Что вы узнаете:
- Как электрификация стимулирует инновации в автомобильном дизайне.
- Рост и возрастание значения электронных компонентов в автомобильном дизайне.
- Шесть факторов, которые следует учитывать при выборе автомобильных компонентов.
Требования водителей к расширенным функциям безопасности, информационно-развлекательным опциям, улучшенной безопасности, комфортному управлению и многому другому растут. вызывают необходимость интеграции большего количества электроники в современные автомобили, чем когда-либо прежде.
Проектирование и производство транспортных средств всех типов, отвечающих потребительским и профессиональным требованиям к интеллекту и возможностям подключения, предполагает экспоненциальное увеличение количества электронных компонентов, необходимых для их питания, включая компоненты питания и межкомпонентных соединений. По оценкам, к 2030 году электроника будет составлять 50% стоимости нового автомобиля. Государственный деятель.
Появление электронных компонентов в транспортных средствах создает чистый холст для автомобильного дизайна и инноваций.
Расширение области применения автомобильных полупроводников
Электромобили позволяют создавать инновационные транспортные средства. С отказом от традиционного двигателя внутреннего сгорания автопроизводители получают больше гибкости в распределении аккумуляторов и зарядных портов, возможность увеличить пространство для пассажиров или груза и многое другое.
Выход на рынок новых производителей электромобилей (EV) привел к появлению широкого спектра марок и моделей транспортных средств. Хотя многие из них остаются дорогими и не имеют стандартизации, увеличение количества опций предлагает водителям больше стиля и индивидуальности. А по мере совершенствования технологий и увеличения производства цены на автомобили, вероятно, со временем снизятся.
Конструкции в автомобильном секторе, как правило, надежны, надежны и проверены, но в наше время быстрых перемен многие платформы еще не стали отраслевым стандартом. В конечном итоге появится универсальная конфигурация конструкции электромобиля, которая поможет снизить затраты.
Надежная передача энергии и высокоскоростная передача данных для обеспечения принятия решений в режиме реального времени с программным управлением потребуются от всех электромобилей.
Достижения в области микропроцессоров также привели к смене парадигмы в автомобильном дизайне. Появление платформы программно-определяемых транспортных средств (SDV), управляющей функциональностью и поведением систем автомобиля, означает, что для управления системным комплексом требуется меньше деталей и кабелей. Конечным результатом является повышенная модульность, гибкость и возможности подключения.
Практически невозможно добавить дополнительные кабели, поэтому автопроизводители следуют примеру компьютерной индустрии. Стандарт двухпроводного Ethernet, способный работать в гигагерцовом диапазоне, значительно сокращает количество кабелей, необходимых в автомобиле.
Аналогично, электрическая система на 48 В позволяет переключаться на кабели меньшего размера. В зональной архитектуре SDV контроллер и устройства находятся на одной шине с одним проводом, соединяющим их все. Будущие автомобили будут лучше спроектированы и смогут поддерживать более высокие скорости подключения.
Выбор между гибридным и электромобилем
Поскольку инфраструктура зарядки и запас хода являются серьезной проблемой для американских водителей, они обращаются к гибридным автомобилям. Темпы роста покупок гибридов в США выросли на 76%, а рост продаж электромобилей в 2023 году стагнировал, согласно данным Ассошиэйтед Пресс.
Хотя потребительское распространение электромобилей растет не так быстро, электрические варианты становятся все более распространенными в коммерческих автопарках. Устойчивое развитие продолжает стимулировать эту тенденцию: доставка последней мили, общественный транспорт, а также автомобили малой и средней грузоподъемности, используемые в грузовых парках, переходят на аккумуляторные электромобили, электромобили с возможностью подзарядки от сети и альтернативные виды топлива.
Конкретный пример: В Неделя рабочих грузовиков 2024 г. в Индианаполисе почти все, что меньше тягача с прицепом, было доступно с электродвигателем, и существовало множество систем с нулевым уровнем выбросов, работающих на водороде.
Ключевые факторы при выборе автомобильных компонентов
Сегодняшние автомобили содержат в среднем 80 датчиков, 100 электронных блоков и кучу кабелей. Чтобы правильно функционировать в различных погодных и дорожных условиях, температурах, вибрациях и т. д., компоненты должны соответствовать строгим стандартам.
В сфере транспорта надежность и надежность абсолютно необходимы. Поскольку ожидается, что некоторые компоненты прослужат десятилетия, подготовка парка к трансформации, происходящей на уровне компонентов, может занять много времени. Например, стандарты USB-C для зарядных кабелей важны для потребителей.
Несколько организаций устанавливают стандарты на автомобильные детали, в том числе Американский совет автомобильных исследований (USCAR) и Совет автомобильной электроники (АЭК). AEC и USCAR устанавливают требования к производительности, а также тщательно проверяют и сертифицируют компоненты, одобренные для использования в автомобильной среде. Компоненты, сертифицированные AEC (AECQ), являются высококачественными, прочными и надежными, поэтому они выдерживают суровые условия, не влияя на производительность.
Безопасность имеет первостепенное значение при выборе компонентов. Если какой-либо компонент выйдет из строя, существует ли резервное решение, позволяющее избежать аварии? Конструкторы автомобилей часто ищут новейшие и лучшие компоненты, чтобы добавить новейшие функции для достижения оптимальной производительности. Хотя скорость выхода на рынок важна, надежность, обеспечивающая безопасность водителя и пассажиров, остается непоколебимой.
Помимо безопасности, при выборе автомобильных компонентов следует учитывать и другие факторы:
- Энергоэффективность: Разумно ли используется энергия или помещение потребляет дополнительную энергию?
- Модульность: Легко ли владельцу заменить деталь или требуется ремонтная мастерская?
- Контактная геометрия: Сколько раз можно подключать и отключать компонент? Разъем работает хорошо?
- Вариант использования: Изготовлена ли деталь в соответствии со спецификацией, соответствующей варианту использования? Недостаточно качественные детали могут просто выжить, а не работать, а переоцененные детали могут ограничить гибкость конструкции.
- Легкость сборки: В зависимости от ее расположения в автомобиле, сможет ли сборочная линия установить деталь несколько раз?
Хотя их важность в автомобильном дизайне недооценивается, межсоединения обеспечивают гибкость для создания модульных деталей, которые можно взаимозаменять.
Поскольку дизайн транспортных средств продолжает развиваться, важно найти правильный баланс, когда дело касается технических характеристик продукта. По мере увеличения функциональности может потребоваться обновление спецификаций компонентов. С другой стороны, если спецификация слишком высока, это может привести к слишком высоким затратам или ограничению гибкости конструкции.
Будущее автомобильного дизайна: миниатюризация и микропроцессоры
Электрификация только начинается (см. рисунок)Потребители будут продолжать все чаще использовать электромобили, чтобы сократить потребление бензина и дизельного топлива. Спрос на расширенные опции безопасности и комфорта также увеличится.
