车辆架构：创新转折点

汽车行业在接纳新技术方面有着悠久的历史。随着制造商推出提高安全性、效率和乘客舒适度的新功能，每一代汽车和车辆都变得更加先进。尽管汽车设计在不断改进，但几十年来，无论是汽车的制造方式，还是汽车的架构，总体设计都变化不大。

虽然电子元件驱动着新车的许多尖端功能，但用于连接电子元件的制造技术却没有与硬件和软件同步发展。如果不加以解决，这种“停滞不前”可能会给未来的汽车发展带来问题。

缺乏变革的原因在于传统。制造商在开发每款新车时，都是在上一代产品的基础上进行的。由于汽车电子控制方面的最新创新层出不穷，这种对传统设计的依赖意味着每增加一项新功能，都必须融入现有结构。

电子设备的价值

临界点已经到来。现在，电子设备对汽车制造如此重要，以至于占到当今许多汽车价值的一半以上。新功能由专用的电子控制单元 (ECU) 控制，现在许多汽车需要 100 到 150 个 ECU 才能正常工作。每个 ECU 都必须连接到贯穿整个车身的现有电缆线束上。

然而，在同时出现的几项新技术的推动下，这一演变正迅速成为一场革命。

电气化就是这些新技术的一个主要例子。全球都在关注我们对环境的影响，因此许多制造商都在寻找化石燃料燃烧的替代方案。大多数制造商已经开始生产混合动力汽车或电动汽车，一些制造商还承诺完全停止生产传统动力汽车。随着电池驱动汽车的普及，电缆线束也将发生重大变化，因为它必须承载更大的电流。

汽车制造商也正在采用高级驾驶辅助系统 (ADAS)，这是另一项革命性技术，因为它有望提高安全性和便利性。但 ADAS 的部署需要一系列传感器，使每辆汽车都能检测周围环境，并提醒驾驶员注意潜在危险。每个传感器都需要一个 ECU 来提供控制，还需要电缆来提供电源和高速数据连接。

自动驾驶汽车将利用传感器阵列收集的数据，并根据这些数据做出必要的瞬间决策，以避免危险并更安全地行驶。以最小延迟处理大量数据所需的计算能力将远远超过目前公路车辆所具备的计算能力。

自动驾驶汽车不仅将依赖更多的传感器和计算机，还将使用高速无线连接与其他道路使用者共享数据。车联网 (V2X) 技术将使车辆与其他道路使用者、行人甚至交通控制基础设施进行通信，从而创建一个更安全、更高效的交通系统。

新技术需要新方法

电力领域的进步、ADAS 和自动驾驶汽车的日益成熟以及无线通信技术的发展，将对车辆连接方式掀起一场革命。设计人员不能只是一味地增加 ECU 及其相关线路。现代汽车已经布满各种技术，而设计人员已经没有足够的空间来大显身手。

将所有这些系统连接在一起所需的布线也是一个重要因素。汽车线束是一个庞大而复杂的系统，每个新设备都会增加重量和复杂性。此外，线束是汽车制造业中为数不多的手工制造部件之一，因此安装起来也是最耗时、成本最高的。

传统的电缆线束无法集成未来十年将普及的新技术。对高功率的需求以及对每秒超过 10 千兆比特 (Gbps) 的数据速度的需要，将促使我们采用新的硬件和新的数据管理技术。

分区

分区架构是汽车布线的未来趋势。传统汽车采用域架构，将功能按类似功能分组，导致设计高度复杂。分区架构以简化的结构取代了这种复杂的“网络”。车辆的功能按车内位置分组，包括车灯和传感器、电机和控制器。每个位置都被描述为一个区域，并由网关控制，放置在其负责的组件附近。因此，将组件连接到控制器的每根电缆较短，从而将复杂性和重量降至最低。

每个区域网关都连接到车辆核心的中央计算集群。因此，区域间通信可以通过小型高速网络电缆进行，从而大大减少了必须安装在整台车上的电缆数量和尺寸。

结合汽车动力、通信和自动驾驶方面的发展，分区架构的普及代表了几代人以来汽车设计的最大变革。传统设计根本无法提供现代消费者所需的性能和可靠性，而分区架构则提供了汽车行业所需的解决方案。

Molex 莫仕正在将其数十年的汽车连接经验应用于分区架构解决方案的开发。了解分区架构及其对汽车制造的影响。