线束世界 | 汽车线束正经历一场革命

前言

汽车中的电子内容呈指数级增长，导致一辆汽车中的电线超过 150 磅（68.03kg），目前全部由手工组装。随着车辆复杂性的增加，这时候就需要一种新的布线范例。

汽车线束正在经历一场革命。从汽车电子内容的爆炸性增长到电气化和自主系统的到来，设计、工程、制造和交付汽车线束的方式已经发生了彻底的变化。

下面Jimmy跟大家聊一聊汽车线束行业的潜在发生的变革。

不断变化的电子产品需求

汽车主机厂正在寻找新的电气架构来简化线束设计，从而最大限度地降低布线复杂性和成本。

他们不得不这样做：线束行业与 80 年前没有什么不同。汽车线束仍然由单独连接数千个零部件的人员手动构建。

设计的架构对 OEM 商业模式有着巨大的影响。对于OEM来说，线束是一种非常劳动密集型的产品，因此他们想使用世界上成本最低的劳动力。每辆车的线束都有几千个零部件，成品重达150磅或更多。因此，他们必须协调这些产品的所有材料和零部件，并将它们运送到世界各地。这会创建一个极其漫长、复杂的供应链，在此过程中会发生数百次设计变更——所有这些都需要单独跟踪、实施和验证。

简化的汽车线束设计将有助于实现更自动化的装配和交付流程，并使OEM能够更快地实施变更，从而降低整个供应链的成本。除了制造线束所需的原材料（包括连接器、端子、电线、胶带和各种其他零部件）另外，OEM还必须储存一定数量的库存以防止潜在的供应中断。当前的运营模式有很多隐藏的成本。如果OEM可以通过设计新的线束架构来实现一定比例的制造自动化，他们将获得巨大的收益。

线束标准化

标准化一直是行业内圣杯，但某些地区比其他地区做得更好。德国这块在为他们的车辆设计平台方面做得非常好，而北美汽车行业却一直在苦苦挣扎。

汽车线束的变化极其广泛；这不仅仅是低成本、重型或豪华平台。当然有优化的架构，尤其是成本和重量。包装空间和体积的绝对物理限制需要后者。但是已经出现了许多不同的架构来满足个别车辆设计的需求，并且随着汽车继续利用新的下一代技术，这些架构将继续发展。例如，自动驾驶汽车必须实施集中式数据存储和可扩展的模块化系统架构，线束和网络组件也必须发展以支持它们。问题是下一代线束挑战的解决方案是光纤还是无线，而不仅仅是铜线。有各种各样的参数会影响这些决策，从车辆的网络和软件考虑因素延伸到其物理布线和电气性能规范。下图:来自于库迈思—线束加工标准化的圣杯

目前，正在大力推动汽车以太网。以太网在速度和可靠性方面解决了很多问题，但并没有跟上车辆的高速网络需求。此外，以太网路由也不会提供 OEM 可以用作一刀切解决方案的标准化产品。肯定会有一些标准的CAN、LIN 和以太网方法，但最重要的是，总会有专有和特定于应用程序的协议，因为它们在技术上是必需的。因此，对于OEMs来说，仍然没有真正的标准化答案可以依靠。

行业整合

这个行业内有很多投资和并购。系统集成商——博世、大陆、麦格纳——一直在收购他们感兴趣的产品。在零部件供应商中，像 Rosenberger 这样的独立公司有望在高速组件方面保持领先地位。对于像 Delphi [现在的 Aptiv] 或 Yazaki 这样的公司来说，开发程序往往更加集成和复杂。这些公司专注于小型化和二次锁定功能等方面，并且还关注人体工程学。此外，Molex最近收购了天线公司 Laird，该公司生产旨在取代传统桅杆或后窗网格天线的鲨鱼鳍天线。我们将在整个汽车供应链中看到更多这种类型的整合和整合。

需要与这些新架构的路线图？

答案是：必须的！

过去，如果您为车辆添加了电动车窗等功能，那么您还会在其线束中添加电动车窗模块。当您查看当前的架构方法时，工程师现在必须实现诸如“添加车窗”之类的功能。今天的汽车工程师必须考虑可以通过中控台上的软开关、车门上的硬开关甚至语音激活来实现的功能。这意味着必须使用软件解决方案来实现更多功能，这应该支持各个 OEM 的更标准化的汽车架构。这种汽车架构方法还将导致更多的零件重用，这意味着具有冗余软件模块和更多诊断功能的组件应用程序更少但更大。

随着车辆越来越由软件驱动，对有助于确保关键系统功能性能的诊断的需求将越来越大。除了不断扩展的核心功能套件外，连接器和接头产品还需要更精细的数据和电源通信、备份或故障安全机制以及强大的诊断功能。

汽车公司是否做好了准备？

过去的六七年是一个相对自由的时代。我们正处于那个过度炒作的时期，每个人都感到兴奋和过于乐观，银行和投资公司都在四处投钱。他们看到了一个市场，但他们不知道谁会成功。

现在，交易较少，但规模更大，更具战略意义。通过 Rivian 的交易 [Rivian 在 2019 年春季获得了通用汽车的 5 亿美元投资和亚马逊的 7 亿美元投资]，福特表示，“我现在想使我的投资组合中的很大一部分电气化”，并且这样做，刚刚节省了自己两年的研发时间。如果你相信这项技术，那是一种明智的做法，但它是一种不同的商业模式，也是汽车行业的一次重大变革。

20 或 30 年来，围绕不同的汽车架构展开了研究和活动。回到 1950 年代和 1960 年代，可能有几十个电路。喇叭、外部灯、AM 收音机、扬声器等。然后是电动座椅、电动车窗、空调、音响和导航系统以及后座娱乐系统。汽车在相对较短的时间内从十几个或几十个插头变成了几千个插头，这对线束组件数量和复杂性产生了显着影响，并提出了复杂性管理的艰巨任务。

复杂性管理

由于不同的消费者口味和个人品牌身份，有数千种汽车线束变体。每辆车都有一个线束，其中包含数千个零件变体和数千个潜在的功能组合。这导致车辆装配厂将数百万种可能的零件组合在一起。大约 90% 的这些组合很少被订购，但供应商仍然必须创建所有这些数据，以防万一，并管理影响每个可能变体的变化。除了产品设计，所有的企业资源规划（ERP）系统、制造执行系统（MES）、物流和IT成本都是巨大的。还有付款和合同方面的影响。所以，就目前而言，您可以轻松地让制造商及其设备供应商投资购买永远不会发货的零件号的工具。OEM 花费大量时间和资源来解决这个问题。

Must Pay!

有些东西必须付出。

汽车布线行业正处于架构、物理结构和线束类型方面的巨大颠覆之中，这将对车辆的自动化潜力及其制造地区产生直接影响。它会在一波又一波地发生，并先于其他平台在某些平台上发生——在某些情况下需要几十年的时间，但它会发生。