カイル･グリスマン著
グローバル プロダクトマネージャー
今日の消費者は、スポーツのスコアをチェックしたり、個人的なプレイリストのビートに合わせて街を歩いたりと、デジタル化された世界を移動しています。その結果、スマートフォンは私たちがどこに行っても、ユーザーフレンドリーでカスタマイズされた環境を期待するようになりました。そしてその環境には、私たちが運転する車もますます含まれるようになっています。
どこでもエレクトロニクス
自動車メーカーは、顧客を満足させ、競合他社に遅れを取らないようにするため、車両に新たな電子機器を多数追加しています。自動車には、スピードメーター、オドメーター、温度計など、ドライバーが見たいメーターをカスタマイズして表示できるデジタルダッシュボードが搭載されています。複数のスクリーンが運転席と助手席のインフォテインメントオプションを提供するほか、ボタンまたはダイヤルを操作する代わりに、ワンタッチで好みに合わせて座席コントロールや照明を設定できます。
それは、楽しいことのほんの一部です。新型車には、ドライバーと同乗者を守るためのさまざまな先進安全機能が求められています。車両は、安全な車間距離を保ちながら車線の位置を維持し、音声による警告はフロントガラスに点滅する視覚的な警告とともに行われ、緊急時には自動的にブレーキが作動します。
これらの機能はすべて、車両全体に配置されたセンサーや機器からの情報を瞬時に転送することに依存しています。ドライバーの安全のためであれ、快適性や利便性のためであれ、それぞれの機能には独自の配線があり、ワイヤーハーネスに取り付けられた電子制御ユニット（ECU）に包まれています。今日の自動車には、最大150個のECUが搭載されていることが多く、消費者がより多くの機能を求めるようになるにつれ、その数は増え続けるでしょう。自動車メーカーや部品メーカーは、同じスペースにより多くのコンテンツを搭載するため、あらゆるものを小型化し、遅れを取らないよう競い合っています。
宇宙・エネルギー・環境への懸念
このような電子機器の普及は、メーカーに課題を突きつけます。車両はこれほど多くの配線を収容するようには設計されておらず、エンジニアは配線を収容するスペースがなくなってきています。
もう1つの懸念は重量です。今日、ワイヤーハーネスの重量は150ポンド（約8.5kg）を超えます。エンジンとシャシーに次いで、車の中で3番目に重い部品で、製造コストが3番目に高い部品です。
消費者は、電子機器を切望する一方で、より優れたエネルギー効率も求めています。残念ながら、これらの嗜好は互換性がありません。機能満載のハーネスは、内燃機関を搭載する車にとって抗力を増やし、燃費を悪化させます。EVでは、新たな機能が追加されるたびにバッテリーのパワー用が消耗し、航続距離が短くなる可能性があります。電気自動車への移行を考えている消費者にとっては、それはすでに切実な問題なのです。
消費者は、自動車にエネルギー効率を求めるだけでなく、排出ガスなど他の環境特性にもますます関心を寄せています。配線やECUで重くなったハーネスは、炭素を多く含む排出ガスを生み出します。EVでは、バッテリーの寿命が短くなるということです。
電子機器の小型化
自動車に新たな電子機能をすべて搭載し、負荷を軽減するには、メーカーとそのサプライヤーは、既成概念にとらわれないソリューションを検討する必要があります。モジュールやコンポーネントを可能な限り縮小しながらも、1億行のソフトウェアコードを車全体に迅速かつ確実に伝達できるようにするのです。これは、車両の他の部分に情報を中継するために多極コネクターを必要とする安全機能にとって特に重要です。
エレクトロニクスメーカーは、メーカーやティア1サプライヤーと緊密に協力し、その課題について深い知識を得ることで、スペースと重量の両方を削減する小型化されたコンポーネントを設計してきました。たとえば、モレックスは、大電流を流すワイヤーハーネス端子のサイズを標準の1.5mm2からわずか0.13mm2に縮小しました。低電流端子は、0.64mm2から0.5mm2に縮小しました。
これらの数値は小さく見えるかもしれませんが、限られたスペースに多くのコンテンツを詰め込もうとすれば、大きな差になります。事実、従来のシステムと比較して、モレックスの小型化されたコネクターシステムは、車両内のデバイスの基板スペースを50%拡大できます。このため、OEMは、ハーネスメーカーの軽量化を支援しながら、機能拡張をサポートするために、より高度な半導体を基板に組み込むことができます。
さらに、コネクターやワイヤーを小型化することで軽量化し、エネルギー効率を向上させるとともに、排出量を削減します。これにより、EVはより小さなバッテリーパックを使用し、航続距離を伸ばすことができます。これは、充電完了までの待ち時間をできるだけ短くしたいと考える購入者にとって重要な考慮事項です。
また、小型化されたコネクターにより、エンジニアはこれまで配線を車内スペースに通すことができなかったため、ECUを制御するメカニズムの近くに配置できるようになり、将来のアプリケーションに新たな可能性が開けます。
高まる高耐久性・高信頼性・小型コネクターへのニーズ
小型でスリムでありながら、車載用コネクターは非常に高い温度、強い振動、回路を破壊する可能性のある湿気、そしてシャーシに必然的に入り込む汚れや砂塵に耐える強靭さが求められます。
湿気は、コネクターの表面と内部の両方で結露を引き起こします。また、製造工程で部品内部に水分が閉じ込められ、温度が変化した後に凝縮することもあります。さらに、設計の不備、組み立てミス、オペレーターの疲労が、接続の裏抜けやシステムの故障につながることもあります。
電子機器に依存する安全システムにおいて、信頼性の確保はかつてないほど重要になっています。メーカーが、レベル4やレベル5の自律性を目指して規模を拡大するにつれ、プライマリーシステムやバックアップ用の信頼できるコネクターを提供する責任がより重くなるでしょう。
将来的には、自動車業界にも共有モビリティが増えるでしょう。ライドシェアの2大プラットフォームは、すでに毎日4,000万人以上の移動を予約しています。自律走行車の登場は、ライドシェアに新たな局面をもたらし、自律走行車が乗客を降ろし、一時的にセルフパーキングをしてから次の客のもとへ向かうようになるかもしれません。
このシステムの効率性と費用対効果によって、消費者の嗜好が公共交通機関から共有の自家用交通機関へとシフトする可能性があります。そうなれば、自動車は一日中駐車場や車道で眠っているのではなく、常に使用されるようになります。これでは、極めて重要なコネクターも含め、部品への負担や消耗が大きくなってしまいます。
ありがたいことに、コネクター技術の革新により、コネクターシステムは高い信頼性や耐久性、小型化、組み立ての簡素化を同時に実現し、製造時の手作業によるミスのリスクを最小限に抑えることができるようになりました。
未来への構築
ナビゲーション、安全性、快適性、エンターテインメントなど、自動車のデジタルシステムへの依存度が高まるにつれ、コネクターの重要性は非常に高まっています。弾力性と信頼性を高めながら小型軽量化することは、並大抵のことではありません。
モレックスは、このような小型化の取り組みの最前線にあり、メーカーおよびティア1サプライヤーとブレインストーミングを行い、堅牢なMini50コネクターなどの画期的なソリューションを生み出し、信頼性を高め、メーカーに多くの構成オプションを提供し、保守を容易にします。
次世代の車両テクノロジーを、モレックスがいかに実現しているかについてご覧ください。