自動車業界では、代替電源から完全自動運転車に至るまで、新しい技術や機能が急増しています。現在、電子機器は自動車の価値の半分以上を占めるのが一般的です。新しい機能が追加されるたびに、電子制御ユニット (ECU) と呼ばれる新しいモジュールが必要になります。 最新の車両には、それぞれ専用の接続と配線を備えたこのようなECUが100～150個採用されています。これらは、増え続けるセンサー、モーター、その他のコンポーネントとともに、接続ソリューションに対する膨大な需要を生み出しています。

自動車メーカーは、こうした拡大するシステムを収容するための車内スペースの減少という重大な課題に直面しています。何百ものコンポーネントを接続するために必要な配線は、ケーブルハーネスが現在、車両製造において最も複雑な構造の1つであることを意味しており、次世代車両はさらに多くの機能を提供することになります。車両が進化してさらに優れた機能を提供するにつれて、過酷な条件に耐えるコンパクトで高性能のコネクターに対する需要が高まっています。

次世代の車両は、現在自動車業界に導入されている新しいテクノロジーによって定義されます。メーカーは、安全性とユーザーエクスペリエンスを向上させるために、最新の5G無線通信を活用することに熱心です。車両は、移動をより安全かつ効率的にするために、他の道路利用者や交通管制インフラストラクチャと情報が共有される動的なネットワークの一部となります。この車両間 (V2X) 通信には、これまで以上に多くのセンサー、制御装置、コンピューティング能力を搭載した車両が必要になります。

これは、大々的に宣伝され、大いに期待されている自動運転車または「自動運転」車への動きにおいて、さらに重要となるでしょう。先進運転支援システム (ADAS) はすでに、交通安全のための高度なソリューションをドライバーに提供しています。他の道路利用者とのやり取りは、可能な限り最小限の待ち時間で周囲の情報を収集、分析し、それに基づいて行動できるシステムに依存します。  

しかし、自動車環境は、安全性が重要なシステムにとって課題です。振動によって接続が一瞬切断されただけでも、膨大な量の重要な情報が失われる可能性があります。設計者は、今日の自動車業界で見られる速度よりも何倍も高いデータ速度を実現しながら、振動に耐性のある、さまざまな小型コネクターソリューションを必要とします。

各車両には約1マイルのワイヤと数百のコネクターがあり、特に小型で効率的な輸送手段の採用が奨励されている場合、銅ケーブルの量は車両のパフォーマンスに直接影響します。このような大量の銅ケーブルの重量は、車両の航続距離と性能に悪影響を及ぼします。この問題を解決する試みは、ゾーンアーキテクチャの概念につながりました。

ゾーンアーキテクチャは、車両エレクトロニクスを構造化するためのアプローチです。システムを機能ごとにグループ化したドメインアーキテクチャとは対照的に、ゾーンアーキテクチャはより効率的なソリューションを提供します。車両内の機能は、場所によっていくつかのゾーンに分類されています。車両の特定セクションに設置され、近くのゾーンコントローラーまたはゲートウェイに接続されている装置を、各ゾーンが担当します。ゾーンゲートウェイは、制御するデバイスの近くにあるため、それらの接続に必要なケーブル長は比較的短く、その結果、これらの短いケーブル用の信頼性の高い小型コネクターの必要性が高まっています。

各ゾーンゲートウェイは、車両の中心にある中央コンピューティングクラスターに接続されています。ゾーンゲートウェイと中央コンピューター間の通信は、コンピューターネットワークに似ています。 その結果、このゾーン間通信は小型の高速伝送用ネットワークケーブルで行われるため、車両周辺に敷設するハーネスの量とサイズを大幅に削減できます。

ゾーンアーキテクチャは、電力の分配と高速伝送用通信に関する新しい見方も生み出しています。従来の車両電源は12Vで供給されますが、最大48Vの電圧を採用することで、それに応じて電流を削減し、同じ量のエネルギーをデバイスに供給できます。これにより、設計者はより小さなゲージのワイヤーとコネクターを採用できるようになります。ほんの一例として、48Vシステムは4 AWGの代わりに10 AWGワイヤを使用して、12V相当のシステムと同じエネルギーを供給できます。これにより、配線だけで最大85%の軽量化が可能になります。車両ハーネス全体でのこの軽量化は、効率に大きな影響を与えます。

ゾーンアーキテクチャでは、コネクターの設計に影響を与える変更が車両製造に導入されています。デバイスとゾーンゲートウェイの接続には、モレックスのstAK50hコネクターシステムなど、パワーと高速伝送用シグナル両方を伝送できる新世代のハイブリッドコネクターまたは混合コネクターが必要です。混合接点機能を備えているため、設計者は各コネクターでシグナル、データ、パワーの機能を組み合わせて、必要なスペースを最小限に抑えることができます。スタッキングハウジングによりハーネスの設計と設置が簡素化され、USCAR-2および世界的なオートモーティブOEM規格に準拠しているため、導入が簡素化されます。

すべてのコネクターが外部条件にさらされるわけではありません。「ボックス内」の新しいソリューションも必要になります。中央コンピューティングクラスターで使用されるコネクターは、多数の回路を搭載している場合でも、高密度かつ薄型である必要があります。既存の電線対基板用ソリューションは必要な接続を提供しますが、オートモーティブアプリケーションの絶え間ない衝撃や振動に耐える堅牢な性能が欠けています。 

モレックスのDuraClik電線対基板用コネクターは、強力な防振機能が必要なアプリケーションで安定した嵌合と高いPCB保持力を提供するように設計されています。DuraClikファミリーは広範囲にテストされており、ヨーロッパ、中国、米国の自動車市場向けのLV214およびES91500-03仕様に準拠しています。

小型化されたコネクターは、拡張機能を提供するための鍵となります。モレックスのConnTAK50システムは、新しい機能の設計を容易にする小さなパッケージサイズの1列および2列のコネクターシステムを提供します。ConnTAK50端子は2ピースのビーム設計を採用しており、優れた電気的性能を実現しながら、振動に対する耐性が向上しています。最大22の回路と接点あたり最大6アンペアの電流定格を備えたConnTAK50システムのコンパクトなパッケージは、モレックスのMini50コネクターと比較した場合でも省スペースを実現します。

ゾーンアーキテクチャの導入は、ここ数十年で車両設計における最大の変化を表しています。ゾーンアーキテクチャを採用した車両では、必要な配線が少なくなり、重量とコストが削減され、同時に機能が向上します。しかし、次世代自動車の機能が向上すると、スペースに対する要求がさらに高まります。設計者は、消費者が期待する高い信頼性を提供しながら、厳しい自動車環境で電力と高速データを接続する方法を必要とします。

モレックスの革新的な小型接続ソリューションは、自動車環境の過酷な条件に対して堅牢で信頼性の高いパフォーマンスを提供します。小型で軽量なため、業界の効率化に貢献しています。