střídač v elektromobilitě a požadavky na konektory
Správa napájení a inteligentní napájení
Systémy řízení baterií a výkonová elektronika hrají v elektromobilitě klíčovou roli, protože propojují různé komponenty v elektromobilu. Funkci propojení uvnitř střídač plní konektory. Ty musí navzdory náročným provozním podmínkám spolehlivě, bezpečně, rychle a bez ztrát řídit a přenášet signály, data a vysoké proudy. Za tímto účelem musí konektor splňovat určité požadavky, pokud jde o teplotní odolnost, kompaktnost a flexibilitu, jakož i výkonnost a odolnost.
Souvislosti: Přechod k elektromobilitě
Automobilový průmysl v posledních letech zaznamenal posun směrem k elektromobilitě.
Tento posun se projevuje zvýšenou výrobou elektromobilů (EV) a rostoucími prodejními čísly, stejně jako rozšiřováním sítě dobíjecích stanic pro elektromobily. Poptávka spotřebitelů po udržitelnějších dopravních možnostech neustále roste. Rovněž byly vynaloženy vysoké investice do technologie baterií, aby bylo dosaženo pokroku v oblasti dojezdu, výkonu a nákladů elektromobilů. Vládní pobídky k přechodu na elektromobily, závazky automobilek k ukončení výroby spalovacích motorů a přísnější emisní předpisy dodávají tomuto přechodu na elektromobilitu další dynamiku.
V důsledku toho tradiční automobilky zvyšují výrobu elektromobilů.
Tento posun se projevuje zvýšenou výrobou elektromobilů (EV) a rostoucími prodejními čísly, stejně jako rozšiřováním sítě dobíjecích stanic pro elektromobily. Poptávka spotřebitelů po udržitelnějších dopravních možnostech neustále roste. Rovněž byly vynaloženy vysoké investice do technologie baterií, aby bylo dosaženo pokroku v oblasti dojezdu, výkonu a nákladů elektromobilů. Vládní pobídky k přechodu na elektromobily, závazky automobilek k ukončení výroby spalovacích motorů a přísnější emisní předpisy dodávají tomuto přechodu na elektromobilitu další dynamiku.
V důsledku toho tradiční automobilky zvyšují výrobu elektromobilů.
střídač v elektromobilech
střídač jsou v elektromobilech zodpovědné za inteligentní napájení a správu energie. Propojují baterii elektromobilu s elektrickými spotřebiči ve vozidle a při nabíjení také s veřejnou elektrickou sítí. K tomu jsou zapotřebí různé úrovně napětí.
V elektromobilech se používají hlavně dva typy střídač: DC/DC-střídač a AC/DC-střídač. DC/DC-střídač mění napětí stejnosměrného proudu. střídač AC/DC mění stejnosměrný proud na střídavý nebo naopak. střídač tedy převádějí elektrickou energii na úroveň a formu napětí, které daný spotřebič potřebuje, aby byl zajištěn optimální výkon.
V elektromobilu tak střídač zajišťují efektivní přenos energie mezi baterií a elektromotorem, aby byl zaručen co největší dojezd. Invertery musí navíc plnit různé ochranné funkce, aby chránily elektromobil a jeho součásti před přetížením, přepětím a přehřátím. Celkově střídač přispívají k tomu, že elektromobil funguje bezpečně, efektivně a spolehlivě a dosahuje vysokého výkonu.
V elektromobilech se používají hlavně dva typy střídač: DC/DC-střídač a AC/DC-střídač. DC/DC-střídač mění napětí stejnosměrného proudu. střídač AC/DC mění stejnosměrný proud na střídavý nebo naopak. střídač tedy převádějí elektrickou energii na úroveň a formu napětí, které daný spotřebič potřebuje, aby byl zajištěn optimální výkon.
V elektromobilu tak střídač zajišťují efektivní přenos energie mezi baterií a elektromotorem, aby byl zaručen co největší dojezd. Invertery musí navíc plnit různé ochranné funkce, aby chránily elektromobil a jeho součásti před přetížením, přepětím a přehřátím. Celkově střídač přispívají k tomu, že elektromobil funguje bezpečně, efektivně a spolehlivě a dosahuje vysokého výkonu.
Požadavky na střídač
střídač musí splňovat celou řadu požadavků. Mezi ně patří mimo jiné kompatibilita, integrovatelnost a účinnost. To znamená, že střídač musí být kompatibilní s ostatními systémy v elektromobilu, jako jsou baterie, elektromotor a řídicí jednotka. Kromě toho musí být střídač snadno integrovatelné, aby se zjednodušila montáž elektromobilu a ušetřil se čas i náklady. Vysoká účinnost je navíc nezbytná pro dosažení velkého dojezdu.
Zároveň musí být zajištěna spolehlivost, nákladová efektivita a ochrana proti přetížení. Spolehlivý provoz je nezbytný k zajištění stabilního fungování pro bezpečnou a nepřerušovanou jízdu. střídač musí být cenově dostupné s ohledem na ekonomické požadavky elektromobilu. střídač musí být rovněž vybaveny ochranou proti přetížení, aby se zabránilo přetížení a přepětí a aby byl elektromobil i jeho komponenty chráněny.
Z hlediska technických požadavků hrají klíčovou roli teplotní odolnost, kompaktnost, výkonnost a odolnost. střídač tedy musí:
Zároveň musí být zajištěna spolehlivost, nákladová efektivita a ochrana proti přetížení. Spolehlivý provoz je nezbytný k zajištění stabilního fungování pro bezpečnou a nepřerušovanou jízdu. střídač musí být cenově dostupné s ohledem na ekonomické požadavky elektromobilu. střídač musí být rovněž vybaveny ochranou proti přetížení, aby se zabránilo přetížení a přepětí a aby byl elektromobil i jeho komponenty chráněny.
Z hlediska technických požadavků hrají klíčovou roli teplotní odolnost, kompaktnost, výkonnost a odolnost. střídač tedy musí:
- fungovat v širokém teplotním rozmezí a být stabilní, aby mohly být použity ve
- vozidle být kompaktní a lehké, protože každá další hmotnost snižuje dojezd elektromobilu vykazovat
- vysoký výkon při přenosu elektřiny a dat, aby vyhovovaly požadavkům elektromotoru a dalších systémů být
- odolné vůči vlivům prostředí, nárazům a vibracím jak v průběhu instalace a montáže, tak při automatizovaném spojování a v provozu.
Hledáte vhodný konektor?
Seznam produktů
Požadavky na konektory vstřídač
střídač propojuje různé komponenty ve vozidle, jako je například akumulátor s elektromotorem. střídač přitom musí splňovat výše uvedené požadavky, aby mohly spolehlivě přenášet data a proudy v reálném čase.
Funkci propojení mezi deskami plošných spojů uvnitř střídač zajišťují konektory. konektor mají přenášet signály, data a proudy spolehlivě, bezpečně, rychle a bez ztrát i přes náročné podmínky prostředí. Na konektorové spoje se proto vztahují srovnatelné požadavky na kvalitu.
Funkci propojení mezi deskami plošných spojů uvnitř střídač zajišťují konektory. konektor mají přenášet signály, data a proudy spolehlivě, bezpečně, rychle a bez ztrát i přes náročné podmínky prostředí. Na konektorové spoje se proto vztahují srovnatelné požadavky na kvalitu.
Teplotní odolnost
Materiály konektorů (konektor) by měly odolávat vysokým teplotám, protože to vyžadují provozní podmínky v automobilu. Při výběru správného konektoru je pro izolační těleso k dispozici celá řada plastových materiálů. Velmi dobré vlastnosti však v tomto případě vykazuje materiál LCP (Liquid Crystal Polymers). LCP-izolační těleso z LCP se vyznačuje mimořádnou rozměrovou i tepelnou stabilitou, vysokou tuhostí i u tenkostěnných součástí a nízkým koeficientem lineární tepelné roztažnosti. Díky zařazení do třída hořlavosti UL 94 V-0 lze u konektorů s izolačními tělesy z LCP dosáhnout provozních teplot v rozmezí od -55 °C do +125 °C.
Kompaktnost a flexibilita
konektor s malým roztečovým rozměrem (rozteč) se velmi dobře hodí pro použití v střídač, protože šetří místo, vyžadují na desce plošných spojů jen málo montážního prostoru a splňují tak požadavky na kompaktnost. Používají se k tomu například systémy s roztečovým rozměrem 1,27 mm, 0,8 mm nebo 0,5 mm. Konektory by však neměly být pouze malé, ale také přizpůsobivé nejrůznějším požadavkům. To se týká například požadovaných výšek, počtu kontaktů nebo uspořádání desek plošných spojů. U konektorů, jako je One27 od společnosti ept, umožňuje široká škála typů propojení desek plošných spojů v paralelním, horizontálním nebo úhlovém uspořádání, stejně jako připojení plochých kabelů k desce plošných spojů.
Vhodný kontaktní systém:
One27 od společnosti ept umožňuje plynulé nastavení vzdáleností mezi deskami plošných spojů v rozmezí od 8 mm do 20 mm. To je umožněno konstrukcí zásuvné plochy s délka překrytí kontaktů 2,4 mm. Použitím kabelového propojení lze v závislosti na aplikaci vyrovnat tolerance ve všech směrech a realizovat individuálně požadované vzdálenosti mezi deskami plošných spojů.
Další informace o produktu najdete zde:
One27 »
One27 od společnosti ept umožňuje plynulé nastavení vzdáleností mezi deskami plošných spojů v rozmezí od 8 mm do 20 mm. To je umožněno konstrukcí zásuvné plochy s délka překrytí kontaktů 2,4 mm. Použitím kabelového propojení lze v závislosti na aplikaci vyrovnat tolerance ve všech směrech a realizovat individuálně požadované vzdálenosti mezi deskami plošných spojů.
Další informace o produktu najdete zde:
One27 »
výkonnost
Dobré vlastnosti signální integrity, které zaručují kvalitu přenosu dat z vysílače k přijímači, stejně jako ochrana signálů, jsou základním předpokladem pro použití v střídačích. Data přenášená konektorem (konektor) totiž slouží k tomu, aby střídač mohl inteligentně a v reálném čase předávat data připojeným spotřebičům. Kvalita přenosu dat závisí na třech kritériích:
- průběh impedance (průběh impedance): Jakmile se v přenosové trase změní impedance, signál se odrazí, což zhoršuje kvalitu přenosu dat. Již pouhá změna materiálu nebo geometrie může způsobit kolísání impedance. vložný útlum
- , také nazývaný Insertion Loss: Tento parametr pomáhá posoudit, zda přijímač dokáže jednoznačně identifikovat signál po celé délce přenosové trasy. Pokud jako kritérium pro datovou rychlost u konektoru Zero8 od společnosti ept (SMT konektor konektor v rozteč 0,8 mm s technologií ScaleX) použijeme typickou hodnotu vložného útlumu -3 dB, vyjde při 8 GHz přenosová rychlost rychlost nejméně 16 Gbit/s.
- Křížové rušení (přeslech) při přenosu signálu: Křížové rušení je nežádoucí ovlivnění signálu signálem na jiné lince, přičemž se podle druhu ovlivnění rozlišuje mezi blízkým a vzdáleným křížovým rušením (přeslech na vzdáleném konci). Síla přeslechu závisí významně na rozložení signálu a uzemnění.
Vlastnosti signální integrity konektoru lze výrazně zlepšit pomocí EMC-Schutzu (elektromagnetická kompatibilita). Elektromagnetická kompatibilita znamená schopnost technického zařízení nebýt rušeno záměrnými ani nezáměrnými elektrickými či elektromagnetickými jevy, ani rušit ostatní zařízení. Elektromagnetické rušení lze u konektorů omezit pomocí koncepce stínění. Vazebná indukvzájemná indukčnost simuluje konektor (konektor) jak jako zdroj rušení, tak jako jeho odvod. Na základě barevných přechodů a hodnot vazebné indukvzájemná indukčnost lze na následujícím obrázku jasně rozpoznat účinek koncepce stínění.
Díky použití stíněného konektoru Zero8 lze zdroje rušení a odvodníky rušení na desce plošných spojů umístit blíže k sobě a dosáhnout tak u elektrického zařízení vyšších výkonových tříd při předepsaných zkouškách na špičkové a přepěťové zatížení.
Kromě vlastností signální integrity představuje důležitou klíčovou kompetenci také proudová zatížitelnost (proudová zatížitelnost) konektoru pro přenos výkonu. Pomocí křivek proudové zatížitelnosti lze určit, kolik proudu smí při dané teplotě okolí protékat kontaktem, aby nebyla překročena maximální přípustná mezní teplota (horní mezní teplota) součástky. Následující deratingová křivka (křivka snížení výkonu) ukazuje na příkladu konektoru Zero8, jak se v závislosti na počet kontaktů a počtu proudovodných kontaktů liší udávané hodnoty proudu na jeden kontakt.
Jak je vidět na obrázku, konektor s 12 piny (modrá křivka) dosahuje lepší proudová zatížitelnost ve srovnání s konektorem s 80 piny (zelená křivka). Důvodem je menší tvorba „hotspotů“ uvnitř konektorů s nižším počet kontaktů: zde vzniká méně tepla a toto teplo se může lépe rozptýlit. Odvod tepla je ještě lepší, pokud proud prochází pouze malou částí kontaktů (červená křivka).
Jak je vidět na obrázku, konektor s 12 piny (modrá křivka) dosahuje lepší proudová zatížitelnost ve srovnání s konektorem s 80 piny (zelená křivka). Důvodem je menší tvorba „hotspotů“ uvnitř konektorů s nižším počet kontaktů: zde vzniká méně tepla a toto teplo se může lépe rozptýlit. Odvod tepla je ještě lepší, pokud proud prochází pouze malou částí kontaktů (červená křivka).
odolnost
U SMT-Steckverbindern se odolnost konektoru projevuje například v provedení kontaktního principu mezi nožovou a zásuvková lišta s dvojitým kontaktem, v kvalitě povrchová úprava kontaktu pro minimální povrchové opotřebení nebo v vývodech SMT, které musí být navrženy pro optimální tvorba menisku pájky. I při zpracování a manipulaci s SMT-Steckverbindery může být důležité, aby byly co nejodolnější. Při samotném zasunutí umožňují zaváděcí zkosení a velkoryse dimenzovaná rozsah samostředění vysoký vyrovnání tolerancí a slouží k tomu, aby byla manipulace s konektory co nejjednodušší.
konektor jsou v střídač vystaveny silným nárazům a vibracím, protože jsou obvykle umístěny v blízkosti motoru. Nárazy a vibrace ohrožují stálý a bezporuchový kontakt mezi deskou plošných spojů a konektorem, stejně jako mezi samotnými konektory. Spolehlivého a trvanlivého kontaktu mezi konektorem (konektor) a deskou plošných spojů lze dosáhnout například pomocí technologie lisování (technologie press-fit). Cílem této technologie je dosáhnout co nejvyšších přídržných sil mezi konektorem a deskou plošných spojů. Právě tyto přídržné síly totiž rozhodují o mechanickém spojení, které musí odolávat nárazům a vibracím. Tato technika připojení je osvědčený postup, při kterém se do otvoru v desce plošných spojů vtlačí zalisovací kolík a mechanickým deformováním kolíku vznikne plynotěsné, korozivzdorné, nízkoohmové a elektricky bezpečně vodivé mechanické spojení, které je vhodné i pro zalévání (zalévání). Společnost ept GmbH nabízí jak standardní výrobky, tak i řešení na míru s využitím této technologie zpracování.
Při tomto postupu má lisovací kolík (zalisovací kolík) větší úhlopříčku než je průměr otvoru v desce plošných spojů. zalisovací zóna je kolík konektoru pružný, aby nedošlo k deformaci nebo poškození desky plošných spojů fyzikálními silami vznikajícími při lisování. Deformace se tedy omezuje pouze na zalisovací zóna. Během lisování vzniká mezi svařování za studena a pokoveným otvorem v desce plošných spojů kontaktní kolík, díky čemuž je spojení mechanicky vysoce odolné, aniž by byla deska plošných spojů tepelně namáhána procesem pájení. Je navíc specifikován v normě DIN EN 60352-5 a zachovává si spolehlivý kontakt i při velmi vysokém mechanickém a tepelném namáhání, jako jsou vibrace, ohyb a prudké teplotní změny, a odolává nárazům až do 200 g. Díky technologii lisování (technologie press-fit) se konektor Flexilink od společnosti ept vyznačuje zvláštními kvalitativními vlastnostmi:
Při tomto postupu má lisovací kolík (zalisovací kolík) větší úhlopříčku než je průměr otvoru v desce plošných spojů. zalisovací zóna je kolík konektoru pružný, aby nedošlo k deformaci nebo poškození desky plošných spojů fyzikálními silami vznikajícími při lisování. Deformace se tedy omezuje pouze na zalisovací zóna. Během lisování vzniká mezi svařování za studena a pokoveným otvorem v desce plošných spojů kontaktní kolík, díky čemuž je spojení mechanicky vysoce odolné, aniž by byla deska plošných spojů tepelně namáhána procesem pájení. Je navíc specifikován v normě DIN EN 60352-5 a zachovává si spolehlivý kontakt i při velmi vysokém mechanickém a tepelném namáhání, jako jsou vibrace, ohyb a prudké teplotní změny, a odolává nárazům až do 200 g. Díky technologii lisování (technologie press-fit) se konektor Flexilink od společnosti ept vyznačuje zvláštními kvalitativními vlastnostmi:
- Nízký efekt trysky (tj. deformace vodivá cesta)
- Zamezení vzniku studených pájených spojů a zkratů způsobených pájkovými můstky
- Vysoká pevnost a odolnost při současně vynikajících pružných vlastnostech
- Procesně spolehlivá zpracovatelnost díky optimálnímu přizpůsobení technologii zpracování
- Spolehlivá reprodukovatelnost ve výrobě díky lisovanému tvarování
- Splňuje nejvyšší požadavky předních výrobců v oblasti automobilové elektroniky
- Nejvyšší spolehlivost a odolnost proti poruchám, ověřená miliardami kusů
Chcete získat ještě podrobnější odborné znalosti o technologii lisování (technologie press-fit)?
Pro podrobné informace o základech této technologie vám rádi zašleme naši bezplatnou odbornou publikaci:
Vyžádat si odbornou publikaci »
Pro podrobné informace o základech této technologie vám rádi zašleme naši bezplatnou odbornou publikaci:
Vyžádat si odbornou publikaci »
Máte ještě nějaké dotazy?
Pak nás prosím kontaktujte!
Dotaz prostřednictvím formuláře
+49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de
Pak nás prosím kontaktujte!
Dotaz prostřednictvím formuláře
+49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de