Schimbările din industria auto sunt un subiect fierbinte. Progresul tehnologic determină multe tendințe și modernizări ale vehiculelor, de la tendințe de amploare precum mașinile cu emisii zero și autonomie, la tendințe de nișă precum miniaturizarea, metodele de stocare a energiei și multe altele.
În prezent, vehiculele au mai multe componente electronice decât au avut vreodată. Atât clienții, cât și profesioniștii din domeniul transporturilor solicită mai multe capabilități de la vehiculele lor: caracteristici avansate de siguranță, opțiuni de info-divertisment, securitate sporită, precum și ușurință și confort pentru pasageri, printre altele.
Componentele de putere și de interconectare sunt fundamentale pentru ca vehiculele – și multe alte mijloace de transport – să evolueze. Trei experți în componente auto de la două companii de electronice de vârf din industrie – Shawn Luke, Director de marketing tehnic la DigiKey, împreună cu Matt McWhinney și Kirk Ulery, Directori de dezvoltare a afacerilor la Molex – au discutat, recent, despre factorii determinanți în ceea ce privește proiectarea automobilelor din prezent.
Pe măsură ce producătorii de automobile se grăbesc să facă mașinile mai inteligente și mai conectate, numărul de componente electronice necesare pentru a le echipa va continua să crească. De fapt, conform Statista, se preconizează că electronicele vor reprezenta 50% din costul unei mașini noi până în 2030.
“Explozia de caracteristici electronice introduse în vehicule oferă un spațiu vast de creativitate,” a afirmat Ulery. “Indiferent unde ajungem în ceea ce privește vehiculele electrificate și alte sisteme de propulsie, electronica va avea, de departe, o contribuție esențială în evoluția vehiculelor.”
Electrificarea permite inovarea
Electrificarea automobilelor a deschis ușa către noi modele inovatoare de vehicule. Fără a mai avea nevoie de un motor tradițional cu combustie internă, producătorii de automobile au mai multă flexibilitate în ceea ce privește amplasarea bateriilor și a porturilor de încărcare, abilitatea de a mări spațiul pentru pasageri sau marfă și multe altele.
Acest lucru a dus la creșterea numărului de noi producători de vehicule electrice care intră pe piață, oferind o mare varietate de mărci și modele. În acest moment, multe dintre acestea sunt încă scumpe și nu sunt standardizate la nivel mondial. Totuși, această varietate crescută oferă consumatorilor mai multe opțiuni de stil și personalizare, iar costul vehiculelor va scădea, probabil, pe măsură ce tehnologia avansează și producția crește.
“Va mai trece ceva timp până când se va ajunge la un standard comun privind proiectarea vehiculelor electrice, întrucât este vorba de o competiție acerbă pentru obținerea de noi tehnologii și inovații” a prezis McWhinney. “Proiectele din industria auto tind să fie foarte robuste, fiabile și foarte bine testate, dar în această perioadă de schimbări rapide, există o mulțime de platforme care sunt încă într-o fază incipientă – în esență, prototipuri foarte scumpe.”
Indiferent de producător, marcă sau model, toate vehiculele electrice necesită o transmisie fiabilă a puterii și o viteză mare de transmitere a datelor pentru a permite luarea deciziilor în timp real, ghidate de software.
Progresul înregistrat de microprocesoare a condus, de asemenea, la o schimbare de paradigmă în proiectarea automobilelor, odată cu introducerea platformei de vehicule definite de software, care gestionează funcționalitatea și comportamentul sistemelor vehiculelor. Odată cu dependența mai redusă de hardware, se constată o creștere a modularității, flexibilității și conectivității – cu alte cuvinte, numărul de piese și cabluri necesare pentru a gestiona un sistem extrem de complex este mai mic.
“Ne aflăm intr-un punct critic în care nu mai putem adăuga cabluri la vehicule,” explică Ulery. “Industria auto a început să preia exemple din industria calculatoarelor, în sensul că acum avem un standard Ethernet cu două fire care poate funcționa în gama gigaherților, astfel încât suntem capabili să reducem cantitatea de cabluri din vehicul. Sistemul [electric] de 48-volți este un alt exemplu – acum se poate trece la cabluri mai mici și, datorită arhitecturilor zonale din vehiculul definit de software, se va putea utiliza un singur controler, în timp ce toate dispozitivele vor fi conectate prin același bus printr-un singur fir. În vehiculele din viitor, vor exista mai puțini conectori din cupru, iar vehiculele vor fi mai bine proiectate și mult mai capabile să asigure viteze de conectivitate mai mari.”
Este vremea vehiculelor electrice
În Europa, piața vehiculelor electrice se dezvoltă rapid, deoarece producătorii de automobile și consumatorii caută să respecte standardele stricte privind emisiile de dioxid de carbon pentru a evita sancțiunile și pentru a se conforma unor reglementări precum zonele cu emisii reduse. În 2023, Transport & Environment raportează că vânzările europene de vehicule electrice cu baterii au crescut cu 28%.
“Electrificarea schimbă masiv regulile jocului,” a declarat Luke. “Oamenii văd avantajele.”
Spre deosebire de SUA, multe țări europene au făcut investiții semnificative în infrastructura de încărcare din întreaga regiune, oferind stații de încărcare publice și private, ceea ce a determinat transformarea vehiculelor electrice într-o opțiune mai viabilă pentru majoritatea consumatorilor. Unul dintre principalii facilitatori ai vehiculelor electrice în țările europene este acela că standardul de alimentare cu curent alternativ pe întregul continent se bazează pe 240VAC.
“Știu din proprie experiență,” spune Ulery, “că alimentarea cu curent alternativ de 120V (încărcare de Nivel 1) în America de Nord oferă aproximativ 8 km de autonomie pentru o oră de încărcare. Un încărcător de nivel 2 de 240V oferă peste 40 de km de autonomie pentru o oră de încărcare.”
“Ne preocupă foarte mult utilizarea înțeleaptă a energiei, iar interconectările pot juca un rol în sustenabilitate,” afirmă Luke. “Ultimul lucru pe care dorim să îl facem este să încărcăm o baterie și să avem pierderi pe traseu de la încărcătorul de bord sau să disipăm energie suplimentară pe drum.”
Specificații privind componentele auto
Autovehiculele moderne conțin, în medie, 80 de senzori, 100 de unități electronice și o mulțime de cabluri. Fiecare dintre aceste componente trebuie să îndeplinească un set riguros de standarde pentru a funcționa bine în mediile solicitante cu care se confruntă o mașină – vreme și umiditate, condiții rutiere variabile, temperaturi ridicate, vibrații și multe altele.
“Robustețea și fiabilitatea sunt esențiale pentru industria transporturilor,” a precizat Luke. “Unele dintre componentele din vehicule trebuie să dureze zeci de ani. Cu astfel de termene lungi, ar putea dura mult timp pentru a pregăti o flotă pentru schimbările care au loc în ceea ce privește componentele, cum ar fi standardele USB-C pentru cablurile de încărcare, pe care consumatorii se așteaptă să le găsească atunci când călătoresc cu mașina sau cu avionul.”
Există mai multe organisme de certificare care stabilesc standardele pentru piesele utilizate de producătorii auto, inclusiv Automotive Electronic Council (AEC) și US Council for Automotive Research (USCAR). Aceste organizații definesc cerințele de performanță și revizuiesc și certifică cu atenție componentele care sunt aprobate pentru a fi utilizate în mediul auto.
Recunoscute la nivel mondial, componentele calificate AEC (AECQ – AEC-qualified) sunt, de obicei, piese de înaltă calitate, robuste și fiabile, care pot suporta solicitări intense pe șosea fără a sacrifica performanța. Unele considerații suplimentare de care trebuie să țineți cont atunci când selectați componente pentru proiectele auto includ:
- Modularitate: este piesa ușor de înlocuit de către proprietar sau de către un atelier de reparații, dacă este necesar?
- Geometrii de contact: de câte ori poate fi conectată și deconectată componenta? Pe scurt, își îndeplinește conectorul sarcina?
- Eficiență: utilizează dispozitivul energia în mod inteligent sau disipează energie suplimentară?
- Caz de utilizare: este partea construită în conformitate cu specificațiile pentru a respecta cazul de utilizare? Este posibil ca piesele necalificate să supraviețuiască mai degrabă decât să funcționeze, iar piesele supracalificate să limiteze flexibilitatea proiectării.
- Ușurința asamblării: va putea linia de asamblare să instaleze piesa în mod repetat la scară, în funcție de locul în care se află în vehicul?
- Siguranță: dacă piesa se defectează în timp ce vehiculul este în mișcare, există o soluție de rezervă pentru a preveni un accident?
“Există două fețe ale monedei atunci când vine vorba de evaluarea riscurilor și de specificațiile pentru componentele auto,” spune McWhinney. “Odată cu apariția nu numai a capacității de a rezista, ci și a funcționalității, uneori, specificațiile trebuie să fie redefinite sau actualizate. Pe de altă parte, este posibil ca specificațiile să fie excesive și să implice costuri prea mari sau să limiteze flexibilitatea proiectării. Specificațiile sunt din ce în ce mai importante pe măsură ce arhitecturile evoluează.”
“Ceea ce este grozav în spațiul de interconectare este că poți crea piese modulare care pot fi schimbate,” adaugă Luke. “Elementele de interconectare sunt mult mai importante în proiectarea automobilelor, decât s-ar putea crede la prima vedere.”
Mai presus de toate, experții au fost de acord că, în proiectarea automobilelor, siguranța trebuie să fie pe primul loc.
“Aspectul privind siguranța este unul asupra căruia trebuie să insistăm foarte mult” spune Ulery. “Când computerul vostru nu funcționează, pur și simplu îl reporniți. Dar nu poți face acest lucru atunci când ai un sistem de calcul în vehiculul tău și rulezi la viteze mari. Este vorba de un nivel cu totul aparte, de care trebuie să ținem cont în tot ceea ce facem. Întotdeauna ne uităm la cele mai noi și mai bune componente – cum putem adăuga cele mai noi caracteristici pentru cea mai bună performanță și vrem să o facem rapid, dar pentru că suntem conștienți că este vorba de viețile oamenilor, trebuie să ne asigurăm că fiabilitatea este ireproșabilă.”
Calea de urmat
Privind spre viitor, clienții vor continua, probabil, să solicite caracteristici din ce în ce mai avansate pentru siguranță și confort, precum și vehicule electrice și alte moduri de transport care reduc dependența de combustibilii fosili.
“Electrificarea nu se oprește,” afirmă McWhinney. “Dacă ar fi ceva, probabil că se va accelera.”
În tot acest timp, tendința de miniaturizare a componentelor electronice auto va continua, conform spuselor lui McWhinney.
“Progresul microelectronicii a dus la instalarea unui număr mai mare de microprocesoare în vehiculele care se îndreaptă către platforma vehiculelor definite de software,” a continuat el. “Acest lucru nu înseamnă că orice element dintr-un vehicul va fi controlat dinamic prin intermediul software-ului, dar re-organizarea sistemelor de control în această direcție are implicații majore.”
Un număr tot mai mare de microprocesoare integrate în vehicule ar putea stimula multe inovații care se vor baza în mare măsură pe procesarea extrem de rapidă a datelor, inclusiv autonomia. Deși vor mai trece câțiva ani, vehiculele autonome ar putea deveni o obișnuință la orizontul anilor 2030. Majoritatea oamenilor sunt deja familiarizați și se simt confortabil folosind funcții semi-autonome, cum ar fi controlul vitezei de croazieră la automobile sau “pilotul automat” la avioane. În următorii ani, șoferul sau pilotul vor trebui, probabil, să fie în continuare implicați activ în operarea vehiculelor și avioanelor.
Industriile transporturilor și automobilelor vor continua să impulsioneze inovarea încă mulți ani de acum înainte, iar furnizori precum Molex și DigiKey vor continua să asigure componentele și serviciile necesare pentru accelerarea acestui progres.
Matt McWhinney și Kirk Ulery sunt manageri pentru dezvoltarea afacerilor la Molex. În calitate de lider mondial în furnizarea de soluții de conectare, Molex aduce excelență în inginerie, relații de încredere și un angajament de neegalat față de calitate și fiabilitate pentru a-i ajuta pe clienții din toate industriile să contribuie la îmbunătățirea vieții. Cu o experiență de peste 80 de ani, Molex oferă proiectare și producție de clasă mondială, precum și un portofoliu de peste 100.000 de produse inovatoare.
Shawn Luke este inginer de marketing tehnic la DigiKey. DigiKey, lider și inovator continuu în distribuția de componente electronice și de produse pentru automatizare de înaltă calitate la nivel mondial, oferă peste 15,3 milioane de componente de la peste 2.900 de producători de marcă de calitate.
Autori::
Matt McWhinney, Group Business Development Manager, Molex
Kirk Ulery, Distribution Business Development Manager, Molex;
Shawn Luke, Technical Marketing Engineer, DigiKey
DigiKey | https://www.digikey.ro
