當今汽車的復雜性成倍增加，增添了許多提升乘客舒適性的配置和信息娛樂系統，為確保行駛安全采用了先進駕駛輔助系統(ADAS)和自動駕駛技術。許多新增功能都需要提升與其他車輛和周圍環境的通信，實質上將車輛變為車載的數據中心。

這些新功能由激光雷達或攝像頭等模塊提供，每個模塊都由一個電子控制單元(ECU)控制。車輛需要大量的ECU，每個ECU都需要專用線路將其與車輛的其他部分連接起來。由于空間限制，管理不斷擴展的ECU系統成為一種挑戰，同時也增加了車輛生產的額外時間和成本。

不斷增加的復雜性還可能導致更多潛在的故障點。因此，高可靠性成為線束制造的關鍵目標，包括將電纜連接到傳感器和ECU的連接器。Molex莫仕最近的一項調查中發現，超過半數的受訪者將可靠性視為品牌忠誠度的主要驅動因素，這凸顯了高可靠性的重要性。

在運用工業自動化和機器人技術方面，汽車行業一直走在前列，帶來了眾多創新。因此，使用機器技術取代人工裝配，不僅提高了質量，還同時降低了成本。

線束的復雜性使它們無法從機器人組裝中受益。由于缺乏剛性，線束很容易彎曲、扭曲，因此機器人很難處理。人工裝配一直是最可行的選擇，但由于每輛車上都有數公里長的電線和數百個連接器，這種方法容易因人為失誤造成系統缺陷。這些故障會對制造商造成重大影響，包括材料成本和聲譽損失。

不斷發展的布線方案

傳統的布線方法是簡單地根據設備和ECU在車輛中的位置來添加它們之間的連接，這種方法被稱為扁平結構。除了組裝困難、耗時、容易出錯外，扁平架構很難靈活地適應新系統的添加。它還會導致診斷故障和維修困難，很難滿足不斷變化的需求和標準。

為了克服這些弊端，許多制造商正在采用區域式設計，即按照功能對車輛結構進行分組，以提供對整個車輛的控制。每個域都有自己的控制器，專用于動力傳動系統、信息娛樂系統或安全系統，并且通過網關與其他控制器通信，以創建完整的車輛控制系統。?

由于每個域會有一系列設備分布在車輛各處，每個設備都需要與控制器進行獨特的連接，域結構仍然無法解決布線的難題。

盡管域方法相比傳統的扁平架構更具適應性，但它并不是解決車輛布線難題的最終答案。如果從演進的角度來看待車輛布線，制造商在未來數年內將越來越多地采用域架構，顯然，這種架構仍然只是通向更好布線方法的基石。

分區架構的出現

分區架構(zonal architecture)是將車輛內的功能按位置分為若干區的先進設計，每個區域都有自己的區域網關，負責控制區域內的特定功能和子系統，比如發動機管理、照明、懸掛或安全傳感器。由于每個網關都靠近其控制的設備，因此連接它們所需的電纜長度相對較短。

網關之間以及網關與中央計算機之間通過高速網絡(如以太網)進行通信，從而能夠交換數據并對不斷變化的情況做出響應。因此，與傳統的車輛線束方案相比，網關和中央計算機之間的通信與計算機網絡具有更多的共同點。

這革新性方案將會改變車輛的工作方式以及制造、更新和維護方式。

與傳統方法相比，分區架構具有諸多優點。

其中最突出的是減少了布線的數量和復雜性。通過本地連接到分區網關的設備，可將電纜長度縮減至最短。這既適用于數據電纜，也適用于電力電纜，因為分區網關既可以充當配電模塊，也可以充當數據處理中樞。

此外，分區網關與中央計算集群之間的通信鏈路只需使用少量高速網絡連接(如少量雙絞線)，因此也可減少電纜長度。雖然安全關鍵型系統的冗余是車輛內的必要常量，但分區架構仍能夠顯著減少銅纜的體積和重量。

布線尺寸的縮短，將大大簡化電纜線束的安裝工作。每個區域都采用模塊化方式安裝，而不是使用橫跨整個車輛長度的線束。此外，重量減輕還能提高車輛運作效率。例如，電動汽車(EV)可以實現更長的充電間隔和更高的動力性能。

分區結構的另一大優點是靈活性，可將車輛電子設備分成較小的區域，能夠添加或修改新功能或子系統而不影響整個系統，更容易適應不斷變化的需求。在車輛的生命周期內，可以更加便利地進行更新，并提高成本效益，同時簡化維修方面的工作(如更換電機和傳感器)。這將使得經銷商網絡能夠自行進行大部分的車輛保養更新和維修，不必將車輛送到更先進、更復雜的維修車間。?

軟件驅動的功能還允許對分區網關進行調整和更新，以適應所需要的新功能。

由于多個分區網關分布在車輛各處，冗余和容錯能力得到增強。如果一個網關發生故障，其他網關可以繼續工作，從而降低了發生嚴重故障(可能是災難性故障)的風險。

由于車輛電子設備被劃分為不同的區域，診斷工作也變得更加簡單。技術人員不再需要在單一的復雜系統中尋找問題的根源。相反地，他們可以對單個區域進行評測，從而快速隔離并修復該區域的問題。??

就整體系統性能而言，分區架構能夠在不同的分區網關之間分配處理能力，從而提高通信速度、加快響應時間并提高資源利用效率。?

這些關鍵資源之一是車輛的電力。分區架構需要更多的分布式電源，才能連接到分布在車輛各處的分區控制器。此外，ECU、電機和傳感器等每個設備都需要電源。許多汽車制造商都將目光從現有的 12V 汽車電源架構轉向更高的電壓(最高可達 48V)。電壓越高，電流就越低，同時可以使用更小的電線提供相同的功率，從而減輕重量并提高車輛的效率。

Molex莫仕的MX150中壓連接器提供48V的電源架構解決方案。MX150 中壓連接器使汽車制造商能夠通過采用經過驗證的 MX150 外形尺寸，以最少的設計工程工作升級到 48V 接線架構。這種 48V 升級功能通過減少各種車載應用中的布線尺寸，顯著節省成本和重量。

建立連接

分區架構具有明顯的優勢，但實際應用也將面臨巨大的挑戰。其中一個挑戰就是設備與區域控制器之間使用的連接器。惡劣的環境條件加上對每個連接的高電路數要求，當今車輛中將需要新的、互補的連接器來支持分區系統。?

業界將需要新一代混合連接器將設備連接到分區網關，這種連接器既能傳輸電源，又能傳輸高速信號，即使在最惡劣的路況下也能正常工作。由于新一代連接器具有更多的功能，所需要的連接點減少了，因而大幅簡化了線束安裝工作。

與傳統的板對板連接解決方案相比，用于中央計算集群的連接器還需要具有更高的彈性；它們需要提供更多的引腳數和電源連接。標準化設計將支持可互換模塊，從而簡化制造流程，方便升級。

能夠適應自動裝配過程的連接器，是成功采用分區架構的重要因素。?在制造商能夠可靠地將電纜和連接器用于自動裝配工藝之前，電纜和連接器的安裝很可能仍然是手動過程。

Molex莫仕作為經驗豐富的汽車連接器供應商，開發了一系列基于自動安裝而設計的連接解決方案。憑借旨在提高兼具靈活性和裝配簡便性的創新連接解決方案，使得汽車OEM廠商可以充滿信心地采用分區架構的優勢。?