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輕量化成為眾多車企選擇的路徑
發(fā)布時(shí)間:2022-07-25 閱讀量:519 來源:我愛方案網(wǎng)整理 作者:我愛方案網(wǎng)

天下武功無堅(jiān)不摧,唯快不破。如何在汽車領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)“快"這個(gè)目標(biāo),在不同文化之下的汽車企業(yè),有著屬于自己的不同見解。資源豐富的美國(guó)車企,會(huì)以大排量、大功率的發(fā)動(dòng)機(jī) ,借助猛獸般的氣勢(shì)來提升速度。相比較而言,講究精細(xì)、效率化的車企,則以材料學(xué)為基礎(chǔ)將車身重量降低,從而實(shí)現(xiàn)唯快不破。

 

這兩種解決方案不能以偏概全地判斷誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò),更應(yīng)該說是在不同背景下的最優(yōu)解而已。大排量、大力的快只是直路上的快,而輕量化的快則是無時(shí)無刻的快。隨著各國(guó)對(duì)于汽車排放、污染、環(huán)保等話題的深入,大排量發(fā)動(dòng)機(jī)的路線顯然是難上加難。因此,輕量化成為眾多車企選擇的路徑。

 

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減負(fù)/音頻線束  

 

ADI推出的汽車音頻總線A2B作為一種高帶寬雙向數(shù)字總線,最初用于解決汽車應(yīng)用中的音頻分配挑戰(zhàn)。因?yàn)楝F(xiàn)有的汽車音頻網(wǎng)絡(luò)一般使用多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模擬連接,A2B技術(shù)可以解決許多與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模擬連接相關(guān)的挑戰(zhàn),包括電纜重量、電纜成本、布線難題,以及多個(gè)連接的可靠性。它有助于通過非屏蔽雙絞(UTP)線和連接器基礎(chǔ)設(shè)施,在整個(gè)分配式多節(jié)點(diǎn)音頻系統(tǒng)中傳輸完全同步的音頻數(shù)據(jù)(I2S/TDM/PDM)和控制數(shù)據(jù)(I2C)。該技術(shù)在上行和下行總線上支持多達(dá)32個(gè)音頻通道,提供50 Mbps總帶寬。A2B技術(shù)支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、菊花鏈和分支網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/span>

 

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A2B技術(shù)是減輕車重的一種方法,上圖左側(cè)顯示的例子是車輛中的傳統(tǒng)線束,布置非常復(fù)雜,使用大量的銅材料和大量的連接器。右側(cè)顯示的是A2B例子,用單對(duì)非屏蔽雙絞線電纜就能替換上方圖中顯示的線束。從生產(chǎn)角度看,這要容易得多,連接器更便宜且更小,但最重要的是,從線束中減除的銅材料量相當(dāng)大。在ADI與沃爾沃的合作新聞中,有提到ADI的解決方案使音頻系統(tǒng)能夠連接到低延時(shí)總線架構(gòu)中,不僅能保證音頻的高保真度,還可在車內(nèi)減輕多達(dá)50公斤的線纜和絕緣裝置。  

 

近年來,由于A2B可以保證延時(shí)最多2個(gè)時(shí)鐘周期,為ANC/RNC這樣的延時(shí)敏感型應(yīng)用提供時(shí)間確定性,正是在50Mbps下的兩個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)延,為汽車道路或發(fā)動(dòng)機(jī)噪音到達(dá)乘客只需要大約 0.009 秒的聲音傳播條件下的噪聲消除創(chuàng)造了非常必要條件,近年來在大量的汽車路噪消噪中得到應(yīng)用。汽車主動(dòng)消噪技術(shù)的應(yīng)用為汽車創(chuàng)造一個(gè)非常舒適和安靜的內(nèi)部環(huán)境,避免使用消音材料降低燃油效率。另外,創(chuàng)造這種安靜的環(huán)境并控制其中的一些噪聲源,從而減弱車架中的振動(dòng),還能進(jìn)一步延長(zhǎng)汽車使用壽命。    

 

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事實(shí)上,車輛中消音材料多達(dá)80磅并不少見,算一下就會(huì)知道這種材料會(huì)使車輛的續(xù)航里程減少大約2.5%。換言之,如果我們能用電子解決方案代替這種消音材料,從而減除80磅的材料,那么電動(dòng)汽車的續(xù)航里程或內(nèi)燃機(jī)的燃油效率將提高百分之二點(diǎn)五,這是相當(dāng)大的改善。許多汽車制造商花費(fèi)成百上千萬美元來試圖將燃油效率提高百分之幾,減除消音材料從而減重80磅,是達(dá)到目的方法之一。    

 

減負(fù)/視頻總線  

 

現(xiàn)代汽車在自動(dòng)化和智能化趨勢(shì)下,各種傳感器與信息娛樂系統(tǒng)配置越來越豐富,例如33 英寸、分辨率高達(dá)9K的 LED 超大連屏,部署中控、副駕雙15.7英寸3K OLED雙聯(lián)屏以及后排頂部大尺寸吸頂屏,6顆800萬像素?cái)z像頭和5顆200萬像素?cái)z像頭以及1個(gè)毫米波雷達(dá)+12個(gè)超聲波雷達(dá)+1個(gè)激光雷達(dá)等感知部件……幾年前是高配甚至不可想象的配置,在今天已經(jīng)成為很多新款車型標(biāo)配。  

 

如何為如此眾多的系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)傳輸?傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊一般采用并行總線增加帶寬,將控制信息與視頻數(shù)據(jù)單獨(dú)編碼進(jìn)行獨(dú)立傳輸,完成后再進(jìn)行相應(yīng)的解碼。此種方式會(huì)導(dǎo)致線束越來越多,成本與線束重量也隨之增加,同時(shí)還會(huì)有EMI的風(fēng)險(xiǎn)。  

 

相較并行總線,SerDes(Serializer/Deserializer,串行器/解串器)是當(dāng)前主流的時(shí)分多路復(fù)用、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的串行通信技術(shù),不存在信號(hào)線間的干擾,而且也沒有同一時(shí)序要求,只需提高頻率就能進(jìn)行更高數(shù)據(jù)流傳輸,能有效滿足車載高帶寬數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸需求。ADI GMSL(千兆多媒體串行鏈路)技術(shù)作為SerDes的一種,串行器與解串器芯片的互操作性允許鏈路兩側(cè)使用不同接口,廣泛適用于車內(nèi)UHD視頻、音頻、控制信息、組合傳感器等數(shù)據(jù)的高速傳輸。GMSL通信介質(zhì)支持長(zhǎng)達(dá)15m同軸電纜或10m-15m屏蔽雙絞線電纜,具有相當(dāng)大的配置靈活性和成本優(yōu)勢(shì),同時(shí)滿足汽車行業(yè)最苛刻的電磁兼容要求。

   

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此外,GMSL還可以通過電纜供電,既傳數(shù)據(jù)又供電,這樣可以省一條電源線和地線,對(duì)于成本、車自身重量來說,都是一個(gè)非常大的改進(jìn)。作為一種雙向的傳輸連接,GMSL也能進(jìn)行控制信號(hào)的傳輸和多路集成,例如顯示屏的觸摸檢測(cè)與信息處理等,由于一個(gè)GMSL串行器最多可驅(qū)動(dòng)四個(gè)解串器,因此理論上可同時(shí)傳輸四塊屏幕的數(shù)據(jù)信息,進(jìn)一步降低電纜成本和重量。  

 

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