砍掉全車93%的線束,Model Y最終線束只有100米長(zhǎng)。
文/田忠朝
據(jù)說(shuō)成人的血管總長(zhǎng)約為9.6萬(wàn)公里,可以繞地球2.5圈,是不是很不可思議?
那你猜猜號(hào)稱汽車“血管”的線束總長(zhǎng)有多少米?
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雖然沒(méi)有人體血管那么夸張,但也會(huì)超出你的想象,以Model S為例,線束總長(zhǎng)3km。
而在電氣化、自動(dòng)化時(shí)代,車上線束需要承載的信號(hào)更多,數(shù)據(jù)傳輸速率要求更快,所以整車線束只會(huì)越來(lái)越長(zhǎng),對(duì)能耗、安裝、布局來(lái)說(shuō)都是挑戰(zhàn),如何縮短線束已經(jīng)成為汽車設(shè)計(jì)不可回避的問(wèn)題。
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▲上世紀(jì)80年代與2020年之后汽車線束要求的變化
Model 3線束總長(zhǎng)只有Model S的一半
此前特斯拉通過(guò)新的線束架構(gòu)成功將Model 3的線束總長(zhǎng)縮短了一半,只有1.5km。這個(gè)新的架構(gòu),把原有基于“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)+通信+電源”的線束分為域控制架構(gòu)與電源分配架構(gòu)兩部分。
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▲博世的電源分配架構(gòu),與特斯拉策略相似
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是將原來(lái)集成在車輛頭部的ECU模塊按照區(qū)域分割成多個(gè)Zone域控制器,分別由不同的CCM車載電腦負(fù)責(zé)。例如Parker SoC + Pascal GPU 來(lái)自 NVIDIA,用于人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)和娛樂(lè)系統(tǒng);Aurix 來(lái)自 Infineon,用于提供符合功能安全和信息安全的駕駛輔助管理;Ethernet Switch 來(lái)自 Marvel,用于基于以太網(wǎng)技術(shù)的高速信號(hào)交互。
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▲Model3域控制器CCM中央計(jì)算模塊
另一方面,電源由多個(gè)電源分配控制器PDC分配至汽車的各個(gè)區(qū)域,再由本地域控制器進(jìn)行分配,從而大幅簡(jiǎn)化了電源分配架構(gòu)和線束長(zhǎng)度。
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▲Model3配電控制模塊VCF
Model Y整車線束將只有100米長(zhǎng)
但顯然馬斯克并不滿足Model 3的這個(gè)成績(jī),他的最終目標(biāo)是等到量產(chǎn)Model Y的時(shí)候?qū)④噧?nèi)線束總長(zhǎng)度減少到100米,也就是說(shuō)相比Model 3要減少93%的線束。
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為此,特斯拉申請(qǐng)了一項(xiàng)可用于機(jī)器人操控的新型線束專利——這個(gè)專利結(jié)合了工控中的排線設(shè)計(jì)和FPC(Flexible Printed Circuit)柔性印刷電路技術(shù)。
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▲新專利線束的截面圖
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是將區(qū)域的連接線和主體的連接線以扁平的排線結(jié)構(gòu)定制,然后像FPC印刷電路一樣布局在車身中。
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▲柔性印刷電路FPC技術(shù)
實(shí)際上基于柔性印刷電路FPC技術(shù)的車早就出現(xiàn)了,只不過(guò)是用在航天領(lǐng)域。勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)都是基于FPC技術(shù)的線束設(shè)計(jì),分別在火星上完成了超十年的探索任務(wù),好奇號(hào)仍繼續(xù)著它在火星的探險(xiǎn)旅程。FPC的可靠性和性能得到了充分驗(yàn)證,此外馬斯克的Space X 火箭也應(yīng)用了FPC技術(shù)。
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▲機(jī)遇號(hào)火星探測(cè)器
縮短線束長(zhǎng)度有什么好處?
1, 由于這項(xiàng)專利采用了更堅(jiān)硬的線束系統(tǒng),所以其更容易被機(jī)器人操縱,全新的布線構(gòu)架將有助于在制造過(guò)程中用機(jī)器人取代人類。
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2, 除了減少所需的布線數(shù)量和長(zhǎng)度外,創(chuàng)建這些子安裝并將它們連接到線路體系結(jié)構(gòu)主干的做法還能減少總裝的組裝時(shí)間,例如省去傳統(tǒng)汽車線束纏膠、插線、布線、打卡釘?shù)裙ば?,這對(duì)于提高汽車制造過(guò)程中的生產(chǎn)率是非常理想的。
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3, 大幅度縮減線束長(zhǎng)度,可以降低電線電阻,進(jìn)而減少能量損耗,對(duì)于提升續(xù)航將會(huì)起到積極的作用。
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據(jù)說(shuō)Model Y明年3月份就要量產(chǎn)了,如果真的將線束總長(zhǎng)做到了100米,那么它將會(huì)是世界上擁有短車內(nèi)線束長(zhǎng)度的汽車,也將是一款顛覆汽車工業(yè)的產(chǎn)品。
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