigenze della guida autonoma, specialmente quando si utilizza la comunicazione CAN, è necessaria la saldatura ad ultrasuoni.

Il principio della saldatura ad ultrasuoni è quello di saldare i materiali del filo e i pezzi di lavoro attraverso vibrazioni meccaniche ad alta frequenza. Durante il processo di saldatura, la saldatrice di arni di filo ad ultrasuoni viene serrata in tre direzioni contemporaneamente alla faccia finale di saldatura ad ultrasuoni e vibra ciclicamente sulla sua superficie a una frequenza di 20 kHz. Allo stesso tempo, la pressione viene applicata al pezzo per formare un forte legame tra i pezzi, raggiungendo così l'effetto di saldatura. Per la saldatura del cavo ad ultrasuoni, l'intero processo di saldatura può essere controllato con precisione senza generare calore in eccesso sulla superficie del metallo, con conseguente solidez della saldatura. A causa del fatto che la saldatura ad ultrasuoni salda completamente i fili di rame insieme, la conducibilità è molto migliore della pressatura a freddo dei terminali a forma di U. La saldatura ad ultrasuoni, con la sua eccellente resistenza alla saldatura e la conduttività stabile, deve essere in grado di soddisfare le esigenze della guida autonoma.

6 Conclusione

Con il rapido sviluppo dell 'intelligenza artificiale, del visual computing, del radar, dei dispositivi di monitoraggio e dei sistemi di posizionamento globale, i veicoli autonomi utilizzano tecnologie avanzate e ritengono che nel prossimo futuro saranno in grado di creare veicoli a motore automatici e sicuri senza l'operazione attiva umana. Pertanto, i professionisti del cablaggio automobilistico devono anche esplorare costantemente tecnologie avanzate, utilizzare mezzi tecnologici per migliorare la qualità dei cablaggi e mettere vigorosamente in uso attrezzature di produzione avanzate al fine di occupare un posto in futuro.