vekselretter i elektromobilitet og kravene til kontakt
Strømstyring og intelligent strømforsyning
Batteristyringssystemer og kraftelektronikk spiller en nøkkelrolle for elektromobiliteten, fordi de kobler sammen ulike komponenter i elbilen. Koblingsfunksjonen i vekselretter utføres av kontaktene. Disse må styre og overføre signaler, data og høye strømstyrker på en pålitelig, sikker, rask og tapsfri måte, til tross for de krevende driftsforholdene. For dette må kontaktene oppfylle visse krav når det gjelder temperaturbestandighet, kompakthet og fleksibilitet, samt ytelse og robusthet.
Bakgrunn: Overgangen til elektrisk mobilitet
Bilindustrien har de siste årene opplevd en dreining mot elektrisk mobilitet.
Denne dreiningen kommer til uttrykk gjennom økt produksjon av elbiler (EV-er) og stigende salgstall, samt utbygging av ladeinfrastrukturen for elbiler. Forbrukernes etterspørsel etter mer bærekraftige transportalternativer øker stadig. Det er også gjort store investeringer i batteriteknologi for å oppnå fremskritt når det gjelder rekkevidde, ytelse og kostnader for elbiler. Statlige insentiver for å ta i bruk elbiler, bilprodusentenes forpliktelser til å avvikle forbrenningsmotoren, samt strengere utslippsregler gir fortsatt fart til overgangen til elektromobilitet.
Som et resultat øker de tradisjonelle bilprodusentene produksjonen av elbiler.
Denne dreiningen kommer til uttrykk gjennom økt produksjon av elbiler (EV-er) og stigende salgstall, samt utbygging av ladeinfrastrukturen for elbiler. Forbrukernes etterspørsel etter mer bærekraftige transportalternativer øker stadig. Det er også gjort store investeringer i batteriteknologi for å oppnå fremskritt når det gjelder rekkevidde, ytelse og kostnader for elbiler. Statlige insentiver for å ta i bruk elbiler, bilprodusentenes forpliktelser til å avvikle forbrenningsmotoren, samt strengere utslippsregler gir fortsatt fart til overgangen til elektromobilitet.
Som et resultat øker de tradisjonelle bilprodusentene produksjonen av elbiler.
vekselretter i elbiler
vekselretter er ansvarlig for intelligent strømforsyning og energistyring i elektriske kjøretøy. De kobler batteriet i det elektriske kjøretøyet til de elektriske forbrukerne i kjøretøyet og, under lading, også til det offentlige strømnettet. Her kreves det ulike spenningsnivåer.
Det brukes hovedsakelig to typer vekselretter i elektriske biler: DC/DC-vekselretter og AC/DC-vekselretter. DC/DC-vekselretter endrer spenningen til likestrøm. AC/DC-vekselretter (lik- eller vekselretter) omformer likestrøm til vekselstrøm eller omvendt. vekselretter omformer altså den elektriske energien til det spenningsnivået og den spenningsformen som den enkelte forbrukeren trenger, for å sikre optimal ytelse.
vekselretter sørger dermed for en effektiv overføring mellom batteriet og elektromotoren i elbilen, for å sikre størst mulig rekkevidde. Videre har Invertere ulike beskyttelsesfunksjoner å oppfylle for å beskytte elbilen og dens komponenter mot overbelastning, overspenning og overoppheting. Samlet sett bidrar vekselretter til at elbilen fungerer sikkert, effektivt og pålitelig og oppnår høy ytelse.
Det brukes hovedsakelig to typer vekselretter i elektriske biler: DC/DC-vekselretter og AC/DC-vekselretter. DC/DC-vekselretter endrer spenningen til likestrøm. AC/DC-vekselretter (lik- eller vekselretter) omformer likestrøm til vekselstrøm eller omvendt. vekselretter omformer altså den elektriske energien til det spenningsnivået og den spenningsformen som den enkelte forbrukeren trenger, for å sikre optimal ytelse.
vekselretter sørger dermed for en effektiv overføring mellom batteriet og elektromotoren i elbilen, for å sikre størst mulig rekkevidde. Videre har Invertere ulike beskyttelsesfunksjoner å oppfylle for å beskytte elbilen og dens komponenter mot overbelastning, overspenning og overoppheting. Samlet sett bidrar vekselretter til at elbilen fungerer sikkert, effektivt og pålitelig og oppnår høy ytelse.
Krav til vekselretter
vekselretter må oppfylle mange krav. Dette inkluderer blant annet kompatibilitet, integrerbarhet og effektivitet. Det betyr at vekselretter må være kompatible med andre systemer i elbilen, som batteri, elektromotor og styreenhet. I tillegg må vekselretter være enkle å integrere for å forenkle monteringen av elbilen og spare tid og kostnader. Videre er høy effektivitet avgjørende for å muliggjøre stor rekkevidde.
Også pålitelighet, kostnadseffektivitet og overbelastningsbeskyttelse må være på plass. Pålitelig drift er nødvendig for å kunne garantere stabil funksjon for sikker og uavbrutt kjøring. vekselretter må være rimelige i forhold til de økonomiske kravene til elbilen. vekselretter må også være utstyrt med overbelastningsbeskyttelse for å unngå overbelastning og overspenning og for å beskytte elbilen og dens komponenter.
Når det gjelder tekniske krav, spiller temperaturbestandighet, kompakthet, ytelse og robusthet en sentral rolle. vekselretter må derfor:
Også pålitelighet, kostnadseffektivitet og overbelastningsbeskyttelse må være på plass. Pålitelig drift er nødvendig for å kunne garantere stabil funksjon for sikker og uavbrutt kjøring. vekselretter må være rimelige i forhold til de økonomiske kravene til elbilen. vekselretter må også være utstyrt med overbelastningsbeskyttelse for å unngå overbelastning og overspenning og for å beskytte elbilen og dens komponenter.
Når det gjelder tekniske krav, spiller temperaturbestandighet, kompakthet, ytelse og robusthet en sentral rolle. vekselretter må derfor:
- fungere i et bredt temperaturområde og være stabile for å kunne brukes i et
- kjøretøy være plassbesparende og lette, siden enhver ekstra vekt reduserer rekkevidden til en elbil ha
- høy ytelse ved strøm- og dataoverføring for å imøtekomme behovene til elmotoren og andre systemer være
- motstandsdyktige mot miljøpåvirkninger, støt og vibrasjoner, både under installasjons- og monteringsprosessen, ved automatisert sammenføyning og under drift.
Leter du etter den rette kontakten?
Produktliste
Krav til kontakter i vekselretter
vekselretter kobler de ulike komponentene i kjøretøyet, for eksempel batterilagringen med elektromotoren. Her må vekselretter oppfylle kravene nevnt ovenfor for å overføre data og strøm pålitelig i sanntid.
Koblingsfunksjonen mellom kretskortene inne i vekselretter ivaretas av kontaktene. kontakt skal overføre signaler, data og strøm på en pålitelig, sikker, rask og tapsfri måte, til tross for de krevende miljøforholdene. Det stilles derfor tilsvarende kvalitetskrav til kontaktene.
Koblingsfunksjonen mellom kretskortene inne i vekselretter ivaretas av kontaktene. kontakt skal overføre signaler, data og strøm på en pålitelig, sikker, rask og tapsfri måte, til tross for de krevende miljøforholdene. Det stilles derfor tilsvarende kvalitetskrav til kontaktene.
Temperaturbestandighet
Materialene i kontakt bør tåle høye temperaturer, da bruksforholdene i bilen krever dette. Ved valg av riktig stikkforbindelse finnes det en rekke plastmaterialer tilgjengelig for isolasjonslegeme. Materialet LCP (Liquid Crystal Polymers) har imidlertid svært gode egenskaper her. Et LCP-isolasjonslegeme utmerker seg med en enestående dimensjons- og varmestabilitet, høy stivhet, også ved tynnveggede komponenter, og en lav lineær varmutvidelseskoeffisient. BrannBrennbarkeitsklassen UL 94 V-0 gir driftstemperaturer for kontakter med LCP-brennbarhetsklasse på -55 °C til +125 °C.
Kompakthet og fleksibilitet
kontakt med et lite pitch egner seg svært godt for bruk i vekselretter, da de er plassbesparende, krever lite monteringsplass på kretskortet og dermed oppfyller kravene til kompakthet. Her brukes for eksempel systemer med et pitch på 1,27 mm, 0,8 mm eller 0,5 mm. Men kontaktene skal ikke bare være små, de må også kunne tilpasses de mest varierte kravene. Dette gjelder for eksempel nødvendige byggehøyder, poltall eller kretskortoppsett. Hos kontakter som One27 fra ept muliggjør det store utvalget av typer sammenkobling av kretskort i parallell, horisontal eller vinklet oppstilling, samt tilkobling av flatkabler til kretskortet.
Det passende kontaktsystemet:
One27 fra ept muliggjør trinnløs realisering av horisontale kortavstander fra 8 mm til 20 mm. Dette muliggjøres av utformingen av stikkflaten med en «kontaktoverlapp» på 2,4 mm. Ved bruk av en kabelforbindelse kan toleranser i alle retninger utjevnes avhengig av anvendelsen, og individuelt nødvendige kortavstander kan realiseres.
Du finner mer informasjon om produktet her:
One27 »
One27 fra ept muliggjør trinnløs realisering av horisontale kortavstander fra 8 mm til 20 mm. Dette muliggjøres av utformingen av stikkflaten med en «kontaktoverlapp» på 2,4 mm. Ved bruk av en kabelforbindelse kan toleranser i alle retninger utjevnes avhengig av anvendelsen, og individuelt nødvendige kortavstander kan realiseres.
Du finner mer informasjon om produktet her:
One27 »
Ytelse
Gode signalintegritetsegenskaper, som står for kvaliteten på dataoverføringen fra sender til mottaker, samt beskyttelse av signalene, er en grunnleggende forutsetning for bruk i vekselretter. Dataene som overføres via kontakt, gjør nemlig at vekselretter kan overføre data på en intelligent måte og i sanntid til de tilkoblede forbrukerne. Kvaliteten på dataoverføringen avhenger av tre kriterier:
- impedansprofil (impedansforløp): Så snart impedansen endres i overføringsveien, reflekteres signalet, noe som forringer kvaliteten på dataoverføringen. Allerede en endring i materiale eller geometri kan føre til at impedansen svinger. innsettingstap
- , også kalt Insertion Loss: Denne parameteren hjelper med å vurdere om mottakeren kan identifisere et signal entydig gjennom hele overføringsveien. Hvis man bruker en typisk verdi for innsettingstap på -3 dB som kriterium for datahastigheten ved Zero8-kontakt fra ept (SMT-kontakt i pitch 0,8 mm med ScaleX-teknologi), gir dette en overføringshastighet på minst 16 Gbit/s ved 8 GHz. krysstale
- ved signaloverføring: krysstale er uønsket krysstaling av et signal fra et signal på en annen ledning, og avhengig av typen påvirkning skilles det mellom nær- og fjernende krysstale. Styrken på krysstale avhenger i stor grad av signal- og jordtilkoblingen.
Signalintegritetsegenskapene til en kontakt kan forbedres betydelig ved hjelp av EMC-Schutz (elektromagnetisk kompatibilitet). Elektromagnetisk kompatibilitet betyr et teknisk apparats evne til ikke å bli forstyrret av, eller selv forstyrre andre, på grunn av tilsiktede eller utilsiktede elektriske eller elektromagnetiske effekter. Elektromagnetiske forstyrrelser kan reduseres ved hjelp av et skjermingskonsept for kontakter. Koblingsinduktiviteten (gjensidig induktans) simulerer kontakten (kontakt) både som forstyrrelseskilde og som forstyrrelsesdempkontakt. Ved hjelp av fargeforløpene og verdiene for koblingsinduktiviteten kan man tydelig se effekten av skjermingskonseptet i figuren nedenfor.
Ved å bruke den skjermede Zero8-kontakten kan støykilder og støydempere på kretskortet plasseres nærmere hverandre, og det elektriske apparatet kan oppnå høyere ytelsesklasser i de foreskrevne burst- og overspenningsprøvene.
I tillegg til signalintegritetsegenskapene utgjør også strømføringsevnen (strømføringsevne) til en kontakt for overføring av effekt en viktig kjernekompetanse. Ved hjelp av strømbelastningskurver kan man beregne hvor mye strøm som kan ledes gjennom en kontakt ved en gitt omgivelsestemperatur, for ikke å overskride den maksimalt tillatte grenseverdien (øvre grensetemperatur) for komponenten. Den følgende deratingkurve viser et eksempel på hvordan kontakt Zero8 gir forskjellige strømverdier per kontakt, avhengig av poltall og antall strømførende kontakter.
Som det fremgår av figuren, oppnår en kontakt med 12 pinner (blå kurve) bedre strømføringsevne sammenlignet med en kontakt med 80 pinner (grønn kurve). Årsaken til dette er mindre dannelse av «hotspots» inne i kontaktene med lavpoltall: Her oppstår det mindre varme, og denne kan fordeles bedre. Varmen ledes enda bedre bort når strømmen kun ledes gjennom en liten andel av kontaktene (rød kurve).
Som det fremgår av figuren, oppnår en kontakt med 12 pinner (blå kurve) bedre strømføringsevne sammenlignet med en kontakt med 80 pinner (grønn kurve). Årsaken til dette er mindre dannelse av «hotspots» inne i kontaktene med lavpoltall: Her oppstår det mindre varme, og denne kan fordeles bedre. Varmen ledes enda bedre bort når strømmen kun ledes gjennom en liten andel av kontaktene (rød kurve).
Robusthet
Når det gjelder SMT-Steckverbindern, kommer robustheten til uttrykk for eksempel i utformingen av kontaktprinsippet mellom kniv- og hunnkontakt med dobbel kontakt, kvaliteten på kontaktplettering for å redusere overflateslitasje, eller loddebeinene, som må være utformet for optimal meniskdannelse. Også ved bearbeiding og håndtering av SMT-Steckverbindern kan det være avgjørende at disse er så robuste som mulig. Ved selve tilkoblingen muliggjør innføringsfaser og et romslig utformet selvsentreringsområde en høy toleransekompensasjon og bidrar til å gjøre håndteringen av kontaktene så enkel som mulig.
kontakt er utsatt for kraftige støt og vibrasjoner i vekselretter, da disse vanligvis er montert i nærheten av motoren. Støt og vibrasjoner utgjør en fare for den konstante og forstyrrelsesfrie kontakten mellom kretskortet og kontakt, samt mellom selve kontaktpunktene. En pålitelig og holdbar kontakt mellom en kontakt og kretskortet oppnås for eksempel ved hjelp av press-fit-teknologi. Målet med press-fit-teknologi er å oppnå så høye holdekrefter som mulig mellom kontakt og kretskortet. For det er holdekreftene som avgjør den mekaniske forbindelsen, som igjen må tåle støt og vibrasjoner. Denne tilkoblingsteknikken (tilkoblingsteknikk) er en velprøvd metode der en innpressingspinne (press-fit-pinne) presses inn i et hull i kretskortet, og gjennom mekanisk deformasjon av pinnen oppstår en gasstett, korrosjonsfri, lavohmisk og elektrisk sikkert ledende mekanisk forbindelse, som også egner seg for innstøping (innstøping). ept GmbH tilbyr både standardprodukter og kundespesifikke løsninger med denne prosessmetoden.
Ved denne prosessen har «press-fit-pinne» en større diagonal enn hullets diameter på kretskortet. kontaktpinne er fleksibel i innpressingsområdet (press-fit-sone), slik at kretskortet ikke deformeres eller skades av de fysiske kreftene under innpressingsprosessen. Deformasjonen begrenses dermed til innpressingsområdet. Under innpressingsprosessen oppstår en kaldsveising (kaldsveising) mellom kontaktstiften og det metalliserte hullet i kretskortet, noe som gjør forbindelsen mekanisk svært belastbar uten å utsette kretskortet for termisk belastning ved lodding. Den er dessuten spesifisert i DIN EN 60352-5 og opprettholder en sikker kontakt selv under svært høye mekaniske og termiske belastninger, som vibrasjon, bøying og store temperatursvingninger, og tåler støtbelastninger på opptil 200 g. Takket være «press-fit-teknologi»-teknikken utmerker Flexilink-kontakt fra ept seg med spesielle kvalitetskarakteristika:
Ved denne prosessen har «press-fit-pinne» en større diagonal enn hullets diameter på kretskortet. kontaktpinne er fleksibel i innpressingsområdet (press-fit-sone), slik at kretskortet ikke deformeres eller skades av de fysiske kreftene under innpressingsprosessen. Deformasjonen begrenses dermed til innpressingsområdet. Under innpressingsprosessen oppstår en kaldsveising (kaldsveising) mellom kontaktstiften og det metalliserte hullet i kretskortet, noe som gjør forbindelsen mekanisk svært belastbar uten å utsette kretskortet for termisk belastning ved lodding. Den er dessuten spesifisert i DIN EN 60352-5 og opprettholder en sikker kontakt selv under svært høye mekaniske og termiske belastninger, som vibrasjon, bøying og store temperatursvingninger, og tåler støtbelastninger på opptil 200 g. Takket være «press-fit-teknologi»-teknikken utmerker Flexilink-kontakt fra ept seg med spesielle kvalitetskarakteristika:
- Liten dys-effekt (dvs. deformasjon av lederbane)
- Unngåelse av kalde loddepunkter og kortslutninger på grunn av loddebroer
- Høy styrke og robusthet samtidig som den har utmerkede fjæringsegenskaper
- Prosesssikker bearbeidbarhet gjennom optimal tilpasning til prosesseringsteknikken
- Pålitelig reproduserbarhet i produksjonen gjennom preget formgivning
- Oppfyller de høyeste kravene fra ledende produsenter innen bilelektronikk
- Høyeste pålitelighet og feilsikkerhet bevist milliarder av ganger
Ønsker du enda mer detaljert fagkunnskap om press-fit-teknologi?
For utførlige detaljer om grunnleggende prinsipper for press-fit-teknologi sender vi deg gjerne vår gratis whitepaper:
Be om whitepaper »
For utførlige detaljer om grunnleggende prinsipper for press-fit-teknologi sender vi deg gjerne vår gratis whitepaper:
Be om whitepaper »
