汽车无人驾驶需要怎样的连接器技术

2023-06-29 15:23:39 来源:《国际线缆与连接》投稿人 冯文飞编译 作者:TE Connectivity工业、商业运输部副总裁兼首席技术官Lisa Viazanko 点击:12829

完全自主操作的公路车辆的承诺使制造商、消费者和媒体都为之着迷。全世界都在等待这样一个未来:卡车、公共汽车和应急车辆可以完全由自动化操作,并对不断变化的环境和交通状况作出反应。预计到2032年,自动驾驶卡车和公共汽车的市场将增长到120万辆,或占总市场的19%。中国将引领自动驾驶商用车的采用,占38.5%的份额,其次是欧洲和北美,分别占29%和26%。

在这个勇敢的新世界里,完全自主的商用车将全天候运行:克服司机短缺和疲劳,使交通更加顺畅,并减少堵塞和事故。车队运营商将能够处理更多的货物,推动更多的收入,同时将卡车的总拥有成本降低45%。

商业车辆将能够即时、无缝地感知和响应交通灯的变化、道路的拥堵、大雨和降雪、行人等。此外,传统车辆中司机会冒不必要的风险,如不打信号、意外变道、在车流中穿梭和突然停车等,而自动驾驶卡车、公共汽车和紧急车辆将能够大大减少司机的不安全驾驶行为机,由于94%的车辆事故是由于司机分心或失误造成的,所以交通伤亡事故最终将大幅下降。

驾驶级别图

高速公路车辆的自动驾驶级别

那么,我们的方向是什么,商用车制造商和物流运营商可以从他们的原始设备制造商(OEM)和组件制造商合作伙伴那里得到什么?毕竟,自2010年以来,投资者对自动化、连接性、电气化和智能移动(ACES)公司的投资已超过3300亿美元,其中超过三分之一用于自主车辆技术。为什么制造商还没有在道路上部署完全自主的商业车辆?

达到5级自动化的进展

自动驾驶车辆的等级可以分为从0级(即无自动化)到5级(即完全自动化)。目前,公路车辆行业处于2级,或部分自动化。驾驶员受益于先进的驾驶辅助系统(ADAS)等技术,这些技术帮助他们操纵和停放超大的商业车辆。

商用车制造商也在借鉴汽车制造商的最佳做法,由于该领域的大量资金,他们在创新方面处于领先地位。特斯拉和通用汽车等汽车制造商提供的自动驾驶功能在美国被列为汽车工程师协会(SAE)2级,而梅赛德斯-奔驰在德国于2022年获得了3级自动驾驶的批准,是第一家在美国内华达州获得批准部署3级自动驾驶的汽车制造商。Pony.ai已经在中国推出了拥有安全驾驶监控服务的机器人出租车,而Waymo和Cruise也即将在旧金山推出同样的服务。有了这么多的投资和创新,公路和客运车辆的第五级自动化很可能在这十年内实现。行业观察人士认为,完全自主的卡车将引领潮流,因为公路驾驶比公交车和客运车辆等路线车辆所经历的不可预测的城市和郊区驾驶条件更容易掌握。此外,自动驾驶卡车的总成本预计将减少45%,这足以证明对更高水平的计算、人工智能和传感器性能的投资是合理的,消除了成本作为采用的障碍。

解决大规模部署自动化的技术障碍

在制造商获得监管部门对全自动商用车的批准并大规模生产和部署之前,有许多技术障碍必须克服。这些挑战包括:

  • 统一电气化和自动化目标:商用车的电气化速度很快。汽车制造商希望为他们的业务做好准备,而车队经营者则希望放弃使用化石燃料并降低能源成本。商用车电气化有多种途径,包括开发传统混合动力车、插电式混合动力车、电池电动车和氢燃料电动车。

重载密封连接器

TE的重载密封连接器系列是在坚固的应用中进行电力和数据连接的理想选择。

所有这些都意味着更多的技术,包括高压设备,现在都在车辆的引擎盖下,这就是为什么元件制造商尽可能地将系统小型化。一种策略是将电源和数据传输放在一个使用电磁屏蔽的混合连接器中。通过这样做,商用车制造商可以尽量减少空间,同时实现电流和高速数据信号的并排位置和传输。

  • 确保无处不在的通信:每辆自动驾驶汽车都将装满技术,包括传感器、连接性和人工智能。

卡车、公共汽车和紧急车辆从多个设备收集数据,包括雷达/激光雷达、照相机、天线、显示器和远程信息处理。这项技术最终将以每秒超过25吉比特的速度捕获大量的数据。该行业将从为ADAS等车载通信管理系统提供动力发展到实现车对车(V2V)通信和车对万物(V2X)通信。自动化和人工智能需要实时处理数据,使车辆能够对不断变化的路况和其他车辆的行动作出反应。这对商用车来说是一个很大的挑战,因为它们不能像小得多的乘用车那样快速反应。因此,连接和传感器解决方案的供应商将需要考虑关键过程的物理学,如意外的制动,并重新校准商业解决方案,以做出更快的反应,从而实现预防行动。

目前,许多商用车使用CAN网络,以较慢的速度传输数据。因此,汽车、OEM和组件制造商正在努力开发新的以太网标准,以便在恶劣的环境中实现超高速通信。100 BASE-T1和1000 BASE-T1以太网协议可以使用非屏蔽双绞线传输大量数据,而CAN只有400 kB,CAN-FD只有1 MB。同时,汽车以太网的速度是25Gbps,并将很快达到100Gbps。商用车通常需要1000BASE-T1bp Type B,它提供更长的通道长度,以适应商用车中的摄像头和显示器等系统之间更长的距离。下一代架构将混合使用CAN和以太网协议,将它们与它们所支持的功能相一致。

系统和设备通过车载网络互连,实现高速的数据传输。然后,数据通过一个或多个电子控制单元进行处理,以创建一个关于车辆性能和条件以及周围环境的实时视图。以太网连接器通过提供支持数字服务和操作的线对线连接,帮助实现数据连接,如多功能显示器、远程信息处理、遥测装置、信息娱乐模块和媒体接入控制器。它们是密封的,以确保在重负荷使用时有完美的性能,并有二次锁定以确保接触保持。

为未来的旅程选择正确的合作伙伴

商用车制造商在研究新技术、开发下一代架构和测试解决方案方面已经投入了数亿美元。这些领先公司的团队希望与那些具有公认的专业知识、解决方案的广度和全球制造专长的合作伙伴合作,以帮助他们完成自动驾驶的最后一英里。

重载连接器2

TE的重载连接器系列

领先的元件制造商可以提供自主能力所需的全部传感器、天线、连接器、电缆组件和数据连接。他们提供标准化和定制化的解决方案,以满足客户需求。如果需要定制,元件制造商可以使用3D打印和注塑模具来制造定制的连接器,还可以为客户测试提供线束。能够做到这一点的速度使商用车制造商能够保持他们所期望的创新速度。

部件制造商必须满足客户的要求:

  •  提高安全性: 在不断变化的条件下,提供具有极高可靠性和响应性的解决方案。
  • 实现更高的生产力: 提供全方位的解决方案,使商用车的自动化程度更高,从而使运营商能够全天候运行,以提高交付能力。
  • 提高可持续性: 提供支持车辆电气化的解决方案;减轻部件的重量;使用可持续的、可负担的树脂、材料和工艺。
  • 创造一个互联的世界: 那些经营多元化业务的零部件制造商可以从其他部门,如能源、发动机、基础设施和乘用车等部门获得见解、最佳实践和解决方案,为商用车制造商提供创新解决方案。

商用车制造商和他们的合作伙伴已经为自动驾驶汽车的发展打下了坚实的基础。他们正在解决围绕电气化、部件小型化、数据连接和恶劣环境下的性能等方面的挑战,这些挑战将在未来几年释放出更快的创新。

在未来十年内,商业运输将越来越多地成为自动驾驶,为制造商和运营商释放新的商业收益,同时为我们所有人贡献一个更安全、更可持续的世界。

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