razsmernik v elektromobilnosti in zahteve za priključne konektorje
Upravljanje porabe energije in inteligentno napajanje
Sistemi za upravljanje baterij in močnostna elektronika imata ključno vlogo v elektromobilnosti, saj med seboj povezujeta različne komponente v električnem avtomobilu. Vloga povezovanja znotraj razsmernik pripada konektorjem. Ti morajo kljub zahtevnim pogojem uporabe zanesljivo, varno, hitro in brez izgub krmiliti ter prenašati signale, podatke in visoke tokove. Zato morajo konektor izpolnjevati določene zahteve glede temperaturne odpornosti, kompaktnosti in fleksibilnosti ter zmogljivosti in robustnosti.
Ozadje: Prehod na e-mobilnost
Avtomobilska industrija je v zadnjih letih doživela prehod k e-mobilnosti.
Ta prehod se kaže v povečani proizvodnji električnih vozil (EV) in višjih prodajnih številkah ter v razvoju infrastrukture za polnjenje električnih vozil. Potrošniško povpraševanje po trajnostnih možnostih prevoza nenehno narašča. Prav tako so bile izvedene visoke naložbe v tehnologijo baterij, da bi dosegli napredek na področjih dosega, zmogljivosti in stroškov električnih vozil. Vladne spodbude za prehod na električna vozila, zaveze avtomobilskih proizvajalcev k opustitvi motorjev z notranjim zgorevanjem ter strožji predpisi o emisijah še naprej dajejo zagon prehodu na elektromobilnost.
Posledično tradicionalni avtomobilski proizvajalci povečujejo proizvodnjo električnih vozil.
Ta prehod se kaže v povečani proizvodnji električnih vozil (EV) in višjih prodajnih številkah ter v razvoju infrastrukture za polnjenje električnih vozil. Potrošniško povpraševanje po trajnostnih možnostih prevoza nenehno narašča. Prav tako so bile izvedene visoke naložbe v tehnologijo baterij, da bi dosegli napredek na področjih dosega, zmogljivosti in stroškov električnih vozil. Vladne spodbude za prehod na električna vozila, zaveze avtomobilskih proizvajalcev k opustitvi motorjev z notranjim zgorevanjem ter strožji predpisi o emisijah še naprej dajejo zagon prehodu na elektromobilnost.
Posledično tradicionalni avtomobilski proizvajalci povečujejo proizvodnjo električnih vozil.
razsmernik v električnih avtomobilih
razsmernik so v električnih vozilih odgovorni za inteligentno napajanje in upravljanje z energijo. Povezujejo akumulator električnega vozila z električnimi porabniki v vozilu, med polnjenjem pa tudi z javnim električnim omrežjem. Pri tem so potrebne različne napetostne ravni.
V električnih avtomobilih se uporabljata predvsem dve vrsti razsmernikov: DC/DC-razsmernik in AC/DC-razsmernik. DC/DC-razsmernik spreminjajo napetost enosmernega toka. AC/DC-razsmernik (razsmernik enosmernega ali izmeničnega toka) pretvarjajo enosmerni tok v izmenični ali obratno. razsmernik torej pretvarjajo električno energijo v napetostno raven in obliko, ki ju potrebuje porabnik, da se zagotovi optimalna zmogljivost.
razsmernik v električnem vozilu tako skrbijo za učinkovit prenos med akumulatorjem in elektromotorjem, da se zagotovi čim večji doseg. Poleg tega morajo razsmernik izpolnjevati različne zaščitne funkcije, da zaščitijo električno vozilo in njegove komponente pred preobremenitvijo, prenapetostjo in pregrevanjem. Na splošno razsmernik prispevajo k temu, da električno vozilo deluje varno, učinkovito in zanesljivo ter dosega visoko zmogljivost.
V električnih avtomobilih se uporabljata predvsem dve vrsti razsmernikov: DC/DC-razsmernik in AC/DC-razsmernik. DC/DC-razsmernik spreminjajo napetost enosmernega toka. AC/DC-razsmernik (razsmernik enosmernega ali izmeničnega toka) pretvarjajo enosmerni tok v izmenični ali obratno. razsmernik torej pretvarjajo električno energijo v napetostno raven in obliko, ki ju potrebuje porabnik, da se zagotovi optimalna zmogljivost.
razsmernik v električnem vozilu tako skrbijo za učinkovit prenos med akumulatorjem in elektromotorjem, da se zagotovi čim večji doseg. Poleg tega morajo razsmernik izpolnjevati različne zaščitne funkcije, da zaščitijo električno vozilo in njegove komponente pred preobremenitvijo, prenapetostjo in pregrevanjem. Na splošno razsmernik prispevajo k temu, da električno vozilo deluje varno, učinkovito in zanesljivo ter dosega visoko zmogljivost.
Zahteve za razsmernik
razsmernik morajo izpolnjevati številne zahteve. Mednje spadajo med drugim združljivost, integrabilnost ter učinkovitost. To pomeni, da morajo biti razsmernik združljivi z drugimi sistemi v električnem avtomobilu, kot so baterija, elektromotor in krmilna enota. Poleg tega morajo biti razsmernik enostavno integrirani, da se poenostavi sestava električnega avtomobila ter prihrani čas in stroški. Prav tako je visoka učinkovitost nujna za omogočanje velikih dosegov.
Zagotovljene morajo biti tudi zanesljivost, stroškovna učinkovitost in zaščita pred preobremenitvijo. Zanesljivo delovanje je nujno, da se lahko zagotovi stabilno delovanje za varno in neprekinjeno vožnjo. razsmernik morajo biti cenovno dostopni glede na ekonomske zahteve električnega avtomobila. razsmernik morajo biti opremljeni tudi z zaščito pred preobremenitvijo, da se preprečijo preobremenitve in prenapetosti ter zaščitijo električni avtomobil in njegove komponente.
Glede tehničnih zahtev imajo ključno vlogo temperaturna odpornost, kompaktnost, zmogljivost ter robustnost. razsmernik morajo torej:
Zagotovljene morajo biti tudi zanesljivost, stroškovna učinkovitost in zaščita pred preobremenitvijo. Zanesljivo delovanje je nujno, da se lahko zagotovi stabilno delovanje za varno in neprekinjeno vožnjo. razsmernik morajo biti cenovno dostopni glede na ekonomske zahteve električnega avtomobila. razsmernik morajo biti opremljeni tudi z zaščito pred preobremenitvijo, da se preprečijo preobremenitve in prenapetosti ter zaščitijo električni avtomobil in njegove komponente.
Glede tehničnih zahtev imajo ključno vlogo temperaturna odpornost, kompaktnost, zmogljivost ter robustnost. razsmernik morajo torej:
- delovati v širokem temperaturnem območju in biti stabilni, da se lahko uporabljajo
- v vozilu biti kompaktni in lahki, saj vsaka dodatna teža zmanjša doseg električnega avtomobila zagotavljati
- visoko zmogljivost pri prenosu električne energije in podatkov, da ustrezajo potrebam elektromotorja in drugih sistemov biti
- odporni na vplive okolja, udarom in vibracijam tako med namestitvijo in montažo kot tudi pri avtomatiziranem spajanju in med delovanjem.
Iščete ustrezen priključek?
Seznam izdelkov
Zahteve za konektore v razsmernik
razsmernik povezujejo različne komponente v vozilu, kot sta akumulator in elektromotor. Pri tem morajo razsmernik izpolnjevati zgoraj navedene zahteve, da lahko zanesljivo prenašajo podatke in tokove v realnem času.
Nalogo povezovanja med tiskanimi vezji znotraj razsmernik prevzemajo konektorji. Steckverbinderji morajo kljub zahtevnim okoljskim pogojem zanesljivo, varno, hitro in brez izgub prenašati signale, podatke in tokove. Zato za konektor veljajo primerljive zahteve glede kakovosti.
Nalogo povezovanja med tiskanimi vezji znotraj razsmernik prevzemajo konektorji. Steckverbinderji morajo kljub zahtevnim okoljskim pogojem zanesljivo, varno, hitro in brez izgub prenašati signale, podatke in tokove. Zato za konektor veljajo primerljive zahteve glede kakovosti.
Temperaturna odpornost
Materiali za konektor morajo biti odporni na visoke temperature, saj to zahtevajo pogoji uporabe v avtomobilu. Pri izbiri ustreznega konektorja je za izolacijsko telo na voljo veliko različnih plastičnih materialov. Zelo dobre lastnosti pa ima v tem primeru material LCP (Liquid Crystal Polymers). LCP-izolacijsko telo iz LCP se odlikuje z izjemno dimenzijsko in toplotno stabilnostjo, visoko togostjo, tudi pri komponentah s tankimi stenami, ter nizkim koeficientom linearne toplotne raztegljivosti. Iz razreda razred gorljivosti UL 94 V-0 izhajajo delovne temperature za konektorje z izolacijskimi telesi iz LCP od -55 °C do +125 °C.
Kompaktnost in prilagodljivost
konektor z majhnim raster so zelo primerni za uporabo v razsmernik, saj so prostorsko varčni, na tiskanem vezju zavzemajo le malo prostora in tako izpolnjujejo zahteve po kompaktnosti. Za to se na primer uporabljajo sistemi z raster 1,27 mm, 0,8 mm ali 0,5 mm. Konektori pa ne smejo biti le majhne, temveč se morajo prilagajati najrazličnejšim zahtevam. To velja na primer za potrebne vgradne višine, število polov ali razporeditev tiskanih vezij. Pri konektorjih, kot je One27 podjetja ept, številni tipi omogočajo povezovanje tiskanih vezij v vzporedni, vodoravni ali pravokotni razporeditvi ter priključitev ploščatih kablov na tiskano vezje.
Primeren kontaktni sistem:
One27 podjetja ept omogoča brezstopenjsko uresničevanje vodoravnih razdalj med ploščami od 8 mm do 20 mm. To omogoča izvedba priključne ploskve s prekrivanje kontaktov 2,4 mm. Z uporabo kabelskega priključka je mogoče, odvisno od uporabe, izravnati tolerance v vseh smereh in uresničiti individualno zahtevane razdalje med ploščami.
Več informacij o izdelku najdete tukaj:
One27 »
One27 podjetja ept omogoča brezstopenjsko uresničevanje vodoravnih razdalj med ploščami od 8 mm do 20 mm. To omogoča izvedba priključne ploskve s prekrivanje kontaktov 2,4 mm. Z uporabo kabelskega priključka je mogoče, odvisno od uporabe, izravnati tolerance v vseh smereh in uresničiti individualno zahtevane razdalje med ploščami.
Več informacij o izdelku najdete tukaj:
One27 »
zmogljivost
Dobre lastnosti integritete signala, ki zagotavljajo kakovost prenosa podatkov od oddajnika do sprejemnika, ter zaščita signalov so osnovni pogoj za uporabo v razsmernikih. Podatki, ki jih prenaša konektor, namreč omogočajo, da razsmernik inteligentno in v realnem času posreduje podatke povezanim porabnikom. Kakovost prenosa podatkov je odvisna od treh meril:
- impedančni profil (impedančni potek): Takoj ko se impedanca v prenosni poti spremeni, se signal odbije, kar poslabša kakovost prenosa podatkov. Že sprememba materiala ali geometrije lahko povzroči nihanje impedance. vstavitveno slabljenje
- (vstavitveni izgubi): Ta parameter pomaga pri oceni, ali lahko sprejemnik nedvoumno prepozna signal po celotni poti prenosa. Če kot merilo za hitrost prenosa podatkov pri konektorju Zero8 podjetja ept (SMT konektor v raster 0,8 mm s tehnologijo ScaleX) upoštevamo tipično vrednost vstavitvene izgube -3 dB, dobimo pri 8 GHz hitrost prenosa najmanj 16 Gbit/s. presluh
- pri prenosu signala: presluh je neželen vpliv signala na drugo vodilo, pri čemer se glede na vrsto vpliva razlikuje med bližnjim in presluh na oddaljenem koncu. Moč presluh je v veliki meri odvisna od razporeditve signalov in ozemljitve.
Lastnosti integritete signala konektorja je mogoče znatno izboljšati z zaščito pred elektromagnetnimi motnjami (EMC-Schutz). Elektromagnetna združljivost pomeni sposobnost tehnične naprave, da je ne motijo namerni in nenamerni električni ali elektromagnetni učinki ali da sama ne moti drugih. Elektromagnetne motnje pri konektorjih je mogoče zmanjšati s konceptom oklopitve. Induktivnost sklopitve (medsebojna induktivnost) simulira konektor (konektor) tako kot vir motenj kot tudi kot odvodnik motenj. Na podlagi barvnih prehodov in vrednosti induktivnosti sklopitve je mogoče na naslednji sliki jasno prepoznati učinek koncepta oklopitve.
Z uporabo oklopljenega konektorja Zero8 je mogoče vire motenj in odvodnike motenj na tiskanem vezju namestiti bližje drug drugemu, hkrati pa doseči višje razrede zmogljivosti električne naprave pri predpisanih preskusih kratkotrajnih in prehodnih napetostnih konic.
Poleg lastnosti integritete signala predstavlja tudi tokovna obremenljivost (tokovna zmogljivost) konektorja za prenos moči pomembno ključno kompetenco. S pomočjo krivulj tokovne obremenljivosti je mogoče ugotoviti, koliko toka lahko pri dani okoljski temperaturi teče skozi kontakt, da se ne preseže največja dovoljena zgornja mejna temperatura (mejna temperatura) komponente. Naslednja krivulja zmanjšanja zmogljivosti (derating krivulja) na primer prikazuje, kako se pri konektorju Zero8 v odvisnosti od šštevilo polov in števila tokovodnih kontaktov pojavljajo različne vrednosti toka na kontakt.
Kot je razvidno iz slike, konektor z 12 pini (modra krivulja) doseže boljšo tokovna obremenljivost v primerjavi s konektorjem z 80 pini (zelena krivulja). Razlog za to je manjše nastajanje vročih točk (hotspotov) v notranjosti konektorjev z manjšo število polov: tu nastaja manj toplote, ki se lahko bolje porazdeli. Toplota se odvaja še bolje, če tok teče le prek majhnega dela kontaktov (rdeča krivulja).
Kot je razvidno iz slike, konektor z 12 pini (modra krivulja) doseže boljšo tokovna obremenljivost v primerjavi s konektorjem z 80 pini (zelena krivulja). Razlog za to je manjše nastajanje vročih točk (hotspotov) v notranjosti konektorjev z manjšo število polov: tu nastaja manj toplote, ki se lahko bolje porazdeli. Toplota se odvaja še bolje, če tok teče le prek majhnega dela kontaktov (rdeča krivulja).
trdnost
Pri SMT-Steckverbindern se robustnost konektorja kaže na primer v izvedbi kontaktnega principa med nožnim in ženski konektor z dvojnim kontaktiranjem, v kakovosti prevleka kontaktov za majhno površinsko obrabo ali v SMT priključkih, ki morajo biti zasnovane za optimalno tvorba meniska. Tudi pri obdelavi in ravnanju s SMT-Steckverbindern je lahko pomembno, da so ti čim bolj robustni. Pri samem vstavljanju vodilna posnetina in velikodušno zasnovano območje zajema omogočajo visoko izravnava toleranc in služijo temu, da je ravnanje s konektorji čim enostavnejše.
konektor so v razsmernik izpostavljeni močnim udarcem in vibracijam, saj so običajno nameščeni v bližini motorja. Udarci in vibracije ogrožajo konstanten in nemoten stik med tiskano vezjo in konektor ter tudi med samimi konektorji. Zanesljivo in trajno stikanje med konektorjem (konektor) in tiskano vezje se doseže npr. z vtiskovalno tehnologijo (tehnologija press-fit). Cilj vtiskovalne tehnologije je doseči čim večje zadrževalne sile med konektorjem in tiskano vezje. Prijemne sile namreč odločajo o mehanski povezavi, ki mora kljubovati udarcem in vibracijam. Ta tehnika priključevanja (tehnika priključevanja) je preizkušena metoda, pri kateri se v luknjo na tiskanem vezju vtisne vtiskalni zatič (vtisni zatič), pri čemer se z mehansko deformacijo zatiča ustvari plinotesen, korozijsko odporen, nizkoohmski in električno varen prevodni mehanski element, ki je primeren tudi za zalivanje (zalivanje). Podjetje ept GmbH ponuja kataloške izdelke ter rešitve po meri strank s to tehnologijo obdelave.
Pri tem postopku ima vtiskalni zatič (vtisni zatič) večjo diagonalo kot premer luknje na tiskanem vezju. cona vtiskanja je kontaktni zatič prožen, da se tiskana vezja med vtiskovanjem ne deformirajo ali poškodujejo zaradi fizikalnih sil. Deformacija je torej omejena na vtiskovalno območje. Med vtiskovanjem nastane hladno varjenje med kontaktni zatič in metalizirano luknjo v tiskanem vezju, kar povezavi zagotavlja visoko mehansko obremenljivost, ne da bi tiskano vezje termično obremenjevali s postopkom spajkanja. Poleg tega je opredeljen v standardu DIN EN 60352-5 in ohranja zanesljiv stik tudi pri zelo visokih mehanskih in toplotnih obremenitvah, kot so vibracije, upogibanje in močne temperaturne spremembe, ter prenese udarne obremenitve do 200 g. Zaradi tehnike vtiskovanja (tehnologija press-fit) se Flexilink konektor podjetja ept odlikuje s posebnimi kakovostnimi značilnostmi:
Pri tem postopku ima vtiskalni zatič (vtisni zatič) večjo diagonalo kot premer luknje na tiskanem vezju. cona vtiskanja je kontaktni zatič prožen, da se tiskana vezja med vtiskovanjem ne deformirajo ali poškodujejo zaradi fizikalnih sil. Deformacija je torej omejena na vtiskovalno območje. Med vtiskovanjem nastane hladno varjenje med kontaktni zatič in metalizirano luknjo v tiskanem vezju, kar povezavi zagotavlja visoko mehansko obremenljivost, ne da bi tiskano vezje termično obremenjevali s postopkom spajkanja. Poleg tega je opredeljen v standardu DIN EN 60352-5 in ohranja zanesljiv stik tudi pri zelo visokih mehanskih in toplotnih obremenitvah, kot so vibracije, upogibanje in močne temperaturne spremembe, ter prenese udarne obremenitve do 200 g. Zaradi tehnike vtiskovanja (tehnologija press-fit) se Flexilink konektor podjetja ept odlikuje s posebnimi kakovostnimi značilnostmi:
- Majhen učinek šobe (tj. deformacija bakrena povezava)
- Preprečevanje hladnih spajkanih spojev in kratkih stikov zaradi spajkalnih mostičkov
- Visoka trdnost in robustnost ob hkrati odličnih elastičnih lastnostih
- Zanesljiva obdelava zaradi optimalne prilagoditve tehniki obdelave
- Zanesljiva ponovljivost v proizvodnji zaradi reliefnega oblikovanja
- Izpolnjuje najvišje zahteve vodilnih proizvajalcev v avtomobilski elektroniki
- Najvišja zanesljivost in odpornost proti okvaram, preizkušena v milijardah primerov
Želite pridobiti še podrobnejše strokovno znanje o tehniki vtiskovanja (tehnologija press-fit)?
Za podrobnejše informacije o osnovah tehnike vtiskovanja vam z veseljem pošljemo naš brezplačen strokovni dokument:
Zahtevajte strokovni dokument »
Za podrobnejše informacije o osnovah tehnike vtiskovanja vam z veseljem pošljemo naš brezplačen strokovni dokument:
Zahtevajte strokovni dokument »
Imate še kakšno vprašanje?
V tem primeru nas prosimo kontaktirajte!
Pošljite povpraševanje prek obrazca
+49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de
V tem primeru nas prosimo kontaktirajte!
Pošljite povpraševanje prek obrazca
+49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de