新型连接器提升赛车的性能优势

在F1赛车以及其他赛车中，减重是取得竞争优势的关键。各个组件分别轻上几克，就可以从整体上显著地减轻赛车的重量。同时，为了减小赛车的大小，赛车的设计越来越倾向于高密度地组装各种电子部件。随着汽车电子元件的增多，自然而然地就需要将部件的组装，以获得很大的空间利用率。为此，可以从赛车的线束和互连系统着手。

多管齐下，尝试减重

TE Connectivity的DEUTSCH AS系列连接器的演变，就可以视为连接器不断微型化的一个典型实例。在演变过程中，连接器的不锈钢外壳逐渐被轻质铝材，甚至更轻的复合材料所取代。耦合环等功能组件也越来越小。由于连接器缩小，TE还重新设计了滚花，以便于戴着手套的技术人员可以快速、准确地连接和断开连接器。

在连接器的外壳中采用复合材料是减轻重量的一种行之有效的方法，但当复合材料连接器首次使用在赛车行业中时，它们并没有达到预期的坚固耐用性能。具体而言，复合材料不能接触刹车清洁剂。因此，当时的设计人员决定弃用它们。

TE赞助的新一代电动方程式赛车

但时至今日，复合材料也在不断地演变，它们已经得到了显著的改善，新一代复合材料很快就能完全满足赛车的需求。因此，我们有必要对复合材料在减轻重量以及满足赛车的机械和环境需求方面的能力进行全新的评估。

从传统上讲，复合材料已经使连接器的重量减轻了大约40%。通过优化加固材料以及在聚合物基体中引入泡沫，还可以实现额外10%-20%的减重。材料加固意味着壁厚变薄，而薄壁结构可实现减重，且不会影响性能。如今，高性能薄壁电缆已成为赛车的标准。典型的电缆（如 TE 的 SPEC 55 电缆）使用交联的 ETFE 绝缘和护套材料，可承受 150°C 或 200°C 的温度，并具有卓越的耐液体性能。

还有一种可供尝试的方案是使用铝质电线和电缆。此前人们认为铝质电线太硬，弯曲半径不如铜，并且可能发生冷蠕变，所以担心铝质电线能否实现可靠的端接。然而，端子却可以抵消冷蠕变形成可靠的气密连接。尽管铝的传导率仅为铜的60%，需要更大的导体才能获得相同的载流量，但即便这样铝质连接器的重量也仅为铜的一半。

可靠的端子增强了铝质电线的使用

减少EMI的同时也要减重

为了保证汽车行驶过程中的安全，设计师也要考虑如何减少EMI(电磁干扰)。通常从距离、屏蔽和光纤三个方面入手可以减少EMI。TE在减少EMI的同时也会考虑减轻赛车重量。

通常，减少EMI可以通过增大EMI源与易受影响的电线及电子设备之间的距离来实现。不过由于赛车对车内空间的紧凑性要求很高，所以这个方法恐怕并不适用于赛车。在赛车领域，添加屏蔽层和利用光纤这两种方案则更加可行。

先来说说添加屏蔽层。由于屏蔽层会增加重量，因此在赛车中需要设计灵活的屏蔽层，在需要时才使用。传统的方法是在电缆上套上铜编织层并端接到连接器后壳，这样，编织层就会形成一个对地的低阻抗回路，从而防止EMI。为了进一步减轻赛车重量，TE引入了一种轻质编织层系统，减重效果比传统编织层高出 50%。

还有一种方法是利用光纤。光纤本身就具备抗EMI能力，且光缆的重量明显轻于铜缆。玻璃和塑料光纤都是可能应用于赛车的材料。当然，使用光纤时也有一些注意事项，比如对玻璃光纤布线以及观察弯曲半径时须要更加谨慎；而在使用塑料光纤时则需要注意温度范围。

技术进步带来的新选择

TE在赛车减重上的一项优势，就是采用系统级的视角来实现内部互连。可能这个组件增加了几克，但另一个组件却可以减轻几千克。毕竟我们最终的目的是赢得比赛，而不是孤立地看待单个组件的重量。

现在，新的功能和新的材料配方又为赛车提供了更多选择。通过采用新型填充物可以定制外壳，以帮助在重量与电气、机械和环境性能之间实现平衡。通过高级模塑，可以形成支座、一体式连接器外壳、分隔以及其他三维特性。而通过选择性金属化，可以使电路走线、屏蔽层，甚至嵌入式天线以极具成本效益的方式整合到外壳中。除了复合材料的基本优点外，三维模塑和选择性金属化还可实现额外的减重。

今天，互连技术的不断进步，使赛车应用领域的减重效果上升到了一个新的高度。更重要的是，旧技术也开始焕发出新的生机。尽管复合连接器和外壳、光纤、编织层屏蔽以及铝质电线等方法在过去可能在一些方面存在不足，但随着技术的进展，这些方案都值得进行一个全新的评估。