基于塑料光纖的汽車輕量化設計

基于塑料光纖的汽車輕量化設計

現代汽車正朝著智能化、網絡化方向發展。各種先進技術和電氣系統的應用使汽車電氣線束的質量不斷增加。常規汽車上電氣線束的質量能達到100kg，對于混合動力汽車來說，這一質量將進一步增加。若能減輕電氣線束的質量，實現汽車輕量化，則有利于改善汽車燃油經濟性。此外，汽車車聯網應用的增加，可能使汽車遭受來自外界的網絡攻擊，對汽車安全性造成威脅。對此，介紹了使用塑料光纖實現汽車電氣線束的輕量化方法，同時以保證汽車的安全性。

塑料光纖的功能類似于玻璃纖維，主要用于信息傳輸。與玻璃纖維相比，其具有較輕的質量，且在對其安裝處理和連接方面具有較大的優勢。1m塑料纖維的總質量約為81g，而常規銅線約為190.9g。由于塑料纖維外部采用非導電性材料，因而能夠抵抗電磁干擾，可防止外部攻擊者通過汽車故障診斷系統產生電磁干擾而入侵車聯網，提高汽車安全性。在應用塑料纖維時，考慮到汽車遠程信息處理系統和先進駕駛輔助系統的應用不斷增加，因而塑料纖維以太網采用星形拓撲結構，從而增加網絡的可靠性、可擴展性。對塑料纖維的數據傳輸性能進行試驗測試。采用單片機PIC32以太網入門套件，該套件內置了以太網接口。發射器和接收器采用美國安華高科技生產的AFBR-5803AZ收發器。試驗時，將PIC32以太網套件與一輛2008款雪佛蘭科帕奇的以太網相連。試驗人員在車內對車燈控制系統進行操作，不斷變換遠近光，車燈控制信號通過套件接口傳輸到塑料纖維發射器，經塑料纖維傳輸到塑料纖維接收器上，記錄發射器發出的信號和接收器接收的信號。試驗結果表明，車燈控制信號經塑料纖維傳輸時不會出現信號功率損耗，信號故障率可滿足汽車通信系統的要求。

Ryan Nazaretian et al. 2015 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC),Montreal19-22 Oct.2015.

編譯：王淼