Anonim

StreetScooter

Image

Hvor trenden fører

Ifølge statistikker er vægten af ​​det indbyggede netværk steget med 10 kg - pr. Kilo om året! Elektriske forbindelser erstattede gradvis mekaniske forbindelser. Den samlede længde af ledningerne voksede, deres bundter blev tykkere, og der var mindre og mindre elektrificerede hjørner i bilen. For nogle biler har den samlede masse af elektrikere allerede oversteget en halv centner.

I 2025, hvis intet gøres, får det indbyggede netværk endnu et dusin kilo tungere. Faktisk overføres flere og flere funktioner til elektronik, så niveauet for komfort og sikkerhed fortsætter med at vokse. Udviklere sidder dog ikke ved, men søger måder at gøre kredsløbet lettere, mere kompakt, pålideligt og hurtigere.

Digital diæt

Fantastisk at tabe vægt ledninger hjælper … dæk. Naturligvis ikke dem på hjulene, men de elektriske, der sender digitale signaler. Forskellen med konventionel analog kommunikation er, at aktuatorerne har deres egne styreenheder. Og det er ikke de tykke bundter, der passer til dem, men kun et eller et par (afhængigt af dataoverførselshastigheden) af informationsledningerne, ikke tæller strømforsyningen (“minus” sidder traditionelt på bagsiden).

193

Бортовая сеть автомобиля включает в себя десятки управляющих блоков и сотни метров проводов. Количество возложенных на электронику задач будет расти, а значит, надо думать, как упростить электросхемы. Køretøjets netværk ombord inkluderer snesevis af kontrolenheder og hundreder af meter ledninger. Antallet af opgaver, der er tildelt elektronik, vil vokse, hvilket betyder, at vi er nødt til at tænke over, hvordan vi forenkler de elektriske kredsløb. Køretøjets netværk ombord inkluderer snesevis af kontrolenheder og hundreder af meter ledninger. Antallet af opgaver, der er tildelt elektronik, vil vokse, hvilket betyder, at vi er nødt til at tænke over, hvordan vi forenkler de elektriske kredsløb. Køretøjets netværk ombord inkluderer snesevis af kontrolenheder og hundreder af meter ledninger. Antallet af opgaver, der er tildelt elektronik, vil vokse, hvilket betyder, at vi er nødt til at tænke over, hvordan vi forenkler de elektriske kredsløb.

Denne arkitektur giver dig mulighed for at slippe af med hundreder af meter ledninger. Og massen er mindre, og dyre kobber spares. Det er lettere for linkere at arbejde: At lægge et par tynde ledninger er lettere end et bundt med en hånds tykkelse.

Tror ikke, at elektriske dæk udelukkende bruges på dyre modeller. I Kalina-budgettet går det digitale signal ikke kun til motor, ABS og airbags, men også til hoveddørsmodulet, der styrer elektriske vinduer, varme og spejljustering. Hver gang beslutter ingeniører, om det er mere rentabelt at lægge - almindelig ledningsføring eller en bus.

CAN og alt, alt, alt

En af de vigtigste i det elektriske kredsløb er CAN-bussen (Controller Area Network). Dette er en seriel bus: data og kommandoer transmitteres på den ene kanal efter hinanden. CAN-bussen er dannet af to ledninger flettet i en pigtail - dette er det såkaldte snoede par. To ledninger - til forsikring mod datatab under transmission, og krøl ledningerne for yderligere at beskytte signalet mod elektromagnetisk interferens.

StreetScooter

Бортовая сеть с центральным процессором позволяет уменьшить число электронных компонентов и сократить общую длину проводов. Разработчики проекта RACE наглядно продемонстрировали, насколько проще становится архитектура. На стенде слева - бортовая сеть современного автомобиля среднего класса, справа - аналог с системой RACE. Правда, у перспективного варианта убрали с глаз долой силовые и информационные провода - «исключительно для облегчения восприятия», утверждают разработчики. Et indbygget netværk med en central processor kan reducere antallet af elektroniske komponenter og reducere den samlede længde af ledninger. Udviklerne af RACE-projektet har tydeligt vist, hvor meget lettere arkitekturen bliver. På stativet til venstre er indbygget netværk af en moderne middelklassebil, til højre er en analog med RACE-systemet. Sandt nok blev strøm- og informationsledninger fjernet fra perspektivversionen uden for syne - "udelukkende for at lette opfattelse", siger udviklerne. Et indbygget netværk med en central processor kan reducere antallet af elektroniske komponenter og reducere den samlede længde af ledninger. Udviklerne af RACE-projektet har tydeligt vist, hvor meget lettere arkitekturen bliver. På stativet til venstre er indbygget netværk af en moderne middelklassebil, til højre er en analog med RACE-systemet. Sandt nok blev strøm- og informationsledninger fjernet fra perspektivversionen uden for syne - "udelukkende for at lette opfattelse", siger udviklerne. Et indbygget netværk med en central processor kan reducere antallet af elektroniske komponenter og reducere den samlede længde af ledninger. Udviklerne af RACE-projektet har tydeligt vist, hvor meget lettere arkitekturen bliver. På stativet til venstre er indbygget netværk af en moderne middelklassebil, til højre er en analog med RACE-systemet. Sandt nok blev strøm- og informationsledninger fjernet fra perspektivversionen uden for syne - "udelukkende for at lette opfattelse", siger udviklerne.

I en moderne bil er der normalt flere CAN-busser. Ledningsarkitekturen ligner en spredt busk snarere end et træ. Det er mere pålideligt: ​​I en ekstrem situation vil ikke bagagerummet gå i stykker, men kun en gren og “planten” vil ikke dø. Ligesom i dyrelivet, i en bil er disse elektriske grene forskellige. Og de adskiller sig ikke kun fra hinanden i længden, men også i dataoverførselshastigheden.

Hvilken bus er hurtigere - involveret i sikkerhedssystemer eller bundet til komfort? Naturligvis prioriteres menneskets frelse, og at give ham fordelene ved civilisationen er ikke en meget prioriteret opgave. Derfor vil dataene, der transmitteres via CAN-bussen til motoren, transmission, airbags og ABS / ESP-enheden komme hurtigere end dem, der er adresseret til klimaanlægget eller lydsystemet. Til sammenligning: signaler kører med en hastighed på 100 kbit / s langs en bagagerum med lav hastighed og næsten en størrelsesorden hurtigere langs en CAN-autobahn.

Når "skydehastighed" og superpålidelighed ikke er påkrævet, bruger de en billigere LIN-bus med én ledning (Local Interconnect Network). Det bruges normalt til at oprette lokale netværk. Hvis vi igen henvender os til eksempler fra dyrelivet, er LIN en lille gren, der afgår fra det tykkere. For eksempel hænger klimakontrolenheden på en “behagelig” CAN-bus, og LIN-busser går til aktuatorerne under dens kontrol - til klimaanlæg, ventilatorer, aktuatorer til spjæld, der fordeler luftstrømme og sædeopvarmning.

StreetScooter

Супермозг будущей бортовой сети - центральный процессор. Он вместе с операционной системой возьмет на себя функции десятков нынешних управляющих блоков. Superhjernen i det fremtidige indbyggede netværk er den centrale processor. Sammen med operativsystemet overtager det funktionerne af snesevis af nuværende styreenheder. Superhjernen i det fremtidige indbyggede netværk er den centrale processor. Sammen med operativsystemet overtager det funktionerne af snesevis af nuværende styreenheder. Superhjernen i det fremtidige indbyggede netværk er den centrale processor. Sammen med operativsystemet overtager det funktionerne af snesevis af nuværende styreenheder.

Med udviklingen af ​​internetadgang i bilen vokser behovet for hurtig dataudveksling mellem multimedieenheder. Der er ikke engang nok hastighed, som CAN-bussen udvikler. Derfor gav kobberledninger plads til optisk fiber: informationen til enhederne er ikke elektroner, men lysimpulser. De leverer ikke kun “pakker” flere gange hurtigere (dataoverførselshastigheder op til 25 Mbps), men de er ikke bange for elektromagnetisk interferens.

Den MESTE bus (Media Oriented Systems Transport) kombinerer lyd- og videoudstyr, en telefon og enheder til tilslutning til internettet i biler. Træk fiber til andre systemer og samlinger har ingen hast - dyre! Ja, og elektroniske ledere håndterer stadig værdighed. Selvom det er muligt, at den optiske fiber i forbindelse med gradvis omdannelse af bilen til en computer på hjul forbinder andre enheder.

Computer på hjul

Dataoverførselsbusser er bare det første skridt hen imod en computerarkitektur for elektrisk udstyr. Det næste vil være et kredsløb med en central processor, der behandler informationen, der flyder til den, og koordinerer driften af ​​alle systemer. I dag er der i en middelklasse-bil omkring 70 styreenheder med deres egne algoritmer og software, der interagerer med hinanden, men ikke har en fælles "leder". I fremtiden overtager operativsystemet sine funktioner, og derfor forsvinder behovet for lokale "ledere".

Relaterede materialer Image Til pæren: hvad der ligger bag stigningen i lys + 50% Image Læringsaccelerationssensorer: Traditionel orientering Image Billamper: let præsentation

Et af projekterne i det indbyggede automobilnetværk med en central processor blev præsenteret af Siemens-koncernen. Dets udviklere udstyrede sammen med elbilproducenten StreetScooter (for nylig erhvervet af den tyske posttjeneste DHL) produktionsbilen med RACE-systemet. I en gratis oversættelse kan denne forkortelse dechiffreres som følger: "et hårdfør og pålideligt elektrisk kredsløb til lovende elbiler."

I en maskine med et RACE-system styrer en central processor alle enheder, komponenter, systemer - fra motor til lydsignal. Af sikkerhedsmæssige årsager duplikeres funktionerne mange gange, så pålideligheden af ​​sådant elektrisk udstyr ikke kan tvivles.

På grund af reduktionen i antallet af styreenheder og kabler bliver det indbyggede netværk mere kompakt og lettere. Dette vil appellere til bilproducenter, der rack deres hjerner over, hvordan man får de eftertragtede gram. Og for den fremtidige ejer af bilen er det vigtigt, at et sådant system fungerer mere stabilt. I det mindste teoretisk: jo færre komponenter, jo mindre er sandsynligheden for sammenbrud og fejl.

Derudover får bilen som en computer adgang til Plug and Play-teknologi, som giver dig mulighed for at tilslutte nye enheder og ændre parametrene for dem, der allerede er i brug. For at give en enhed en ny funktion i en bil er det i de fleste tilfælde tilstrækkeligt at ændre programmet og ikke røre ved jernet. Mange mangler foretaget af udviklerne kan fjernes uden masseanmeldelser og uplanlagte besøg på tjenesten: Jeg downloadede opdateringen, og fejlen forsvandt. Og endda afviklede modeller vil være i stand til at forblive efterspurgt på markedet længere på grund af den konstante tilførsel af nye algoritmer til drift af infotainment og andre indbyggede systemer. Sandt nok, producenter er tavse om, hvordan man opdaterer software. Det er muligt, at selve bilen vil pumpe nogle opdateringer over Internettet, som stationære computere og mobile gadgets gør. Og adgang til parametrene, der påvirker sikkerheden, vil kun blive leveret til mærke servicecentre.

Hvert år er bilen vokset med nye elektroniske enheder og systemer. Og de trækker uundgåeligt elektriske ledninger. Så i den nærmeste fremtid vil der være mange flere interessante udviklinger, der bestemmer den fremtidige udviklingsvej for det indbyggede netværk. Hvor vil denne sti føre? Det er svært at sige. Men det er klart, hvordan - med tråd.

Hæv til 48

194

Концептуальный Audi RS5 c гибридной бортовой сетью 12-48 В: (1) - 12 вольтовый генератор; (2) - 12 вольтовая сеть; (3) - 48 вольтовый накопитель энергии; (4) - 12 вольтовый аккумулятор; (5) - преобразователь напряжения; (6) - 48 вольтовая сеть; (7) - электронаддув двигателя. Concept Audi RS5 med et hybrid indbygget netværk 12–48 V: (1) - 12 volt generator; (2) - 12 volt netværk; (3) - 48 volt energilagring; (4) - 12 volt batteri; (5) - spændingsomformer; (6) - 48 volt netværk; (7) - motorens elektriske boost. Concept Audi RS5 med et hybrid indbygget netværk 12–48 V: (1) - 12 volt generator; (2) - 12 volt netværk; (3) - 48 volt energilagring; (4) - 12 volt batteri; (5) - spændingsomformer; (6) - 48 volt netværk; (7) - motorens elektriske boost. Concept Audi RS5 med et hybrid indbygget netværk 12–48 V: (1) - 12 volt generator; (2) - 12 volt netværk; (3) - 48 volt energilagring; (4) - 12 volt batteri; (5) - spændingsomformer; (6) - 48 volt netværk; (7) - motorens elektriske boost.

I mindst ti år har førende producenter af elektroniske komponenter sammen med bilfabrikanter arbejdet med forskellige højspændingskredsløb. Der var ideer til at konvertere indbygget netværk til en spænding på 36 V, og den seneste udvikling, meget tæt på serien, er designet til 48 V.

Jo højere spænding, desto mindre strøm, og derfor kan tyndere ledninger lægges - igen besparelser i ikke-jernholdige metaller og en gevinstmasse. For øvrigt er enheder designet til højere spænding lettere end lavspændingsanaloger. Så hvorfor ikke hæve bjælken endnu højere? Af sikkerhedsmæssige årsager: der er risiko for elektrisk stød.

Til at begynde med bliver netværkene blandede: Nogle noder drives af 12 volt, og kun enheder, der forbruger høj effekt, gør “højspænding” - elektriske motorer fra hybridanlæg, elektrisk servostyring, chassiselementer med elektronisk kontrol, elektriske kompressorer.

Aluminium vs kobber

195

Электропроводность алюминия хуже, чем у меди, а значит, при одинаковой нагрузке потребуется более толстый провод. Он вырастет в объеме в полтора раза, но все равно окажется на 40% легче медного. Den elektriske ledningsevne af aluminium er dårligere end kobber, hvilket betyder, at der med den samme belastning kræves en tykkere ledning. Det vil vokse i volumen halvanden gang, men det vil stadig være 40% lettere end kobber. Den elektriske ledningsevne af aluminium er dårligere end kobber, hvilket betyder, at der med den samme belastning kræves en tykkere ledning. Det vil vokse i volumen halvanden gang, men det vil stadig være 40% lettere end kobber. Den elektriske ledningsevne af aluminium er dårligere end kobber, hvilket betyder, at der med den samme belastning kræves en tykkere ledning. Det vil vokse i volumen halvanden gang, men det vil stadig være 40% lettere end kobber.

Kobber har længe været den eneste leder af elektriske signaler i en bil. Der er endnu ikke fundet hundrede procent erstatning, men monopolet slutter: En af de virkelige konkurrenter for et sted i det indbyggede netværk er aluminium. Det er lettere og billigere end kobber, men ikke uden mangler.

Aluminium er et metal med en lav trækstyrke, og dets ledninger går ofte i stykker efter flere bøjninger. Derfor er hovedanvendelsen af ​​dette materiale i stift faste kabler. Disse er hovedsageligt tykke strømledere: der opnås en betydelig masseøkning. Det er imidlertid vanskeligere at lægge et sådant kabel: den elektriske ledningsevne for aluminium er lavere end kobber, og det er derfor nødvendigt at gøre aluminiumkablet tykkere end kobber.

Navngivet-2

Чтобы обеспечить надежный контакт алюминиевого провода, разработчики придумывают разъемы хитроумных конструкций. Один из вариантов - разъем в стальном корпусе, с нажимной пружиной, исключающей разбалтывание контактов. For at sikre pålidelig kontakt med aluminiumstråden har udviklerne forbindelser til genialt design. En af mulighederne er et stik i en stålkasse med en trykfjeder, hvilket fjerner kontakten løs. For at sikre pålidelig kontakt med aluminiumstråden har udviklerne forbindelser til genialt design. En af mulighederne er et stik i en stålkasse med en trykfjeder, hvilket fjerner kontakten løs. For at sikre pålidelig kontakt med aluminiumstråden har udviklerne forbindelser til genialt design. En af mulighederne er et stik i en stålkasse med en trykfjeder, hvilket fjerner kontakten løs.

Derudover oxideres det vingerede metal hurtigt i luft, hvilket er mest farligt for aluminiumforbindelser med andre ledere. Oxidfilmen, der vises på overfladen, har en høj modstand, som et resultat, at tråden bliver varm, deformeres med tiden - og kontakten går i stykker. Udviklere forbedrer stik for at løse denne mangel. Og for optimal kabelforvaltning skal du bruge computersimulering. Generelt er der masser af forbedringsmuligheder.