汽车专用线总成的应用及故障分析

2023-05-13 行政


线束不仅是汽车不可或缺的一部分,更是连接全车电器和模块的重要部件,是保证汽车正常运行的载体,是保证舒适性和可靠性的核心硬件 整辆车。

线束不仅是汽车不可或缺的一部分,更是连接全车电器和模块的重要部件,是保证汽车正常运行的载体,是保证舒适性和可靠性的核心硬件 整辆车。 随着汽车技术的快速发展以及汽车发动机和控制器芯片的换代升级,传统的LIN和CAN线束已经不能满足汽车信号传输速率的要求。 HSD、FAKRA高清插件、特虐线束应用应运而生并蓬勃发展。 与传统线束插件相比,HSD和FAKRA插件对高频性能的要求更高,因此端子压接和加工工艺尤为重要,否则会影响产品的特性壁垒,可能导致 间歇性信号丢失、仪器显示屏异常等市场问题。

一、特种线束的应用及特点

1.1 特种线束的应用

随着汽车配置的升级,特种线束总成的正常使用比例增加,成本占比也相应增加。 主要应用有:主机对大屏(分体),360模组对前后左右摄像头,TBOX对主机,人脸识别对前后左右摄像头。 以10万左右的自主品牌汽车的配置为例,专用线材的数量一般在10到15根,数量占比还是很大的。

专用线组件由高频插件、线缆、绕包带组成。 有两种类型的插件:HSD 和 FAKRA。 其中,国外主流插件厂商有罗森博格和泰科,国内厂商有新汉和电联。 不同品牌的插件界面是一样的,只是不同厂商的设计理念不同。 端子、护套物理结构略有不同。 例:端子的插拔力不同。 因此,不同品牌的插件相互搭配使用时,需谨慎,并进行充分验证。 特种电线端子压接、线缆加工等过程控制与产品可靠性密切相关,因此特种电线的生产加工对自动化设备要求很高。

 

1.2 特种线束的特点

在汽车零部件中,特种线束总成属于比较“小件”,二次材料相对较少,装配相对简单,主要由连接器和线缆组成。 根据物理结构和传输速率,插件分为HSD和FAKRA。 电缆主要分为RG174、RTK031、RG174LL、Dacar535、Dacar636、Dacar566等,不同的电缆线芯直径不同,弯曲次数也不同。

 

HSD主要性能:

1、传输频率:0-2GHz,特性阻抗100,最大承载电流3A;

2、常用线材:Dacar535、Dacar636(0.14)、Dacar566(0.4)等;

3.孔位:4个PIN脚。

 

FAKRA主要性能:

根据物理结构的大小,分为常规FAKRA和Mini FAKRA。 与普通Fakra相比,Mini Fakra具有空间优势,用量相对较少。 单个端口没有成本优势。 在加工工艺方面:常规Fakra的主流是二代机加工和三代冲压。 第三代专为匹配自动化生产而设计,成本更低。

1、常规Fakra发射频率:0-6GHz,特性阻抗50欧姆; Mini Fakra发射频率:0-20GHz,特性阻抗50欧姆;

2、常用电缆:RG174(0.14)、RTK031(0.4)等;

3.孔位:1个PIN针用于常规使用,4个PIN针用于使用Mini Fakra的4合1;

4、由于带宽需求、成本等因素,除4合1使用Mini Fakra外,其余基本使用普通Fakra。

1.3 高频性能的主要特点

特性阻抗是电缆无限长时的阻抗。 电缆的特性阻抗是一个复杂的特性,它由电缆的各种物理参数决定,如电感、电容和电阻,而这些物理参数又取决于形状、同心度、导体之间的距离和电缆的材料。 电缆绝缘。 特性阻抗决定传输效果的好坏,也是信号完整性问题的关键。 此外,插入损耗、回波损耗和近端串扰性能,结合温度振动也是关键性能,是可靠性的重要指标。

2、特种线材装配故障分析

专线组装技术相对成熟,产品可靠性稳定。 特殊线材组装引起的市场问题很少见,但偶尔也会有。 以偶尔出现的多媒体黑屏和闪屏为例进行讨论。 显然,多媒体无法正常显示存在很多问题。 常见的原因有主机软件异常BUG和大屏单个部分损坏。 下面介绍一下在主机和大屏功能正常的情况下,由于单根排线质量问题引起的故障,以及出现排线故障的处理方法。

2.1 置换排除法

偶发故障难以重现,因为故障很难排除,需要工程师具备扎实的理论知识和清晰的思路才能排除故障。

对多媒体显示系统进行现场检查:主机、大屏、线束,通过“看”确认单件表面是否损坏,通过“问”了解工作情况和故障场景,分析潜在故障 通过“思”理论结合故障定位原因,理清故障排除思路,锁定根本原因,快速解决故障。

依次更换新的主机和大屏,继续运行,看功能是否正常。 必要时定期进行颠簸路试,验证因芯片和软件BUG引起的主机和大屏单片机质量问题,进一步注意特殊线材问题。

2.2 故障件高频特性阻抗测试

特殊线材元件的物理特性和高频性能,尤其是阻抗和电阻,将直接影响显示系统的稳定性和可靠性。 首先拆下线束的音视频适配器线束,目视检查线束表面是否有破损,线芯是否外露,端子孔是否异常,是否明显扩大。 如果不能完全判断异常,可以使用辅助设备检测线束故障。 性能,进一步判断。

特性阻抗测试设备:阻抗测试仪。 测试方法:LVDS线束长度为860mm,高频参数测试使用两个板端连接器,焊接两块专用于HSD高频测试的PCB。 测试要求:要求100±10毫欧,如果测试结果超过要求的100±10毫欧,则为专线元器件故障。

2.3 故障件物理特性测试

测试设备:端子刨床。 测试方法:对故障部位的端子进行截面分析。 测试要求:全部压接合格(端子故障部位压接段无间隙,端子内导线压缩率满足压接要求)。 若测试结果:端子故障部位压接处有孔,则压接不良。 例如,其他常见的压接故障有:压接翼未闭合、压接不充分、导体端部变形、压接翼未覆盖导体、端子压接翼翻出等。

特性阻抗与特性电阻只有一字之差,但却有着本质的区别。 同时,也有着密切的关系。 电阻异常导致阻抗异常。 由此可见,端子的压接质量直接影响端子的传输性能,而压接齿长和压接高度影响特性阻抗,对产品质量影响很大。

如上,依次更换主机和大屏,模拟故障复现时的运行,必要时跑一段颠簸路进行验证。 压接分析,特性阻抗测试,锁定端子压接不到位,造成特性阻抗不同,造成显示系统特性阻抗不匹配,造成系统异常。

3.结论

随着国家汽车产业配套的完善、法律法规的完善以及全球经济的复苏,未来的汽车产业必将发生颠覆性发展。 装配将被越来越多地使用。 由于 FAKRA 成本低、体积小,其通用用途将得到扩展。 未来,HSD 可能会被 FAKRA 取代。 同时,网络化、智能化、共享化高度融合,对模块间信号传输的速度和带宽提出更高要求。 100M和千兆以太网的应用也是未来的发展趋势。


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