HPC - La trasformazione dell'impianto elettrico dell'auto
Ecco come un connettore affronta questa sfida
L'aumento dei requisiti elettrici, dovuto alla transizione verso la mobilità elettrica, la guida autonoma e i sistemi di infotainment con risoluzione 4K-HD, richiede nuove architetture di rete di bordo nel settore automobilistico. La classica architettura decentralizzata della rete di bordo sta raggiungendo i propri limiti a causa della sua complessità e delle caratteristiche di alta velocità richieste. ept offre i connettori board-to-board più adatti per affrontare queste sfide.
Definizione di rete di bordo: architettura decentralizzata, basata su domini e zone
La classica architettura decentralizzata nel settore automobilistico è composta da un massimo di 100 centraline, a ciascuna delle quali è assegnata una funzione specifica: controllo del motore, airbag, ABS/ESP, regolazione dei sedili, climatizzazione e molto altro ancora. Ogni centralina opera in modo autonomo e comunica con le altre tramite gateway.
Nel corso degli ultimi decenni, l'architettura decentralizzata ha subito una crescita storica, con ogni nuova funzionalità che veniva integrata da un'ulteriore centralina. Oggi, tuttavia, sta raggiungendo i propri limiti: le funzionalità in aumento aumentano notevolmente i costi di installazione e cablaggio all'interno del veicolo.
Nell'architettura a domini, le centraline vengono raggruppate in diverse aree funzionali. Ogni dominio è responsabile di un'area specifica del veicolo, come ad esempio la propulsione, l'infotainment o la sicurezza. Il controllo di livello superiore di un dominio viene eseguito da un computer ad alte prestazioni (HPC) autonomo. Questo coordina le centraline all'interno del proprio dominio. Per l'area funzionale della sicurezza, si tratterebbe ad esempio di centraline per i sistemi di assistenza alla guida, ABS/ESP e sistemi di sterzo.
Rispetto all'architettura decentralizzata, il minor numero di centraline installate riduce il lavoro di cablaggio e installazione. L'architettura a domini può quindi contribuire efficacemente alla riduzione dei costi e del peso rispetto all'architettura decentralizzata. Inoltre, è possibile integrare successivamente funzioni aggiuntive con uno sforzo minimo.
Nell'architettura a zone, la strutturazione non avviene in base ai domini, ma a zone locali. All'interno di una determinata zona del veicolo vengono raggruppate diverse funzionalità; ciò consente di elaborare funzioni quali propulsione e infotainment all'interno di un unico controller di zona. Il controllo di livello superiore dei vari controller di zona è gestito da un HPC centrale. Il vantaggio principale consiste in una riduzione delle centraline e del relativo cablaggio fino al 50%.
Nel corso degli ultimi decenni, l'architettura decentralizzata ha subito una crescita storica, con ogni nuova funzionalità che veniva integrata da un'ulteriore centralina. Oggi, tuttavia, sta raggiungendo i propri limiti: le funzionalità in aumento aumentano notevolmente i costi di installazione e cablaggio all'interno del veicolo.
Nell'architettura a domini, le centraline vengono raggruppate in diverse aree funzionali. Ogni dominio è responsabile di un'area specifica del veicolo, come ad esempio la propulsione, l'infotainment o la sicurezza. Il controllo di livello superiore di un dominio viene eseguito da un computer ad alte prestazioni (HPC) autonomo. Questo coordina le centraline all'interno del proprio dominio. Per l'area funzionale della sicurezza, si tratterebbe ad esempio di centraline per i sistemi di assistenza alla guida, ABS/ESP e sistemi di sterzo.
Rispetto all'architettura decentralizzata, il minor numero di centraline installate riduce il lavoro di cablaggio e installazione. L'architettura a domini può quindi contribuire efficacemente alla riduzione dei costi e del peso rispetto all'architettura decentralizzata. Inoltre, è possibile integrare successivamente funzioni aggiuntive con uno sforzo minimo.
Nell'architettura a zone, la strutturazione non avviene in base ai domini, ma a zone locali. All'interno di una determinata zona del veicolo vengono raggruppate diverse funzionalità; ciò consente di elaborare funzioni quali propulsione e infotainment all'interno di un unico controller di zona. Il controllo di livello superiore dei vari controller di zona è gestito da un HPC centrale. Il vantaggio principale consiste in una riduzione delle centraline e del relativo cablaggio fino al 50%.
Requisiti per l'HPC e i suoi connettori
I requisiti che ne derivano per un HPC sono notevoli: non da ultimo, l'elaborazione dei dati di imaging nel settore dell'infotainment o dei sistemi di telecamere per la guida autonoma richiede una trasmissione dati sicura ad alta velocità con tempi di latenza ridotti. Allo stesso tempo, non deve verificarsi in nessun caso un'interruzione della trasmissione del segnale: la sua affidabilità deve essere garantita in ogni momento.
Alte prestazioni, trasmissione dati veloce e, soprattutto, affidabile – talvolta in condizioni ambientali avverse – sono quindi requisiti che devono soddisfare anche i connettori installati.
Alte prestazioni, trasmissione dati veloce e, soprattutto, affidabile – talvolta in condizioni ambientali avverse – sono quindi requisiti che devono soddisfare anche i connettori installati.
Cosa occorre tenere presente nella scelta del connettore più adatto per l'HPC?
Verificate la "leggibilità" di un segnale, ad esempio utilizzando il cosiddetto diagramma di眼. Questo indica se un segnale trasmesso può essere chiaramente associato agli stati digitali 1 o 0 nel ricevitore.
Prestare particolare attenzione alla protezione dei segnali ad alta velocità. Un connettore può fungere sia da fonte di interferenze che da dissipatore. Per questo motivo si consiglia di proteggere i segnali mediante una lamiera schermata, al fine di preservare i segnali sensibili da influenze esterne.
Scegliete, ad esempio, il connettore più adatto in termini di compatibilità elettromagnetica sulla base dell'induttanza di accoppiamento, evitando così costose e lunghe prove per tentativi nel laboratorio di compatibilità elettromagnetica.
Scegliete una trasmissione del segnale senza interruzioni anche in condizioni ambientali estreme, come vibrazioni e urti. In questo contesto, il design dei contatti, il sistema di contatto e la tecnologia di connessione rivestono un ruolo fondamentale.
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Come funziona nel dettaglio il diagramma a occhio e come viene utilizzato nella pratica?
A cosa bisogna prestare attenzione quando si scherma il connettore, cosa si intende esattamente per induttanza di accoppiamento e in che modo questa aiuta nella scelta del connettore giusto nell’HPC?
Quale design dei contatti, sistema di contatto e tecnologia di collegamento garantiscono una trasmissione dati affidabile nelle condizioni ambientali più avverse e a cosa occorre prestare attenzione?
Trovate le risposte a queste domande, con spiegazioni dettagliate ed esempi pratici, nel nostro white paper gratuito.
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Conclusione
Gli attuali sviluppi nel settore automobilistico pongono requisiti sempre nuovi ai connettori installati. A prima vista, il ruolo dei connettori sembra passare in secondo piano a causa della riduzione del numero di centraline. A un esame più attento, tuttavia, risulta evidente che proprio questo passaggio all’elaborazione centrale dei dati tramite HPC ne accresce l’importanza: l’affidabilità nella trasmissione dei segnali non è mai stata così fondamentale come oggi.
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