车用电缆应用环境

车用电缆:串联车联网,驶向智能与安全的关键未来

随着人工智能、数据库、半导体制程等新兴科技的发展,汽车不再只是单纯的代步工具,更摇身一变成为智能移动载具。车用电子系统的导入,让驾驶能够以更安全、更智能、更个人化的方式抵达目的地。然而,串接这一切智能与安全的关键,正是看似不起眼的车用电缆

3项潜在风险 不容忽视

车用电缆负责传递车辆传感器、控制器、执行器等各项电气讯号,扮演着车辆运作的神经系统。然而,在复杂的车用环境中,车用电缆却面临以下主要潜在风险:

  • 电磁干扰:车辆周边充斥着各式电磁讯号,若车用电缆抗干扰性不足,恐怕导致传感器误判,影响车辆安全系统运作。
  • 带宽不足:随着车用电子系统功能日益复杂,对传输带宽的需求也随之提升。若车用电缆带宽不足,可能引发讯号传输延迟或遗失,影响系统运作。
  • 阻抗不良:车用电缆的阻抗会影响讯号传输效率。若阻抗设计不良,进而造成传输衰减,降低系统效能。

车用电缆应用环境多元,涵盖摄影、音响、导航、雷达等系统。我们曾遇到的案例是客户本身有抽线厂,在开发车用电缆前需要针对该产品的裸线设计进行测试,目的在于确认裸线组件是否能符合Open Alliance规范;然而他们没有能力自己测试,遇到问题时不知从何解决,因此协寻百佳泰的协助。

客户的问题与难处:在严苛的测试环境要求下,如何排除错误?

客户想针对裸线的部分提前确认其产品能够符合Open Alliance规范,客户针对这个需求面对到以下挑战

严苛的测试环境要求

车用电缆测试环境必须符合严苛的规范要求,以确保测试结果的准确性。这对测试设备和治具提出了极高的要求。例如:测试设备需要具备足够的带宽和信噪比,以准确测量车用电缆的电气性能;治具则需要确保待测物与测试设备的良好接触,并避免引入额外的噪声干扰。

百佳泰针对车用电缆测试开发了专用的Conductive Drum,可以有效解决最大长度落于10m、15m的车用电缆架设问题。Conductive Drum采用导电材质制成,可以确保待测物与测试设备的良好接触,并避免测试过程中线材间的讯号相互干扰。

开发阶段的问题分析

在车用电缆的开发阶段,当验证发生问题了如何确认与解决问题?这间客户就是在验证中发生下方叙述之问题,客户对测试结果完全没有能力进行解析,更不知道要从何着手进行debug,百佳泰可以协助客户分析共模噪声抑制能力不足的原因,并提供有效的解决方案。

  • 共模噪声抑制能力不足:共模噪声是指由电源线传导的噪声,会对车用电子系统造成干扰。如果车用电缆的共模噪声抑制能力不足,则会导致传感器误判,影响车辆安全系统运作。

解决方案-如何除错

针对这个需求,百佳泰拥有完整的验证环境跟能力帮助客户完成需要的验证,同时也为客户提前发现了一个重要问题 – Mode Conversion Loss fail,并协助解决。

车用电缆的Mode Conversion Loss难题

车用电装设备多数布局于车室前端,设备间隙相对密集,加上现今主机大多为复合式传输接口,一旦讯号传输过程中产生的共模噪声(common mode noise)过大,即有可能造成设备间互相干扰。因此,在车用规格的高频控制与检测中,Mode Conversion Loss是最令人头疼的项目,共模噪声看不到摸不着,尽管客户在线材接地与屏蔽层的处理已极其谨慎,其最终结果还是不尽人意。

下图为百佳泰协助客户验证其一款车用电缆,可以看到该款线材的Mode Conversion Loss介于10MHz~100MHz频率区间,已超过规范标准因而判定为Fail,经过百佳泰的分析并提供适当建议后,可以发现原本Fail的数据已被控制在标准规格线下,且同频段获得7dB的余量空间。

Mode Conversion Loss

车用电缆串接的不只是电子设备,更攸关驾驶与乘客的生命安全,严格的把关极为重要,因此客户发现问题后积极的寻求我们协助解决,而我们以丰富的经验判断会发生Mode Conversion Loss过高的三大原因如下:

  1. 讯号对线路长度匹配不良:讯号传输线的长度与阻抗特性需相互匹配,若匹配不良则可能导致讯号反射,进而产生共模噪声。
  2. 共地结构问题:车用电缆的共地结构需设计完善,以确保良好的接地效果。若共地结构设计不良,则可能导致共模噪声增加。
  3. 编织密度不足:车用电缆的屏蔽层由金属编织而成,编织密度越高,对共模噪声的抑制效果越好。若编织密度不足,则可能导致共模噪声增加。

在上述案例中,百佳泰经过分析发现,该款车用电缆的Mode Conversion Loss过高主要原因是编织密度不足。因此百佳泰建议客户提高编织密度,并提供具体的编织密度参数。客户根据百佳泰所提出的建议,对产品进行了改进,最终成功将Mode Conversion Loss控制在规范标准以内。

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严苛的车规测试,百佳泰协助您轻松过关

车用电缆测试不仅要求仪器性能优异,还须搭配精密的治具才能确保测试准确度。百佳泰拥有丰富的车用电缆测试经验,不仅可以快速提供测试服务,同时在遇到问题时提供问题分析及修正建议,为客户提供全方位的测试服务,助您轻松通过严苛的车规测试。

透过我们的专业服务,百佳泰协助客户开发高质量的车用电缆,协助客户解决问题,避免被车厂取消他们的交货资格,我们的服务具备了以下各种优势:

Faster

百佳泰协助客户快速执行测试并解决问题,在客户没有环境跟能力的情况下,我们凭借着完善的设备、具备专业的测试能力,替客户缩短了半年以上的时间,提前把问题确认并提供方案解决,我们凭借以下优势

设备完善

在车用电缆测试中,无屏蔽扭绞对线材(UTP)因缺乏屏蔽层保护,容易受到外部电磁干扰而影响测试准确度。为了解决此问题,百佳泰依据OPEN Alliance TC-9规范设计了Conductive Drum,并采用直立式设计取代传统平面架设方式,不仅节省空间,更方便绕线和快速架设。

Conductive Drum

仪器是测试不可或缺的本体,而车规的严谨条件并非每台设备都可以轻松通过。百佳泰备有Low noise floor网络分析仪,除了确保可以符合规范外,更轻松地为待测物争取优渥的余量空间。

高频测试能力

百佳泰在线缆连接器量测拥有多年经验,准确且快速地完成客户量测需求。

Easier

车规测试不仅要求仪器性能优异,更须搭配精密的治具才能确保测试准确度。治具的设计不仅要考虑连接器的选用,还要满足PCB阻抗、模式转换损耗等严苛的规范要求。

治具设计的能力

许多客户欲开发线材连接器,却不具备测试治具设计能力,百佳泰在治具设计拥有丰富经验,设计出特性稳定、符合测试规范的高质量治具,助您轻松通过车规测试。

Fixture Verification

 

Better

专业咨询服务,助力产品质量升级

百佳泰不仅拥有高质量的车用电缆测试服务,还提供专业的咨询服务,协助客户解决产品开发和量产检测中的难题。

  • 丰富的经验:百佳泰拥有丰富的车用电缆测试和咨询经验,熟悉各种车规测试标准和要求。
  • 专业的技术:百佳泰专业线缆的技术团队,能够提供专业的咨询服务。

如果您正有着车用线缆发生问题需要解决的烦恼,需要高质量的验证解决方案,百佳泰可以帮助您克服挑战,实现您的产品目标。立即填写窗体联系我们!