Как нейронная сеть автомобиля, автомобильные жгуты проводов выполняют важнейшую функцию передачи энергии и взаимодействия сигналов. Их технологическая эволюция напрямую влияет на энергоэффективность, стоимость и уровень интеллектуальности автомобиля. В последние годы эта промышленная революция в области жгутов проводов эволюционировала от первоначального акцента на простом сокращении длины до систематической реструктуризации, основанной на установлении стандартов, что коренным образом изменило ландшафт развития мировой автомобильной промышленности.
"Сокращение длины": прорыв 1.0 в технологии жгутов проводов
В распределенной архитектуре традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания каждый функциональный модуль оснащен независимым блоком управления (ЭБУ), что приводит к общей длине жгута проводов до 5 километров. Это не только занимает много места, но и становится критическим узким местом, ограничивающим снижение веса автомобиля и повышение энергоэффективности. Появление Тесла решило эту проблему, положив начало революции в сокращении длины жгута проводов благодаря архитектурным инновациям: в моделях S/X длина жгута проводов сократилась до 3,5 километров, в Модель 3 — до 1,5 километров, а в Кибертрак был достигнут скачок на 0,5-1 километр, что составляет 77% сокращения по сравнению с традиционными моделями.
В основе этого движения по снижению веса лежат три основных технологических направления: во-первых, архитектурные инновации, переход от распределенной к доменной архитектуре управления, интегрирующий более 70 распределенных ЭБУ в четыре основные области: привод, питание, шасси и кабина. Новейшая зональная архитектура дополнительно разделяет блоки управления по физическому расположению, сокращая жгут проводов еще на 30%; во-вторых, упрощение разъемов, объединяющее более 200 типов интерфейсов в 6 стандартных типов, удовлетворяющих более 90% потребностей в передаче данных и значительно снижающих сложность проектирования и частоту ошибок; в-третьих, оптимизация проводки, за счет близкого расположения блоков управления и исполнительных механизмов в сочетании с 3D-моделированием для планирования кратчайшего пути, полностью исключающая избыточную проводку.
Ценность, которую приносит уменьшение длины жгута проводов, многогранна: с точки зрения снижения веса и повышения эффективности, жгут проводов составляет 3-5% от общей массы автомобиля. В одной из моделей снижение веса жгута проводов напрямую увеличило запас хода на 3%. Жгут проводов архитектуры Леапмотор Клевер весит всего 23 кг, что на 15 кг меньше, чем у традиционных моделей, и значительно улучшает управляемость; с точки зрения контроля затрат, снижаются материальные издержки за счет меньшего использования меди, а сокращение времени сборки способствует повышению автоматизации, что приводит к снижению общих затрат на автомобиль на 10-15% и повышению эффективности производства более чем на 20%.
"Установление стандартов": Углубление революции в области жгутов проводов (версия 2.0)
С популяризацией технологии сокращения длины проводов (длина " снижениедддххх) в отрасли постепенно осознали, что отсутствие единых стандартов стало новым узким местом, ограничивающим широкомасштабное применение технологии и межкорпоративное сотрудничество. В результате революция в области жгутов проводов перешла от простой технологической оптимизации к этапу систематического углубления в установление стандартов, и создание единой и стандартизированной системы стало общепринятым мнением в отрасли.
В сфере стандартизации систем как внутри страны, так и на международном уровне предпринимаются все более активные усилия: на национальном уровне в «Дорожной карте энергосбережения и новых энергетических транспортных средств 2.0» четко предлагается достичь 90% стандартизации интерфейсов высоковольтных жгутов проводов и 100% применения легких материалов к 2030 году. Национальный стандарт Великобритания/T 20734-2022 «Технические условия для автомобильных жгутов проводов» всесторонне стандартизирует такие показатели, как изоляция, сопротивление напряжению и безопасность; на международном уровне стандарт ISO 19642 по испытаниям высоковольтных жгутов проводов и стандарт LV215 по электромагнитной совместимости низкого напряжения стали глобальными эталонами, а стандарты серий SAE и USCAR способствуют совместимости и надежности жгутов проводов.
Прорывы в стандартизации ключевых областей особенно значительны: в высоковольтной платформе стандарт 800 В стал общепринятым в отрасли. Унифицированные стандарты высоковольтных интерфейсов не только уменьшают диаметр жгутов проводов и повышают эффективность передачи, но и решают проблемы совместимости при зарядке; в стандартах на материалы достигнут значительный прорыв в замене меди алюминием. Плотность алюминия составляет всего 1/3 от плотности меди, что снижает затраты на 40%. Разница в проводимости компенсируется увеличением площади поперечного сечения (достигая 64% от меди). Стандарты для легких материалов, таких как оболочки из углеродного волокна и тонкостенная изоляция, также постепенно улучшаются, что позволяет снизить вес жгутов проводов до 30%. В области высокоскоростной передачи данных автомобильный ЭН обеспечивает передачу данных со скоростью от 100 Мбит/с до 10 Гбит/с по одной паре неэкранированных витых пар, при этом его стоимость составляет всего 1/3 от стоимости традиционного LVDS, а стандарт синхронизации на уровне микросекунд ТСН (Время-Чувствительный Сетевые технологии) отвечает требованиям автономного вождения в режиме реального времени.
Преодоление барьеров и внедрение инноваций с помощью мощи Китая.
В глобальной революции в области автомобильных жгутов проводов китайские компании превращаются из последователей в лидеров, занимая ключевые позиции в промышленной конкуренции благодаря технологическим прорывам и участию в разработке стандартов.
В ключевой технологии замены меди алюминием китайские компании добились масштабных прорывов: компания Хугуан Ко., ООО. первой применила алюминиевые жгуты проводов в легковых автомобилях,打破 монополию иностранных компаний; ТЕ Подключение и Боуэй Сплав совместно преодолели проблемы электрохимической коррозии и ползучести алюминия и меди, снизив содержание меди в низковольтных сигнальных линиях на 60%, вес на 30% и стоимость на 10%. По оценкам, широкомасштабное применение этой технологии может сократить выбросы CO₂ примерно на 850 000 тонн в год и открыть рыночную нишу в 36-48 миллиардов юаней.
В сфере стандартизации влияние китайских компаний продолжает расти: официально внедрены «Общие требования к центрам обработки низковольтных автомобильных жгутов проводов», разработанные компанией Хайпруи; независимые архитектуры, созданные такими компаниями, как БАЙД и Леапмотор, задают новую парадигму для отраслевых стандартов; и китайские компании все активнее участвуют в разработке стандартов безопасности высоковольтных жгутов проводов в рабочей группе ISO/TC22, переводя технологические практики в отраслевые правила.
Постоянно появляются инновационные технологические решения: Джили и ТЕ Подключение совместно разработали гибкие плоские кабели (ФФК) для замены традиционных жгутов проводов, что позволило снизить вес более чем на 50%; в BMW IX проводится пилотное тестирование технологии Bluetooth + UWB для разблокировки автомобильных дверей, что позволило сократить количество жгутов проводов на 12 и вес на 0,8 кг, предоставив ценный опыт для исследования беспроводных жгутов проводов.
От упрощения до совершенной эволюции жгутов проводов без необходимости дополнительной обработки
Конечная цель революции в автомобильной электропроводке — достижение идеального состояния нулевого количества жгутов проводов. Тесла четко поставила перед собой техническую цель — 100 метров жгутов проводов, полностью перестроив нейронную сеть автомобиля путем интеграции жгутов проводов в конструкцию автомобиля в сочетании с региональными контроллерами, беспроводной связью и технологией передачи данных по оптоволокну.
Эта революция приносит не только технологическую итерацию, но и всестороннюю трансформацию промышленной экосистемы: поставщикам жгутов проводов необходимо перейти от традиционного производства к системной интеграции + разработке программного обеспечения, глубоко участвуя в проектировании общей архитектуры автомобиля; производители автомобилей будут уделять приоритетное внимание планированию жгутов проводов, обеспечивая синхронную разработку с кузовом и электронными системами; а система ремонта также обеспечит точное определение места неисправности за счет модульной конструкции, значительно повышая эффективность ремонта. Согласно планам отрасли, уровень стандартизации разъемов высоковольтных жгутов проводов достигнет 50% к 2025 году, увеличится до 80% к 2028 году и достигнет целевого показателя в 90% к 2030 году, при этом будет полностью внедрена технология легких материалов. К тому времени жгуты проводов перестанут быть узким местом, ограничивающим развитие автомобилестроения, и станут ключевой опорой, обеспечивающей электрификацию и интеллектуальную модернизацию.
От единичного прорыва в сокращении длины до систематической реструктуризации и установления стандартов, революция в автомобильных жгутах проводов по сути представляет собой промышленную модернизацию, ориентированную на эффективность, стоимость и безопасность. Для Китая использование двух основных возможностей – технологических прорывов и установления стандартов в области замены меди алюминием, а также постоянное углубление инноваций – позволит ему занять лидирующие позиции в новом раунде глобальной конкуренции в автомобильной промышленности, придав мощный импульс высококачественному развитию автомобильной отрасли.
