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在快速发展的汽车制造行业，一场转型正在进行：从使用大量 ECU 的旧式汽车转向以数据为中心的未来流线型汽车。区域架构的概念重新定义了一切——从汽车设计到道路行驶性能、维护和制造工艺。
运输行业正处于变革时代，在这样的关键时刻，集成区域架构有望将汽车设计的效率和连接性提升到新的水平。这一变革性战略可简化过于复杂的旧式系统，并设定汽车电子设备的基准。
什么是域架构和区域架构？
域架构和区域架构是两种汽车电气基础设施设计方法。尽管域架构是一直以来使用的传统方法，提供了越来越多的汽车功能，但汽车性能和消费者需求促使转向更灵活的区域架构——这是一次关键的转变。然而，要实现所需的巨大设计转变，需要在开发的每一步以及在基础设施的每个层面采用谨慎周全的方法。
什么是域架构？
域架构是一种汽车电气基础设施设计方法，按功能进行布线，实现对整辆车的控制。每个功能元件都有自己的域控制器，无论是用于动力系统、安全系统还是信息娱乐系统。
但是，在过去几十年，随着汽车增加新的系统和功能，汽车内部电线越来越多。电源、电子控制单元 (ECU) 和设备之间的重复连接导致冗余、密集的布线。这种逐渐增加电线的做法被视为扁平架构，存在极大的扩展局限性。
域架构是为了摆脱扁平布局并提高适应性所做努力的成果。大多数制造商现已转向以域为导向的设计，但却面临着新的限制。单个域可跨越整辆车，且大多数域确实如此，但每台设备需要与控制器进行独特的连接。这种由跨越整辆车的域组成的复杂网络需要非常大的布线量，导致重量增加和效率下降。
采用传统架构或域架构的汽车装有 100-150 个电子控制单元 (ECU)，每个电子控制单元都要有专用线路，导致电缆线束系统非常复杂且占空间。值得注意的是，其他汽车系统已经实现了自动装配或机器人装配，但这些线束仍需要针对每种车型进行定制和手工装配。
虽然域架构相对于传统扁平布线系统来说是一种进步，但它只代表了迈向完全模块化的自适应方法的过渡步骤。
什么是区域架构？
区域架构的优点
将设备和计算机控件划分到相互隔离的集线器可提供适应高速数据和各种电子系统所需的可扩展性。区域架构还给汽车制造商带来了效率、安全性、维护和生产方面的多种新优势。
1. 减轻铜线的重量
传统汽车设计使用大量铜线，导致汽车重量大大增加，而这会影响汽车的效率和性能。某些线束配置包含长达 5 千米（3 英里）的电线。域系统电线平均占了汽车重量的 45-55 千克（100-120 磅），最重可达 68 千克（150 磅）左右。
尝试采用区域架构的汽车生产线（例如特斯拉 Model 3）大大缩短了布线长度（从 3 千米缩短到 1.5 千米），并使总体线束重量减轻了 85%。
通过减少笨重的布线，区域设计大大减轻了车辆的重量。这对于电动汽车 (EV) 尤其有利，因为减轻的任何重量都会转化为续航里程的增加和性能的提升。随着汽车的电气系统从 12V 变为 48V，能以更低的电流提供同样的电力，减少了电线的厚度和相应的重量，汽车的重量进一步减轻。由于采用更细的电线和更简单的布线，设计师还可以腾出更多空间用于其他系统。
2. 提高耐用性以确保数据和电源可靠性
传统汽车系统往往受制于工作环境，连接器尤其容易受到汽车日常使用中固有的频繁冲击和振动。域架构的集中布局更容易出现综合故障，一个错误就可能导致整个电气网络瘫痪，而且会增加安全问题风险。
相比之下，区域系统借助更先进、更坚固的连接器增强了耐用性。这些互连系统专为承受道路使用而设计，可耐受极端温度、异物进入和振动等情况，确保电力和高速数据传输不会中断。在各个区域内，故障安全协议将故障隔离开，防止大范围电气故障。这种增强的耐用性对于高级驾驶辅助系统 (ADAS) 的安全性以及功能性和新兴的自动驾驶汽车行业至关重要。
3. 简化维护和更新
传统电气系统可能会导致耗时的维护任务。机修工必须了解各个复杂系统的精细布线，以顺利进行简单的检修、维修和更新——这个劳动密集型过程通常需要专业技能和设备。这种复杂性还增加了风险，因为对某项功能进行维修会干扰其他功能的正常工作。
借助通用的模块化区域设计方法，可以轻松改进或维修汽车，大幅减少停机时间和成本。相互隔离的各个区域大大简化了检修、诊断和故障排除工作，使一般的技术人员都能胜任。
还可以远程部署软件更新，例如，通过 Wi-Fi 或 5G 连接，让汽车及时获得最新功能、更新和安全补丁，使其保持最新状态，而无需技术人员和人为干预。
4. 提高制造和装配效率
生产采用域架构的汽车历来是一个劳动密集型过程，尤其是各个线束的制造。每个线束都是针对具体产品专门定制的。在每个工站，工人们小心翼翼地为各项功能捆扎和连接电线，这个过程导致装配生产线效率低下。
随着区域模式的采用，制造过程的变革即将到来。标准化且模块化的区域架构设计实现了精简的装配生产线，这些生产线使用预先装配好的线束和即插即用的互连系统。这些进步提高了灵活性，使自动化变得更容易实现，减少了错误，并大幅降低了电气子系统的制造成本。
这种效率飙升不仅对制造商有利，对消费者也有利，因为有可能使汽车的价格变得更便宜。
与 Molex 莫仕一起探索区域架构时代
在汽车设计中采用区域架构标志着运输行业的关键性转变。此举解决了长久以来困扰着汽车制造商的复杂性、重量、耐用性、维护和装配方面的重大挑战。
随着运输业在 ADAS、电气化和共享出行模式的推动下继续创新，区域架构成为了打造未来运输业的新基础。
Molex 莫仕站在这场变革的前沿，利用自身丰富的工程专业知识开发连接器和系统，确保未来的汽车不仅更先进，而且更可靠、更高效、适应性更强。例如，我们的 MX-DaSH 混合内联和线对板连接器在设计时考虑了区域设计，将传统电源和信号与高速数据结合在一个紧凑的连接器系统中。
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