Ar augstas veiktspējas transportlīdzekļu tehnoloģijas integrāciju dažādu veidu transportlīdzekļos transporta nozarē un pārejai uz elektriskajiem transportlīdzekļiem, tradicionālās decentralizētās elektriskās sistēmas arhitektūras sasniedz savas robežas. Sarežģītībai un ātrgaitas īpašībām, kas vajadzīgas progresīvai informācijas izklaidei, drošības sistēmām, autonomai braukšanai un infrastruktūras sakaru tīkliem, ir vajadzīgas jaunas dizaina stratēģijas un savienotāji, lai risinātu šīs problēmas.
Transportlīdzekļa elektriskā sistēma: izplatīta, domēna un reģionālā arhitektūra
Tradicionālā decentralizētā transportlīdzekļu arhitektūra sastāv no līdz 100 vadības vienībām, katrai no tām tika piešķirta noteikta funkcija, piemēram, motora vadības bloka (ECU), gaisa spilvenu utt. ABS/ESP kontrole, sēdekļa regulēšanas sistēma vai klimata kontrole. Katrs kontrolieris darbojas autonomi un caur vārtiem sazinās ar citām vadības vienībām. Ar transportlīdzekļa funkciju pievienošanu vai uzlabošanu katrai jaunajai funkcijai tiks pievienota vadības ierīce. Pēdējos gados ir notikušas būtiskas izmaiņas visu veidu transportlīdzekļos, sākot no furgona flotēm līdz autobusiem un pēc tam līdz automašīnām. Funkciju skaita palielināšanās ir ievērojami palielinājusi katra transportlīdzekļa elektroinstalācijas un starpsavienojuma saturu.
Kontroles vienības domēna arhitektūrā ir sadalītas dažādās funkcionālās vietās, katra no tām ir atbildīgas par konkrētu transportlīdzekļa zonu, piemēram, spēka piedziņas sistēmu, informācijas un izklaides sistēmu vai drošības funkcijām. Neatkarīgs augstas veiktspējas dators (HPC) veic primāro domēna kontroli un koordinē kontroles vienības tā domēnā. Piemēram, drošības joma ir atbildīga par vadītāju palīdzības sistēmu, ABS/ESP un stūres sistēmu vadības vienību uzraudzību. Domēna arhitektūra samazina kontroles vienību skaitu un, salīdzinot ar tradicionālo decentralizēto arhitektūru, samazina nepieciešamo elektroinstalācijas un uzstādīšanas darbu, efektīvi samazinot svaru un izmaksas. Papildu funkcijas var viegli integrēt jauninājumos vai jaunos dizainos.
Reģionālajā arhitektūrā būvniecība nav balstīta uz domēniem, bet gan uz vietējiem reģioniem. Piemēram, vienā apgabalā transportlīdzekļa iekšpusē tiek komplektētas vairākas funkcijas. Pārraides sistēmas un informācijas izklaides sistēmas funkcijas var apvienot un apstrādāt vienā reģionālajā kontrollerī. Centrālais HPC veic dažādu reģionālo kontrolieru primāro kontroli, samazinot vadības vienību skaitu un no tā izrietošo vadu par 50%.
Augsta uzticamība un veiktspējas prasības
HPC un tā atbilstošie starpsavienojumu moduļi jāprojektē atbilstoši augstākajām veiktspējas prasībām. Piemēram, attēlveidošanas un sensoru datu apstrādei autonomās braukšanas drošības sistēmās nepieciešami droši ātrgaitas datu pārraides ātrumi un īsāks latentuma laiks. Tajā pašā laikā signāla pārraide nekādā gadījumā nedrīkst izgāzties. Augsta veiktspēja, ātrums un īpaši uzticami datu pārraides ātrums - dažreiz skarbos vides apstākļos - ir prasības savienotājiem šajās sistēmās.
Signāla "lasāmību" var ilustrēt ar acu diagrammu, kas parāda, vai uztvērējā pārraidīto signālu var unikāli piešķirt digitālajam stāvoklim 1 vai 0. Šim nolūkam signāls tiek reģistrēts, pārklāts un parādīts, izmantojot osciloskopu, izmantojot noteiktu pārraides ceļu. Tādā veidā signāla maršrutus var kartēt, lai pārklājas. Saskaņā ar teoriju loģisko stāvokļu pāreja ir bezgalīgi stāva, un signālu līnijas ir pilnībā uzliktas. Ārējie traucējumu faktori un signāla pāra iekšējie bojājumi izraisa signāla celšanos un saplacināšanu, kamēr mainās amplitūdas līmenis.
Elektromagnētiskā ietekme var apdraudēt ātrgaitas signālu pārraidi. Savienotāji, īpaši augstas veiktspējas transportlīdzekļu lietojumos, ir pakļauti ārkārtējiem vides apstākļiem, piemēram, vibrācijai un triecienam. Savienotājam jābūt īpaši izturīgam, lai nodrošinātu nepārtrauktu signāla pārraidi pat skarbā vidē. Šajā gadījumā galvenie izšķirošie faktori ir kontakta dizains, kontaktu sistēma un izbeigšanas tehnoloģija.
Vairāku kontaktu dizains nodrošina uzticamību skarbā vidē
Tradicionālajam divdaļīgajam savienotājam ir viens kontakts ar vīriešiem un viena sieviete. Tomēr spēcīgā ietekmē vīriešu savienotājs var atdalīties no sieviešu savienotāja. Lai novērstu šādus kontakta pārtraukumus, divpusēju sieviešu savienotāju var izmantot, lai nodrošinātu atlaišanu un uzlabotu kontakta uzticamību, jo otrais kontakts ar sieviešu kontaktu nodrošina, ka signāls vienmēr tiek pārsūtīts vismaz ar vienu kontaktu
Savienotāji, kas izmanto “dzimumu neitrālu” termināla sistēmu, ir izturīgāki. Īpašā īpašība šeit ir tāda, ka kontaktu ģeometriskā forma starp savienotāju un spraudni un kontaktligzdu ir vienāda. Tāpēc abiem ir gan sieviešu, gan vīriešu kontaktpunkti. Tāpēc ar katru tapu saskaras ar diviem sieviešu kontaktiem, un spraudnis un kontaktligzda ir savstarpēji savienoti, un to nevar pacelt viens no otra. Divpusējs sieviešu savienotājs vienmēr nodrošina vismaz vienu kontaktu, ja to pakļauts mehāniskām slodzēm, savukārt neitrālās kontaktu sistēmas savstarpēji saistītā ģeometrija nodrošina, ka signāla pārraide vienmēr notiek caur diviem kontaktiem. Tāpēc šī augstā atlaišanas pakāpe sasniedz maksimālo kontaktu uzticamību
Tieši tāpēc, ka šī pāreja uz centralizētu datu apstrādi, izmantojot HPC, ir kļuvusi arvien nozīmīgāka. Signāla pārraides ticamība nekad nav bijusi svarīgāka nekā tagad.
