“我们正处于转折点”——专家畅谈汽车电子部件
发布时间：2025-8-18 10:23
发布者：eechina
关键词：
汽车电子
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作者： Matt McWhinney and Kirk Ulery, Molex and Shawn Luke, DigiKey 来源：Digikey 汽车行业的变革是一个热门话题。技术的进步正推动着汽车领域的诸多趋势和更新，既有零排放汽车和自动驾驶等广泛趋势，也有小型化、储能方式等小众趋势。 如今，汽车所搭载的电子部件比以往任何时候都要多。消费者和交通运输行业的专业人士都对汽车提出了更多功能需求：先进的安全配置、信息娱乐选项、更高的安全性以及乘客的便捷与舒适性等。 动力和互连部件是推动车辆以及许多其他交通方式向前发展的基础。来自两家行业领先电子公司的三位汽车部件专家——DigiKey 的技术营销经理 Shawn Luke，以及 Molex 的业务发展经理 Matt McWhinney 和 Kirk Ulery——最近就当前汽车设计中的驱动因素展开了讨论。 随着汽车制造商争相打造更智能、更具互连性的汽车，为其提供动力所需的电子部件数量将持续增加。事实上，根据 Statista 的数据，到 2030 年，电子部件预计将占新车成本的 50%。 “汽车中电子功能的爆发式增长提供了一块空白画布，”Ulery 表示：“无论电动汽车和其他推进系统最终走向何方，电子部件都将是汽车未来发展中最关键的部件之一。” 电气化推动创新 汽车的电气化开启了创新型新车设计的大门。摆脱了传统内燃机的布局限制后，汽车制造商在电池和充电接口的布局上拥有了更大灵活性，还能增加乘客或货物的承载空间，并实现更多可能性。 这种设计自由度催生了大量新兴电动汽车制造商涌入市场，各类品牌与车型层出不穷。尽管目前许多车型仍价格偏高，且行业尚未形成统一标准，但多样化的选择为消费者带来了更丰富的风格与定制空间。随着技术迭代与产能提升，车辆成本有望逐步下降。 “电动汽车设计要形成通用布局还需时日，毕竟这是一场围绕新技术与创新的激烈角逐，”McWhinney 预测道：“汽车行业的设计向来以坚固耐用、可靠性强和成熟度高为准则，但在当前这个快速变革的阶段，许多平台仍处于起步期——本质上还属于造价高昂的原型产品。” 无论制造商、品牌或车型有何差异，所有电动汽车都离不开稳定的电力传输与高速的数据传输能力，唯有如此才能实现由软件主导的实时决策。 微处理器的进步，还催生了软件定义汽车平台的出现，该平台可以管控车辆各系统的功能与行为，这为汽车设计带来了范式革新。对硬件的依赖降低后，模块化水平、设计灵活性与互连性能均显著提升——只需更少的零部件和线路，就能驾驭极为复杂的整车系统。 “我们正处在一个关键转折点，车辆已无法再承载更多线路了，”Ulery 解释道：“汽车行业已开始借鉴计算机领域的技术经验，例如采用双线以太网标准，其传输速度可达千兆赫兹级别，这让车辆线路的精简成为可能。 48 V 电气系统是另一个典型案例——不仅能使用更细的线路，而且在软件定义汽车的区域架构中，单个控制器就能通过一条线路将所有设备接入同一总线。未来，汽车中铜连接器的用量会逐渐减少，但车辆的工程设计将更为精良，足以满足未来车型对更高互连速度的需求。” 电动（还是混动） 尽管汽车厂商正全力加码纯电动汽车的研发与生产，但在美国市场，由于充电基础设施建设和车辆续航能力尚未完全成熟，消费者仍在持观望态度，选择更为谨慎。美联社 2023 年的报道显示，美国混合动力汽车的销量增长率高达 76%，而纯电动汽车的销量增长则陷入了停滞。 “在北美地区，电气化进程一直断断续续，”Ulery 表示：“如果你一次行驶超过 100 英里，就会发现充电基础设施亟待完善。” “如今在许多车型平台中，最抢手的莫过于混合动力车，”McWhinney 补充道：“经济形势，甚至可能包括政府政策，都会对电动汽车的普及程度产生影响。” 尽管如此，电动汽车的普及程度仍在不断提升，不再局限于乘用车。随着商用车队将目光投向可持续发展，一些用于最后一公里配送、公共交通的车辆，以及卡车场使用的轻型和中型车辆，正逐渐转向纯电动、插电式电动以及氢燃料等替代能源。 “在 2024 年印第安纳波利斯举办的商用车展上，基本上所有比半挂卡车小的车型都配备了电动机，还有不少配备了氢动力系统，从环保角度来看，这些车辆都是零排放的，”Ulery 补充道。 汽车零部件的规格要求 现代乘用车平均配备 80 个传感器、100 个电子控制单元，以及大量的线路。这些零部件中的每一个都必须满足一套严苛的标准，以确保能在汽车所面临的复杂严苛环境中正常工作，包括应对各种天气和潮湿环境、复杂多变的路况、高温以及振动等诸多挑战。 “耐用性和可靠性对交通运输而言至关重要，”Luke 表示：“车辆中的一些零部件需要具备数十年的使用寿命。如此长的使用周期意味着，车队需要做好准备，以适应零部件领域的技术变革，例如消费者在乘车或搭乘飞机时，都会期望能用到符合 USB-C 标准的充电线缆，而这通常需要相当长的时间。” 有多家认证机构为汽车制造商所用的零部件制定标准，其中包括汽车电子协会 (AEC) 和美国汽车研究理事会 (USCAR)。这些机构不仅明确零部件的性能要求，还会对获准应用于汽车领域的零部件进行严格审核与认证。 获得全球认可的 AEC 认证 (AECQ) 零部件，通常具备高品质、强耐用性和高可靠性，即便在行驶中经受各种严苛考验，也能始终保持稳定性能。在为汽车设计挑选零部件时，还需额外留意以下几点： · 模块化：如果需要，该零部件是否便于车主或维修店更换？ · 接触几何设计：该零部件可插拔多少次？简而言之，连接器能否正常工作？ · 能效：该零部件是否能高效利用能源，还是会浪费多余电力？ · 用例：该零部件的制造是否符合规格以满足特定用例？规格不达标的零部件可能只能勉强维持存在而无法正常工作，而规格过高的零部件则可能限制设计的灵活性。 · 装配便利性：基于其在车辆中的安装位置，装配线能否大规模地重复安装该零部件？ · 安全性：如果车辆行驶过程中该零部件发生故障，是否有备用机制以防止事故发生？ “在汽车零部件的风险评估和规格设定方面，存在着两方面的考量，”McWhinney 表示：“随着对零部件的要求不仅限于能正常运行，更要保证功能完备，有时就需要重新定义或提高规格标准。但另一方面，或许现行规格标准过高，既增加了过多成本，又限制了设计的灵活性。随着汽车架构不断演进，工艺水平变得愈发重要。” “互连空间的一大优势在于，我们能制造出可更换的模块化部件，”Luke 补充道：“这看似是基本要求，但互连在汽车设计中的重要性却被低估了。” 专家们一致认为，在汽车设计中，安全必须放在首位。 “安全方面的重要性怎么强调都不为过，”Ulery 说道：“电脑出问题时，重启一下就行。但当车辆以高速行驶时，车内的计算总线出了故障，可没法这么做。这是我们在所有工作中都必须考虑的一个额外的关键层面。 “我们始终紧盯最新、最先进的零部件，思考如何植入最新功能以实现最佳性能，也渴望能尽快达成目标。但要知道，我们经手的每一个环节都关乎生命安全，因此必须确保零部件的可靠性达到万无一失。” 前路展望 展望未来，消费者对汽车的需求将持续升级：一方面追求更先进的安全与舒适功能，另一方面也更青睐能减少化石燃料依赖的电动汽车及其他交通工具。 “电气化的浪潮绝不会止步，”McWhinney 强调：“要说有什么变化，那便是这一进程很可能正在加速。” 他认为，在此过程中，汽车电子部件的微型化趋势将贯穿始终。 “微电子技术的进步让车辆搭载的微处理器数量不断增多，而这正推动着软件定义汽车平台的快速发展，”他解释道：“这并非意味着届时车辆的每一个元件都会直接由软件进行动态控制，但控制系统朝着这一方向重构，必将产生深远影响。” 车辆中微处理器数量的增加，可能会催生包括自动驾驶在内的大量创新，这些创新高度依赖边缘端极快的数据处理能力。尽管还需数年时间培育，但到 2030 年，自动驾驶汽车有望成为日常出行的常见选择。如今，大多数人对半自动驾驶功能已耳熟能详，使用起来也得心应手，例如汽车的巡航控制系统或飞机的“自动驾驶”模式。在未来数年里，司机或飞行员很可能仍需全程参与操控过程，履行其职责。 未来多年，交通运输与汽车行业将持续推动创新，而 Molex、DigiKey 等供应商也将继续提供必要的零部件与服务，为这一进程的加速保驾护航。 |
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