Molex의 견고하고 신뢰할 수 있으며 소형화된 커넥터: 차세대 차량을 현실로 만들다

그 어느 때보다도 차량에는 연결 기능이 점점 더 많이 탑재되고 있습니다. 이는 추가적인 안전 및 엔터테인먼트 옵션으로 인해 운전자들에게는 매우 흥미로운 일이지만, 디자이너들에게는 모든 이 기능들이 더 많은 공간을 요구하기 때문에 추가적인 구성 요소를 추가하는 것이 도전적인 일이 될 수 있습니다. 이 문제를 해결하는 검증된 방법은 회로 설계를 위해 소형화되고 공간을 절약할 수 있는 커넥터를 선택하는 것입니다. 아래의 Molex 기사에서는 견고한 소형화 커넥터가 차세대 자동차 운송을 어떻게 가능하게 하는지 살펴봅니다.

자동차 산업이 대체 동력원부터 완전 자율주행 차량에 이르기까지 신기술과 새로운 기능의 급증을 경험하면서, 전자 장치가 이제 차량 가치의 절반 이상을 차지하는 경우가 일반적입니다. 추가되는 모든 새로운 기능은 전자 제어 장치(ECU)라고 알려진 새로운 모듈을 요구합니다. 최신 차량은 각각의 전용 연결 및 배선을 가진 약 100~150개의 ECU를 사용합니다. 이러한 ECU와 계속해서 증가하는 센서, 모터, 기타 구성 요소들은 연결 솔루션에 대한 엄청난 수요를 창출했습니다.   자동차 제조업체들은 이 확장되는 시스템을 차량 내부 공간에 수용하는 데 있어 중요한 과제에 직면하고 있습니다. 수백 개의 구성 요소를 연결하기 위해 필요한 배선은 이제 차량 제조에서 가장 복잡한 구조 중 하나로 자리 잡았으며, 차세대 차량은 더욱 많은 기능을 제공할 것입니다. 차량이 진화하여 더 큰 역량을 제공함에 따라, 가혹한 조건을 견딜 수 있는 소형 고성능 커넥터에 대한 수요가 증대되고 있습니다.

증가하는 복잡성을 해결하기

차세대 차량은 자동차 산업에 도입되고 있는 새로운 기술들로 정의될 것입니다. 제조사들은 최신 5G 무선 통신을 활용해 안전성과 사용자 경험을 향상시키는 데 열의를 보이고 있습니다. 차량은 다른 도로 사용자 및 심지어 교통 제어 인프라와 정보를 공유하는 동적 네트워크의 일부가 되어 보다 안전하고 효율적인 이동을 가능하게 할 것입니다. 이러한 차량-사물 통신(V2X, Vehicle-to-Everything)은 차량에 더 많은 센서, 제어 장치 및 기존보다 강력한 컴퓨팅 성능을 갖추도록 요구할 것입니다.   이러한 기술은 많은 주목을 받고 있는 자율 주행 또는 무인 차량으로의 발전에 더욱 중요한 역할을 하게 될 것입니다. 이미 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)은 운전자에게 도로 안전을 위한 정교한 솔루션을 제공하고 있습니다. 다른 도로 사용자와의 상호 작용은 주변 환경에 대한 정보를 가능한 한 낮은 지연 시간으로 수집, 분석 및 시행할 수 있는 시스템에 의존하게 됩니다.   그러나 자동차 환경은 안전이 중요한 시스템에 도전 과제를 부여합니다. 진동으로 인해 잠시 동안 연결이 끊어지더라도 중요한 정보의 상당한 손실로 이어질 수 있습니다. 설계자들은 진동에 강하며 오늘날 자동차 업계에서 사용하는 데이터 속도보다 몇 배나 더 빠른 데이터 전송 속도를 제공할 수 있는 다양한 소형화 된 커넥터 솔루션이 필요할 것입니다.

새로운 차량 아키텍처 지원

각 차량에는 약 1마일 길이의 전선과 수백 개의 커넥터가 포함되어 있어, 구리가 사용된 케이블의 양은 차량 성능에 직접적으로 영향을 미칩니다. 특히 소형화되고 효율적인 운송 수단으로의 전환을 촉진하는 현재의 트렌드 하에서는 더욱 그렇습니다. 이러한 대량의 구리 케이블의 무게는 차량의 주행 거리와 성능에 부정적인 영향을 미칩니다. 이 문제를 해결하기 위한 노력으로 존(zone) 아키텍처 개념이 등장하게 되었습니다.   존 아키텍처는 차량 전자 시스템을 구조화하는 접근 방식입니다. 시스템 기능별로 그룹화되는 도메인 아키텍처와 달리, 존 아키텍처는 보다 효율적인 솔루션을 제공합니다. 차량 내부의 기능은 위치별로 여러 개의 존으로 그룹화됩니다. 각 존은 차량의 특정 섹션에 설치된 장치들을 담당하며 근처의 존 컨트롤러나 게이트웨이에 연결됩니다. 존 게이트웨이가 제어하는 장치 가까이에 위치하기 때문에, 이를 연결하는 데 필요한 케이블 길이는 비교적 짧습니다. 이에 따라 짧은 케이블에 적합한 신뢰성 높은 소형화된 커넥터가 더욱 필요합니다.   각 존 게이트웨이는 차량의 중심부에 위치한 중앙 컴퓨팅 클러스터와 연결됩니다. 존 게이트웨이와 중앙 컴퓨터 간의 통신은 컴퓨터 네트워크와 유사하게 이루어집니다. 이를 통해 존 간 통신은 크기가 작고 고속 네트워크 케이블을 통해 이루어질 수 있으며, 이는 차량 전체에 설치되어야 하는 하네스의 양과 크기를 크게 줄이는 데 기여합니다.   존 아키텍처는 고속 통신과 전력 분배에 대한 새로운 접근 방식을 제공합니다. 기존 차량 전력은 12V로 공급되지만, 최대 48V의 전압을 채택하면 동일한 에너지를 장치에 공급하기 위해 필요한 전류가 감소합니다. 이를 통해 더 작은 게이지의 전선과 더 작은 커넥터를 사용하는 설계가 가능해집니다. 예를 들어, 48V 시스템은 동일한 에너지를 12V 시스템 대비 4 AWG 대신 10 AWG 전선으로 전달할 수 있습니다. 이는 전선만으로 최대 85%의 무게 절감을 가능하게 하며, 차량 전체 하네스에서의 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

소형화된 커넥터가 모든 것을 연결합니다

영역별 아키텍처는 차량 제작에 변화를 가져오며, 이는 커넥터 설계에 영향을 미칩니다. 디바이스와 영역별 게이트웨이 간의 연결은 전력과 고속 신호를 동시에 전달할 수 있는 새로운 세대의 하이브리드 또는 혼합 커넥터를 요구하게 됩니다. Molex의 stAK50h 커넥터 시스템이 그 예로, 신호, 데이터 및 전력 기능을 각각의 커넥터에 결합할 수 있도록 혼합 접촉 기능을 제공합니다. 이를 통해 필요한 공간을 최소화하고, 적층 하우징은 하니스 설계와 설치를 간소화하며, USCAR-2 및 글로벌 자동차 OEM 표준을 충족하여 채택을 용이하게 합니다.   모든 커넥터가 외부 조건에 노출되는 것은 아니며, "박스 내부"의 새로운 솔루션도 필요합니다. 중앙 컴퓨팅 클러스터에서 사용하는 커넥터는 고밀도와 낮은 프로파일을 제공하면서도 많은 회로를 전달할 수 있어야 합니다. 기존의 와이어-투-보드 솔루션은 필요한 연결성을 제공할 수 있으나, 자동차 응용 프로그램에서의 지속적인 충격과 진동을 견딜 수 있는 강력한 성능은 부족합니다.   Molex의 DuraClik 와이어-투-보드 커넥터는 강력한 방진 기능이 요구되는 응용 프로그램에서 안정적인 커넥터 결합과 높은 PCB 유지력을 제공하도록 설계되었습니다. 광범위한 테스트를 거친 DuraClik 커넥터는 유럽, 중국, 미국 자동차 시장을 위한 LV214 및 ES91500-03 사양을 준수합니다.   소형화된 커넥터는 확장된 기능을 구현하는 데 핵심적인 역할을 합니다. Molex의 ConnTAK50 커넥터 시스템은 단일 및 이중열 커넥터 시스템을 작은 패키지 크기로 제공하여 새로운 기능을 설계에 용이하게 포함시킵니다. ConnTAK50 단자는 이중 빔 설계를 사용하여 진동에 대한 저항력을 높이며, 우수한 전기적 성능을 제공합니다. 최대 22개의 회로와 접점당 최대 6.0Amp의 전류 등급을 제공하는 ConnTAK50 시스템은 소형 패키지를 통해 공간 절감 효과를 제공하며, Molex Mini50 커넥터와 비교했을 때도 공간 절약 면에서 유리합니다.

몰렉스: 미래를 위한 솔루션

존(Zonal) 아키텍처의 도입은 차량 설계에 있어 수십 년 만의 가장 큰 변화를 대표합니다. 존 아키텍처를 사용하는 차량은 배선이 줄어들어 중량과 비용을 절감하고 성능은 향상될 것입니다. 하지만 차세대 차량의 기능이 증가함에 따라 공간에 대한 요구가 더 커질 것입니다. 디자이너들은 까다로운 자동차 환경에서도 전력을 연결하고 높은 데이터 속도를 제공하는 동시에 소비자가 기대하는 높은 신뢰성을 유지할 방법이 필요할 것입니다. Molex의 혁신적인 소형화된 연결 솔루션은 자동차 환경의 혹독한 조건에서도 견고하고 신뢰할 수 있는 성능을 제공합니다. 이러한 솔루션은 자동차 산업 전반에서 효율성과 신뢰성을 향상시키기 위한 컴팩트하고 경량화된 제품을 제공합니다.

관련 기사