基于塑料光纤的汽车轻量化设计

基于塑料光纤的汽车轻量化设计

现代汽车正朝着智能化、网络化方向发展。各种先进技术和电气系统的应用使汽车电气线束的质量不断增加。常规汽车上电气线束的质量能达到100kg，对于混合动力汽车来说，这一质量将进一步增加。若能减轻电气线束的质量，实现汽车轻量化，则有利于改善汽车燃油经济性。此外，汽车车联网应用的增加，可能使汽车遭受来自外界的网络攻击，对汽车安全性造成威胁。对此，介绍了使用塑料光纤实现汽车电气线束的轻量化方法，同时以保证汽车的安全性。

塑料光纤的功能类似于玻璃纤维，主要用于信息传输。与玻璃纤维相比，其具有较轻的质量，且在对其安装处理和连接方面具有较大的优势。1m塑料纤维的总质量约为81g，而常规铜线约为190.9g。由于塑料纤维外部采用非导电性材料，因而能够抵抗电磁干扰，可防止外部攻击者通过汽车故障诊断系统产生电磁干扰而入侵车联网，提高汽车安全性。在应用塑料纤维时，考虑到汽车远程信息处理系统和先进驾驶辅助系统的应用不断增加，因而塑料纤维以太网采用星形拓扑结构，从而增加网络的可靠性、可扩展性。对塑料纤维的数据传输性能进行试验测试。采用单片机PIC32以太网入门套件，该套件内置了以太网接口。发射器和接收器采用美国安华高科技生产的AFBR-5803AZ收发器。试验时，将PIC32以太网套件与一辆2008款雪佛兰科帕奇的以太网相连。试验人员在车内对车灯控制系统进行操作，不断变换远近光，车灯控制信号通过套件接口传输到塑料纤维发射器，经塑料纤维传输到塑料纤维接收器上，记录发射器发出的信号和接收器接收的信号。试验结果表明，车灯控制信号经塑料纤维传输时不会出现信号功率损耗，信号故障率可满足汽车通信系统的要求。

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

编译：王淼