汽車電子神經系統的架構設計和小線徑化

用 “復雜”來形容當今的汽車是再恰當不過的一個詞。安全、操控、驅動和娛樂僅僅是依賴電子/電氣架構的部分子系統。如今的駕駛者都希望他們的座駕能夠無限精準且不間歇地運轉。但是控制整個汽車的電子神經系統的內部卻是如此的復雜。如今，大部分汽車應用了超過一英里的導線、十幾個控制器模塊和幾條串行數據網路來滿足目前市場上需要的那些功能。

　　“架構設計”的必要性

　　隨著汽車逐漸擁有越來越多的電子控制系統如導航系統、衛星廣播、安全氣囊、溫度控制和電動車門等，電子/電氣架構的發展也在汽車運輸行業起到了舉足輕重的作用。現在的主機廠比以往任何時候都渴望能夠擁有一個供應商能對他們的需求進行分析、設計和制造出整個系統來能夠滿足各種需求。

　　“架構設計”就是在車輛設計流程前期中定義車輛的電子和電氣系統的過程。像建筑大師搭建一所房屋或一幢高樓一樣，汽車電子/電氣工程師以豐富的經驗和專有的設計工具創造出電子/電氣架構的虛擬模型。通過計算機測試和模擬工具，再對設計思路進行核實以確保其能夠滿足客戶在成本、重量以及布置等方面的要求。

　　在設計初期階段對細節的關注和一絲不茍確保能為客戶打造完整的電子/電氣架構系統。與過去的設計相比，德爾福的工程師們發現重新設計能使車輛整體重量最多減輕20%，成本則最多可降低高達30%，并有效改善車輛的各項性能。此外，德爾福提供的電子/電氣架構在車輛運行的可靠性、裝配的簡便性和兼容性等方面也有了極大的改善。

　　電子/電氣架構的精心設計涉及到車輛的所有領域，包括惡劣的行駛環境和高密度的布置。電子/電氣架構實現了汽車制造商的產品理念，也滿足車主對性能和功能的期待。電子/電氣架構還幫助改善布置空間，使電子/電氣元件能夠放置在更狹小或更易接近的地方。在某些情況下，它甚至可以完全省去某些特殊的部件，使成本大大降低。

　　為了能夠使產品的成本下降1~3%，零部件供應商在不斷提高效率方面付出了不懈的努力。但是，如果將整部汽車作為一個有機的系統來開發，那么在整個系統節約的成本將更多。未來要開發的內容只會越來越多。汽車開放系統架構(AUTOSAR——AUTOSAR國際聯盟建立于2003年，旨在建立電子/電氣架構開放式標準。成員包括汽車制造商，電子零部件供應商，半導體供應商及工具供應商)剛剛完成了第一階段的開發。AUTOSAR的目標是使軟件的設計標準化，以實現由不同制造商制造的部件之間的互換性，同時還能夠使功能在不同的硬件之間實現輕松轉移。寶馬集團去年第四季度已經將AUTOSAR應用于量產車的全新BMW 7系上。汽車制造商們旨在實現更高的靈活性、更低的成本，開拓汽車電子系統新的發展方向。寶馬集團電子/電氣與駕駛環境系統研發部門負責人還明確了未來的發展目標：BMW要在生產的所有車輛中全面應用AUTOSAR系統。

　　節能環保的小線徑導線

　　從電子消費品到汽車系統，技術的進步正在朝著小型化的方向發展，以達到更小、更輕的目標。在汽車制造商看來，減輕重量是提高燃料效率、降低CO2排放標準，進而達到目前和未來政府法規要求的關鍵所在。電氣元件變得越來越小巧，現在已有一些公司計劃使用0.13mm2截面積的導線。不斷改進的結果就是使電子/電氣系統變得更小、更輕、更可靠。

　　產品與工藝過程之間的聯系密不可分。要想讓大多數產品創新成為現實并產生切實利益，通常還需要開發獨特的工藝過程。汽車電氣/電子系統中小線徑導線的應用也是如此。能夠可靠地生產和處理更加纖細的導線固然重要，但還必須改進線束組裝工藝以確保一致、可靠地應用這些導線。

　　這對于通常的手工布線及接插件端子插接是一項挑戰：這一過程不僅取決于操作工能夠肉眼正確識別導線，而且操作工還必須能看到推入連接器正確的孔位。可是如果開始使用截面只有0.13mm2甚至更小的導線(其直徑大約相當于指甲的厚度)，人的眼睛便無法辨別導線的編碼、尺寸和顏色了，同樣連接系統端子的孔位也難以區分。導線越細，端子當然也就越小。此外，導線的剛度也沒法保證端子的接插到位。德爾福公司的超薄壁無鹵素導線能保證最小0.13mm2導線手動插入操作的規定剛度，而自動化的制造工藝過程能夠提高端子接插的可靠性。

自動化裝配與微型化趨勢將有助于促進下一代減重技術的發展，提高生產規模的靈活性以及改進一次下線質量。例如，根據一些應用實例研究，采用德爾福公司的蜂窩晶片集成化(waferization)、自動化和小型化技術之后，傳統線束中可以不使用任何并頭連接，減少銅線用量50%，還能減少40%的線束重量，且線束外徑也縮小了20%。正是出于這個原因，德爾福公司才會在美國俄亥俄州Champion市的技術中心和德國Wuppertal市的技術中心研發新的工藝過程，確保制造工藝在靈活性與功能性方面都能滿足小線徑導線應用的要求。通過自行設計獨有的工藝過程和設備，再結合設備供應商的能力，確保工藝過程的效率及設備的能力，例如小型切割機和自動化配套技術。德爾福正在開發新型無壓接端子技術與小線徑導線。

　　這些都是針對實際挑戰的實用解決方案。德爾福公司的產品技術與制造工藝正在將這些理念轉變為實用的產品，實現在布置與減重方面的巨大效益，進而幫助汽車制造商滿足全球消費者的需要與各國政府規定的環境標準。