Что вы узнаете:
- Как электрификация стимулирует инновации в автомобильном дизайне.
- Рост и возрастание значимости электронных компонентов в автомобильной промышленности.
- Шесть факторов, которые следует учитывать при выборе автомобильных компонентов.
Потребности водителей в расширенных функциях безопасности, информационно-развлекательных возможностях, передовых средствах управления и т. д. обусловливают необходимость внедрения в современные автомобили большего количества электроники, чем когда-либо прежде.
Проектирование и производство транспортных средств всех типов для удовлетворения этих потребительских и профессиональных требований быть умнее и более подключенными означает, что количество электронных компонентов, необходимых для их питания, будет расти экспоненциально, включая компоненты питания и соединения. Ожидается, что к 2030 году электроника будет составлять 50% стоимости нового автомобиля, согласно Государственный деятель.
Появление электронных функций в транспортных средствах открывает новые горизонты для автомобильного дизайна и инноваций.
Расширение спектра применений автомобильных полупроводников
Электрифицированные автомобили расширяют возможности инновационных автодизайнов. С отказом от традиционного двигателя внутреннего сгорания автопроизводители получают больше гибкости в размещении аккумуляторов и портов зарядки, возможности увеличения пространства для пассажиров или груза и т. д.
Ускорение выхода на рынок новых компаний, выпускающих электромобили (EV), привело к появлению широкого спектра марок и моделей транспортных средств. Хотя многие из них по-прежнему дороги и не имеют стандартизации, увеличение количества опций обеспечивает водителям больше стиля и индивидуальности. И по мере совершенствования технологий и увеличения производства цена транспортных средств, скорее всего, со временем снизится.
Конструкции в автомобильной отрасли, как правило, надежны, прочны и хорошо зарекомендовали себя, но в это время стремительных изменений многие платформы все еще не стали отраслевым стандартом. Универсальная компоновка для дизайна электромобилей в конечном итоге дебютирует, что поможет снизить стоимость.
Во всех электромобилях потребуется надежная передача электроэнергии и высокоскоростная передача данных для обеспечения принятия решений в режиме реального времени с помощью программного обеспечения.
Прогресс, достигнутый в микропроцессорах, также привел к смене парадигмы в автомобильном дизайне. Дебют платформы программного обеспечения, определяемого транспортным средством (SDV), управляющей функциональностью и поведением систем транспортного средства, означает меньшую зависимость от оборудования, и для управления сложной системой требуется меньше деталей и проводов. Конечный результат — повышенная модульность, гибкость и подключаемость.
Почти невозможно добавить больше проводов, поэтому автопроизводители берут пример с компьютерной индустрии. Двухпроводной стандарт Ethernet, который может работать в гигагерцовом диапазоне, значительно сокращает количество проводов, необходимых в автомобиле.
Аналогично, 48-вольтовая электрическая система позволяет перейти на меньшие провода. С зональной архитектурой в SDV один контроллер и устройства находятся на одной шине с одним проводом для их соединения. Будущие транспортные средства будут лучше спроектированы и более способны обрабатывать более высокую скорость соединения.
Выбор между гибридными и электромобилями
Поскольку инфраструктура зарядки электромобилей и запас хода транспортных средств вызывают значительную обеспокоенность у водителей США, они переходят на гибридные автомобили. Темпы роста покупок гибридов в США увеличились на 76%, а рост продаж электромобилей остановился в 2023 году, согласно данным Ассошиэйтед Пресс.
Несмотря на то, что потребительское принятие электромобилей растет не так быстро, электрические варианты становятся все более распространенными в коммерческих автопарках. Устойчивость продолжает стимулировать эту тенденцию, при этом доставка на последней миле, общественный транспорт и легкие и средние транспортные средства, используемые на грузовых станциях, переходят на аккумуляторные электромобили, подключаемые электромобили и альтернативные виды топлива.
Показательный пример: в Неделя рабочих грузовиков 2024 г. В Индианаполисе практически все транспортные средства, меньшие по размерам, чем полугрузовик, были оснащены электродвигателем, а также существовало множество систем с нулевым уровнем выбросов, работающих на водороде.
Ключевые моменты при выборе автомобильных компонентов
Современные автомобили содержат в среднем 80 датчиков, 100 электронных блоков и кучу проводов. Чтобы хорошо работать в различных погодных и дорожных условиях, при температурах, вибрациях и т. д., компоненты должны соответствовать строгим стандартам.
В транспортировке надежность и прочность абсолютно критически важны. Поскольку некоторые компоненты должны служить десятилетиями, может потребоваться много времени, чтобы подготовить парк к трансформации, происходящей с компонентами. Например, стандарты USB-C для зарядных кабелей являются обязательными для потребителей.
Несколько организаций устанавливают стандарты для автомобильных деталей, в том числе Совет США по автомобильным исследованиям (USCAR) и Совет по автомобильной электронике (AEC). AEC и USCAR устанавливают требования к производительности и тщательно проверяют и сертифицируют компоненты, одобренные для использования в автомобильных условиях. Компоненты, сертифицированные AEC (AECQ), отличаются высоким качеством, прочностью и надежностью, поэтому они выдерживают суровые условия без снижения производительности.
Безопасность превыше всего при выборе компонентов. Если компонент сломался, есть ли резервный предохранитель, чтобы предотвратить аварию? Автомобильные конструкторы часто ищут самые последние и лучшие компоненты, чтобы добавить новейшие функции для оптимальной производительности. Хотя скорость выхода на рынок важна, надежность для обеспечения безопасности водителя и пассажиров неизменна.
Помимо безопасности, при выборе автомобильных компонентов следует учитывать и другие факторы:
- Энергоэффективность: Рационально ли используется энергия или деталь потребляет дополнительную мощность?
- Модульность: Легко ли владельцу заменить деталь или необходимо обратиться в ремонтную мастерскую?
- Геометрия контактов: Сколько раз можно подключать и отключать компонент? Хорошо ли работает разъем?
- Вариант использования: Изготовлена ли деталь в соответствии со спецификацией для соответствия варианту использования? Недостаточно квалифицированные детали могут только выжить, но не функционировать, а чрезмерно квалифицированные детали могут ограничить гибкость конструкции.
- Удобство сборки: Сможет ли сборочная линия многократно устанавливать деталь в зависимости от ее местоположения в транспортном средстве?
Хотя их важность в автомобильном дизайне недооценена, межсоединения обеспечивают гибкость, позволяющую создавать модульные детали, которые можно заменять.
Поскольку конструкция транспортного средства продолжает развиваться, важно найти правильный баланс, когда дело касается спецификаций продукта. С ростом функциональности спецификации компонентов могут потребовать обновления. С другой стороны, если спецификация превышает спецификацию, с ней могут быть связаны слишком большие затраты или она может ограничить гибкость дизайна.
Будущее автомобильного дизайна: миниатюризация и микропроцессоры
Электрификация только начинается (см. рисунок). Потребители продолжат наращивать темпы перехода на электромобили, чтобы сократить использование бензина и дизельного топлива. Спрос на передовые опции для безопасности и комфорта также будет расти.
.jpg)
