汽車專用線總成的應用及故障分析

2023-05-13 行政


線束不僅是汽車不可或缺的一部分,更是連接全車電器和模塊的重要部件,是保證汽車正常運行的載體,是保證舒適性和可靠性的核心硬件 整輛車。

線束不僅是汽車不可或缺的一部分,更是連接全車電器和模塊的重要部件,是保證汽車正常運行的載體,是保證舒適性和可靠性的核心硬件 整輛車。 隨著汽車技術的快速發展,汽車發動機和控制器芯片的換代升級,傳統的LIN和CAN線束已經不能滿足汽車信號傳輸速率的要求。 HSD、FAKRA高清插件、特虐線束應用應運而生並蓬勃發展。 與傳統線束插件相比,HSD和FAKRA插件對高頻性能的要求更高,因此端子壓接和加工工藝尤為重要,否則會影響產品的特性壁壘,可能導致 間歇性信號丟失、儀器顯示屏異常等市場問題。

一、特種線束的應用及特點

1.1 特種線束的應用

隨著汽車配置的升級,特種線束總成的正常使用比例增加,成本佔比也相應增加。 主要應用有:主機對大屏(分體),360模組對前後左右攝像頭,TBOX對主機,人臉識別對前後左右攝像頭。 以10萬左右的自主品牌汽車的配置為例,專用線材的數量一般在10到15根,數量佔比還是很大的。

專用線組件由高頻插件、線纜、繞包帶組成。 有兩種類型的插件:HSD 和 FAKRA。 其中,國外主流插件廠商有羅森博格和泰科,國內廠商有新漢和電聯。 不同品牌的插件界面是一樣的,只是不同廠商的設計理念不同。 端子、護套物理結構略有不同。 例:端子的插拔力不同。 因此,不同品牌的插件相互搭配使用時,需謹慎,並進行充分驗證。 特種電線端子壓接、線纜加工等過程控制與產品可靠性密切相關,因此特種電線的生產加工對自動化設備要求很高。

 

1.2 特種線束的特點

在汽車零部件中,特種線束總成屬於比較“小件”,二次材料相對較少,裝配相對簡單,主要由連接器和線纜組成。 根據物理結構和傳輸速率,插件分為HSD和FAKRA。 電纜主要分為RG174、RTK031、RG174LL、Dacar535、Dacar636、Dacar566等,不同的電纜線芯直徑不同,彎曲次數也不同。

 

HSD主要性能:

1、傳輸頻率:0-2GHz,特性阻抗100,最大承載電流3A;

2、常用線材:Dacar535、Dacar636(0.14)、Dacar566(0.4)等;

3.孔位:4個PIN腳。

 

FAKRA主要性能:

根據物理結構的大小,分為常規FAKRA和Mini FAKRA。 與普通Fakra相比,Mini Fakra具有空間優勢,用量相對較少。 單個端口沒有成本優勢。 在加工工藝方面:常規Fakra的主流是二代機加工和三代沖壓。 第三代專為匹配自動化生產而設計,成本更低。

1、常規Fakra發射頻率:0-6GHz,特性阻抗50歐姆; Mini Fakra發射頻率:0-20GHz,特性阻抗50歐姆;

2、常用電纜:RG174(0.14)、RTK031(0.4)等;

3.孔位:1個PIN針用於常規使用,4個PIN針用於使用Mini Fakra的4合1;

4、由於帶寬需求、成本等因素,除4合1使用Mini Fakra外,其餘基本使用普通Fakra。

1.3 高頻性能的主要特點

特性阻抗是電纜無限長時的阻抗。 電纜的特性阻抗是一個複雜的特性,它由電纜的各種物理參數決定,如電感、電容和電阻,而這些物理參數又取決於形狀、同心度、導體之間的距離和電纜的材料。 電纜絕緣。 特性阻抗決定傳輸效果的好壞,也是信號完整性問題的關鍵。 此外,插入損耗、回波損耗和近端串擾性能,結合溫度振動也是關鍵性能,是可靠性的重要指標。

2、特種線材裝配故障分析

專線組裝技術相對成熟,產品可靠性穩定。 特殊線材組裝引起的市場問題很少見,但偶爾也會有。 以偶爾出現的多媒體黑屏和閃屏為例進行討論。 顯然,多媒體無法正常顯示存在很多問題。 常見的原因有主機軟件異常BUG和大屏單個部分損壞。 下面介紹在主機和大屏功能正常的情況下,由於單根線纜質量問題引起的故障,以及出現線纜故障的處理方法。

2.1 置換排除法

偶發故障難以重現,因為故障很難排除,需要工程師具備紮實的理論知識和清晰的思路才能排除故障。

對多媒體顯示系統進行現場檢查:主機、大屏、線束,通過“看”確認單件表面是否損壞,通過“問”了解工作情況和故障場景,分析潛在故障 通過“思”理論結合故障定位原因,理清故障排除思路,鎖定根本原因,快速解決故障。

依次更換新的主機和大屏,繼續運行,看功能是否正常。 必要時定期進行顛簸路試,驗證因芯片和軟件BUG引起的主機和大屏單片機質量問題,進一步注意特殊線材問題。

2.2 故障件高頻特性阻抗測試

特殊線材元件的物理特性和高頻性能,尤其是阻抗和電阻,將直接影響顯示系統的穩定性和可靠性。 首先拆下線束的音視頻適配器線束,目視檢查線束表面是否有破損,線芯是否外露,端子孔是否異常,有無明顯擴大。 如果不能完全判斷異常,可以使用輔助設備檢測線束故障。 性能,進一步判斷。

特性阻抗測試設備:阻抗測試儀。 測試方法:LVDS線束長度為860mm,高頻參數測試使用兩個板端連接器,焊接兩塊專用於HSD高頻測試的PCB。 測試要求:要求100±10毫歐,如果測試結果超過要求的100±10毫歐,則為專線元器件故障。

2.3 故障件物理特性測試

測試設備:端子刨床。 測試方法:對故障部位的端子進行截面分析。 測試要求:全部壓接合格(端子故障部位壓接段無間隙,端子內導線壓縮率滿足壓接要求)。 若測試結果:端子故障部位壓接處有孔,則壓接不良。 例如,其他常見的壓接故障有:壓接翼未閉合、壓接不充分、導體端部變形、壓接翼未覆蓋導體、端子壓接翼翻出等。

特性阻抗與特性電阻只有一字之差,但卻有著本質的區別。 同時,也有著密切的關係。 電阻異常導致阻抗異常。 由此可見,端子的壓接質量直接影響端子的傳輸性能,而壓接齒長和壓接高度影響特性阻抗,對產品質量影響很大。

如上,依次更換主機和大屏,模擬故障復現時的運行,必要時跑一段顛簸路進行驗證。 壓接分析,特性阻抗測試,鎖定端子壓接不到位,導致特性阻抗不同,導致顯示系統特性阻抗不匹配,導致系統異常。

3.結論

隨著國家汽車產業配套的完善、法律法規的完善以及全球經濟的複蘇,未來的汽車產業必將發生顛覆性發展。 裝配將被越來越多地使用。 由於 FAKRA 成本低、體積小,其通用用途將得到擴展。 未來,HSD 可能會被 FAKRA 取代。 同時,網絡化、智能化、共享化高度融合,對模塊間信號傳輸的速度和帶寬提出更高要求。 100M和千兆以太網的應用也是未來的發展趨勢。


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