电气化加速，复杂车内互连环境给连接带来了哪些挑战？

电子发烧友网报道（文/李宁远）电动汽车绝对是现在最复杂的网络电子系统之一，这和车内电子控制单元ECU数量的不断增加密切相关。根据富士奇美拉研究所对车载ECU的调查，截至2021年，每辆车上安装的ECU平均数量为29.6个。这只是平均数量，一些高端车型中的用量其实已经突破一百个。

因此产生的物理互连网络正在变得高度复杂，这一庞大网络将众多新的安全设备和传感器相互连接，并与新的更高级别的控制层相连。不论在所有此类ECU设备之间，还是下一阶段相应的车内更高控制层之间，建立物理互连网络连接都在变得更加富有挑战。

逐渐复杂化的车内互连环境

在不断复杂化的互连环境下，单车的连接器用量在不断增多，传统汽车需要用到的电子连接器在600个左右，电动汽车内的连接器数量在800到1000个。不仅仅是数量的增多，其需要面对的连接挑战也远超从前。

最明显的复杂度提高在于数据量的提升，ADAS和基于传感器数据的功能设备仍在进一步增加，这导致通过网络传输的数据量也不断上升。在车辆中引入L2或L3级别的自动驾驶功能，将大大增加所谓“高带宽专用链路”的份额，更不用说以后更高级别的自动驾驶功能的引入。

而在更广泛的自动与无人驾驶环境中，用于感知的雷达、激光雷达和摄像机也是检测环境必不可少的设备，高带宽专用链路的份额肯定会越来越高。

除了车内本身数据量的提升，很多车辆环境数据都需要通过无线和蜂窝技术从车外接入，包括各种基于V2X、云的服务，天线配置也更加繁琐，大大增加了连接器互连需要解决的各种射频问题。

以最基础的ADAS集群来看，连接链路基础数据传输速率起码在 12Gbps以上，链路还需要有冗余能够支持故障安全操作，带宽需要进一步增加，延迟需要进一步缩短。此外，信息娱乐集群和安全集群是分开的，但是要在连接上保证数据完整性和一致性（如连接ADAS摄像头与显示）。

这种复杂连接环境下，正反方向的高数据速率会带来紧迫的通道限制，对连接器和线束提出了很高要求，比如如何缩减尺寸实现多线道，如何降低插入损耗，如何限制共振效应等等，这都是复杂车内互连环境给连接带来的挑战。

随复杂互连升级的汽车连接

车载网络和连接的核心是网络的物理层—互连系统和布线/线束，对连接提出的挑战，首先要解决的就是带宽。车内连接很快就会发展到5到15条100Mbit/秒的汽车以太网线或是5条1Gbit/秒的线束。

可靠性自然不用多说，车用器件的安全可靠是使用的前提，汽车并不是网络和数据流量的“正常”环境，足够耐用器件才能发挥出它的作用。

随复杂互连升级的汽车连接，有一点急需解决的问题在于EMC。数据量不断增加，且低工作电压下的高传输频率需要无干扰的网络，但是，车内电动传动系统的高电流和高电压不可避免会产生干扰场，这是影响数据链路的额外变量。

可以看到的是汽车互连系统中越来越多地通过非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP类型的双绞线传输。连接器的屏蔽和非屏蔽需要充分考虑强磁干扰后进行选择，在需要高等级屏蔽的地方，甚至还需要对线束做高平衡处理以配合带屏蔽的连接端。

小结

合适的连接器设计、更高性能的电缆，对于满足车内传输EMC要求都是必要的。不断发展的汽车应用以及E/E架构的转变，在传输组件上不断提出更具挑战性的要求，这些挑战除了更高的传输频率和更大的数据量之外，在可靠性、EMC等各方面的要求也在不断升级。