特斯拉Model Y线束只有100m,柔性电路板(FPC)设计探讨

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2020年2月17日 评论 2,665 2237字阅读7分27秒

Model Y不仅是特斯拉打造的一款走量的入门级SUV,同时也是一款颠覆汽车工业的产品。

2020年1月7号,特斯拉在上海超级工厂举行了简短的ModelY项目启动仪式,也预示着Model Y将在中国实现本土化生产,不过根据Model3的交付进度来看,国产的Model Y的交付时间还是要等到2021年。不过美国本土的Model Y预计今年年中就可以交付。

Model S, Model 3, Model Y 车型对比

Model S线束长度约3km,Model 3线束长度约1.5km,而Model Y 的车内线束长度缩短到 100 米。Model 3相比Model S线束长度减半,这也是一个革命的变更。而传统汽车设计的时候线束长度可达数公里,复杂度高。我们从Model 3掀起的一点点面纱来分析,CCM(中央计算模块)由三个密集的印刷电路板组合而成:分别负责信息娱乐系统(IVI),驾驶辅助系统(ADAS)和车内外通信连接。

1. 车内外通信电路板(右下图)集成了一个Telit的4GLTE模组和Marvell的以太网交换芯片,这并不稀奇,推测将TCU功能和车内以太网功能集成于一体。

2. ADAS电路板模块中(左下图),自从特斯拉与Mobileye分道扬镳而归向NVIDA阵营后,这部分不出意外,都是用的NVIDIA DriverPX2平台,只不过NVIDIA推出Tegra Parker后,计算能力已比TegraK1更上一层楼;其他部分应与Audi zFAS雷同,Altera CycloneV的FPGA和英飞凌的Aurix TC297T必不可少,从单板上看,这是采用了2片Tegra Parker互联再加Cyclone V FPGA协同计算的设计,无疑,这比zFAS的性能又提高若干数量级。

特斯拉Model Y线束只有100m,柔性电路板(FPC)设计探讨

3. CCM中最令人意外的模块当属右上角的这块信息娱乐/通信系统电路板(右上图)了。

从这块PCB板背面来看,分布于左上和右下的两个巨大金属铆钉状连接器,极似我们常见的电脑主板上Intel CPU的Socket插槽固定器,左下的两块黑色连接器以及四颗紧固螺丝说明,这个正面又有一块小扣板。

他揭开了一点面纱,只露给你一个背影,但从中我们依然窥见深不可测的计算力。果不其然,从披露出来的信息得知,这块负责IVI的CCM模块搭载的是Intel Atom A3950处理器,上面的小扣板则集成了NXP QorIQ芯片。很明显,NXPQorIQ负责车内子系统的通信互联和配置管理,X86架构的AtomA3950负责整个车载IVI系统。更为惊世骇俗的是:此X86平台上运行的是特斯拉自己打造的车载linux系统。

除此之外,特斯拉使用的软件有80%以上为自行开发,马斯克(特斯拉CEO)的野心可见一斑。

此前,马斯克就曾说过,Model Y将会是世界上拥有最短车内线束长度的汽车产品,总长度仅为100米,与特斯拉Model 3 1500米的车内线束长度相比,只有其1/15

大幅度缩减线束长度,可以降低电线电阻,进而减少能量损耗,对于提升续航将会起到积极的作用。同时,还可以提升装配速度,装100米线比装1500米线可要省事的多,而这也就意味着Model Y的产能将会得到很大提升。

柔性电路板(Flexible Printed Circuit 简称FPC)

以往线束由于长度过长且“太软”,组装必须要由人工来完成,耗费大量的劳动力。特斯拉为此将线束长度由3KM缩短至只有100M,并在线束内部设置“结构件”,将线束变成一个个固定的零件,使得线束的组装可以由机械手臂来完成,极大提高生产效率及降低人工成本。

对电动汽车而言,续航是一个很关键的参数。大幅度缩减线束长度,可以降低电线电阻,进而减少能量损耗,对于提升续航将会起到积极的作用。传统车型中线束通常发展为车辆中的第3重且昂贵的部件,最大重量为50kg,总长度可达5km。对照model Y长达100的线束长度,估计线束重量只有1kg。这个数字太恐怖了。。

那么ModelY能否实现全车线束长度100米的目标呢?这目前还是一大悬念。

不过官方的消息是该车型将引入多项创新技术和创新材料。其中就包括目前SpaceX所使用的技术——柔性印刷电路FPC(FlexiblePrinted Circuit)技术,该技术目前在太空车上得到应用。FPC所带来的革命性的电缆电路,该电路可缩短整台车的线束长度,并为每个组件提供电池与计算平台的冗余连接。

柔性电路板(Flexible Printed Circuit 简称FPC)是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性,绝佳的可挠性印刷电路板。具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。

我们先看看FPC长什么样子?

特斯拉Model Y线束只有100m,柔性电路板(FPC)设计探讨
原来是这家伙……

其实FPC在汽车线束上用的很少。据小编了解,在传统燃油车中,国内主要是长城在顶棚空间狭隘处有很短的一处应用,而矢崎在一些电气化的车型中已经有了应用。在新能源车型中,FPC主要用于汽车动力电池PACK中。

FPC的特点:

1、短:组装工时短

所有线路都配置完成.省去多余排线的连接工作

2、小:体积比PCB小

可以有效降低产品体积.增加携带上的便利性

3、轻:重量比 PCB (硬板)轻

可以减少最终产品的重量

4、薄:厚度比PCB薄

可以提高柔软度.加强再有限空间内作三度空间的组装

其实FPC在通讯、消费电子,工控、医疗,再到军工、航空航天几乎无处不在。看特斯拉的发展应用,FPC大有往传统汽车发展的趋势。

参考改编来源:线束世界,作者:周庆文

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