Inverter Teaser Landingpage 2000x701px NEU — Gestionarea consumului de energie și alimentarea inteligentă cu energie

Invertorul în domeniul mobilității electrice și cerințele privind conexiunile prin mufă

Gestionarea consumului de energie și alimentarea inteligentă cu energie

Sistemele de gestionare a bateriilor și electronica de putere joacă un rol esențial în domeniul electromobilității, deoarece acestea conectează între ele diferite componente ale automobilului electric. Funcția de conectare în cadrul invertoarelor revine conectorilor. Aceștia trebuie să controleze și să transmită semnalele, datele și curenții de mare intensitate în mod fiabil, sigur, rapid și fără pierderi, în ciuda condițiilor de utilizare exigente. În acest scop, conectorii trebuie să îndeplinească anumite cerințe în ceea ce privește rezistența la temperatură, compactitatea și flexibilitatea, precum și performanța și robustețea.

Context: Tranziția către mobilitatea electrică

În ultimii ani, industria auto a cunoscut o tranziție către mobilitatea electrică.

Această tranziție se reflectă în creșterea producției de vehicule electrice (VE), în creșterea vânzărilor, precum și în extinderea rețelei de stații de încărcare pentru vehiculele electrice. Cererea consumatorilor pentru opțiuni de transport mai durabile este în continuă creștere. De asemenea, s-au făcut investiții semnificative în tehnologia bateriilor pentru a se înregistra progrese în ceea ce privește autonomia, performanța și costurile vehiculelor electrice. Stimulentele guvernamentale pentru adoptarea vehiculelor electrice, angajamentele producătorilor auto de a renunța la motorul cu ardere internă, precum și reglementările mai stricte privind emisiile continuă să impulsioneze tranziția către mobilitatea electrică.

Drept urmare, producătorii auto tradiționali își intensifică producția de vehicule electrice.

Invertorul din mașina electrică

În vehiculele electrice, invertoarele sunt responsabile de alimentarea inteligentă cu energie electrică și de gestionarea energiei. Acestea conectează bateria vehiculului electric la consumatorii electrici din vehicul și, în timpul procesului de încărcare, la rețeaua electrică publică. În acest context, sunt necesare diferite niveluri de tensiune. În mașinile

electrice se utilizează în principal două tipuri de invertoare: invertoare DC/DC și invertoare AC/DC. Invertoarele DC/DC modifică tensiunea curentului continuu. Invertoarele AC/DC (convertizoare de curent continuu sau alternativ) transformă curentul continuu în curent alternativ sau invers. Prin urmare, invertoarele transformă energia electrică în nivelul și forma de tensiune necesare consumatorului, pentru a asigura o performanță optimă.

Prin urmare, în vehiculul electric, invertoarele asigură o transmisie eficientă între baterie și motorul electric, pentru a garanta o autonomie cât mai mare. În plus, invertoarele trebuie să îndeplinească diverse funcții de protecție, pentru a proteja mașina electrică și componentele sale împotriva suprasolicitării, supratensiunii și supraîncălzirii. În ansamblu, invertoarele contribuie la funcționarea sigură, eficientă și fiabilă a mașinii electrice și la obținerea unei performanțe ridicate.

Cerințe privind invertoarele

Invertoarele trebuie să îndeplinească o serie de cerințe. Printre acestea se numără compatibilitatea, capacitatea de integrare și eficiența. Aceasta înseamnă că invertoarele trebuie să fie compatibile cu alte sisteme din mașina electrică, precum bateria, motorul electric și unitatea de control. În plus, invertoarele trebuie să poată fi integrate cu ușurință, pentru a simplifica asamblarea mașinii electrice și a economisi timp și costuri. De asemenea, o eficiență ridicată este indispensabilă pentru a permite o autonomie mare.

De asemenea, trebuie să fie asigurate fiabilitatea, rentabilitatea și protecția împotriva suprasolicitării. Este necesară o funcționare fiabilă pentru a garanta o funcționare stabilă pentru o conducere sigură și fără întreruperi. Invertoarele trebuie să fie accesibile din punct de vedere economic pentru a răspunde cerințelor economice ale mașinii electrice. De asemenea, invertoarele trebuie să fie echipate cu protecție la suprasarcină pentru a evita suprasarcina și supratensiunea și pentru a proteja mașina electrică și componentele sale.

În ceea ce privește cerințele tehnice, rezistența la temperatură, compactitatea, performanța și robustețea joacă un rol central. Astfel, invertoarele trebuie:

să funcționeze într-un interval larg de temperaturi și să fie stabile pentru a putea fi utilizate
într-un vehicul să ocupe puțin spațiu și să fie ușoare, deoarece orice greutate suplimentară reduce autonomia unui automobil electric
să ofere o performanță ridicată în ceea ce privește transmisia de curent și de date, pentru a răspunde nevoilor motorului electric și ale altor sisteme să fie
rezistente la factorii de mediu, șocurilor și vibrațiilor, atât în procesul de instalare și asamblare, cât și în cazul îmbinării automatizate și în timpul funcționării.

Căutați conectorul potrivit?

Lista de produse

Cerințe privind conectorii din invertor

Invertoarele conectează diferitele componente ale vehiculului, cum ar fi acumulatorul și motorul electric. În acest context, invertoarele trebuie să îndeplinească cerințele menționate mai sus pentru a transmite datele și curenții în timp real și în mod fiabil.

Funcția de conectare între plăcile de circuit imprimat din interiorul invertoarelor revine conectorilor. Conectorii trebuie să transmită semnalele, datele și curenții în mod fiabil, sigur, rapid și fără pierderi, în ciuda condițiilor de mediu solicitante. Prin urmare, pentru conectori se aplică cerințe de calitate comparabile.

Rezistență la temperatură

Materialele utilizate pentru conectori trebuie să reziste la temperaturi ridicate, deoarece condițiile de utilizare din interiorul autovehiculului impun acest lucru. La alegerea conectorului potrivit, există o gamă largă de materiale plastice disponibile pentru corpul izolator. Cu toate acestea, materialul LCP (polimeri cu cristale lichide) prezintă proprietăți foarte bune în acest sens. Un corp izolator din LCP se remarcă prin stabilitate dimensională și termică excepțională, rigiditate ridicată, chiar și în cazul componentelor cu pereți subțiri, și un coeficient redus de dilatare liniară termică. Clasa de inflamabilitate UL 94 V-0 permite temperaturi de funcționare ale conectorilor cu corpuri izolante din LCP cuprinse între -55 °C și +125 °C.

Compactitate și flexibilitate

Anwendungssymbole Grafik

Conectorii cu pas mic sunt foarte potriviți pentru utilizarea în invertoare, deoarece ocupă puțin spațiu, necesită un spațiu de montare redus pe placa de circuit imprimat și, prin urmare, îndeplinesc cerințele de compactitate. În acest scop se utilizează, de exemplu, sisteme cu un pas de 1,27 mm, 0,8 mm sau 0,5 mm. Însă conectorii nu trebuie doar să fie mici, ci și adaptabili la cele mai diverse cerințe. Acest lucru se referă, de exemplu, la înălțimile de montare necesare, la numărul de poli sau la dispunerea plăcilor de circuit imprimat. În cazul conectorilor precum One27 de la ept, varietatea formelor de construcție permite conectarea plăcilor de circuit imprimat în dispunere paralelă, orizontală sau perpendiculară, precum și conectarea cablurilor plate la placa de circuit imprimat.

28915 100x100x72x72x100 image — Fig. 1: Zona de conectare a dispozitivului One27

Sistemul de contact adecvat:

One27 de la ept permite realizarea în mod continuu a distanțelor orizontale între plăcile de circuit imprimat de la 8 mm până la 20 mm. Acest lucru este posibil datorită designului interfaței de conectare, care prezintă o suprapunere a contactelor de 2,4 mm. Prin utilizarea unei conexiuni prin cablu, în funcție de aplicație, toleranțele pot fi compensate în toate direcțiile și se pot realiza distanțele individuale necesare între plăcile de circuit imprimat.

Mai multe informații despre produs găsiți aici:

One27 »

Performanță

Caracteristicile bune de integritate a semnalului, care garantează calitatea transmiterii datelor de la emițător la receptor, precum și protecția semnalelor, reprezintă o condiție esențială pentru utilizarea în invertoare. Acest lucru se datorează faptului că datele transmise prin conector permit invertoarelor să transmită date în mod inteligent și în timp real către consumatorii conectați. Calitatea transmiterii datelor depinde de trei criterii:

Curbă de impedanță: de îndată ce impedanța se modifică pe traseul de transmisie, semnalul este reflectat, ceea ce afectează negativ calitatea transmisiei de date. Chiar și o simplă modificare a materialului sau a geometriei poate determina fluctuații ale impedanței.
Atenuarea de inserție, cunoscută și sub denumirea de „Insertion Loss”: acest parametru ajută la evaluarea capacității receptorului de a identifica în mod clar un semnal pe întreaga lungime a traseului de transmisie. Dacă se ia ca criteriu pentru rata de transfer de date în cazul conectorului Zero8 de la ept (conector SMT cu pas de 0,8 mm și tehnologie ScaleX) o valoare tipică a atenuării de inserție de -3 dB, la 8 GHz se obține o viteză de transfer de cel puțin 16 Gbit/s.
Despre diafonia în transmisia semnalului: diafonia reprezintă influențarea nedorită a unui semnal de către un semnal de pe o altă linie, distingându-se, în funcție de tipul influenței, între diafonia de proximitate și diafonia la distanță. Intensitatea diafoniei depinde în mod decisiv de dispunerea semnalelor și a maselor.

Caracteristicile de integritate a semnalului unui conector pot fi îmbunătățite semnificativ prin protecția EMC (compatibilitate electromagnetică). Compatibilitatea electromagnetică se referă la capacitatea unui dispozitiv tehnic de a nu fi perturbat de efecte electrice sau electromagnetice intenționate sau neintenționate și de a nu perturba alte dispozitive. Interferențele electromagnetice pot fi reduse la conectori printr-un concept de ecranare. Inductanța de cuplare simulează conectorul atât ca sursă de perturbații, cât și ca receptor de perturbații. Pe baza gradientelor de culoare și a valorilor inductanței de cuplare, se poate observa clar efectul conceptului de ecranare în figura următoare.

Simulation ungeschirmter Steckverbinder 800x480px — Fig. 2: Simularea unui conector neecranat

Simulation geschirmter Steckverbinder 800x480px — Fig. 3: Simularea unui conector ecranat

Prin utilizarea conectorului ecranat Zero8, sursele de perturbații și punctele de captare a perturbațiilor de pe placa de circuit imprimat pot fi poziționate mai aproape una de alta, iar aparatul electric poate atinge clase de performanță superioare în cadrul testelor de impulsuri și supratensiuni prevăzute de normă.

Abbildung2 — Fig. 4: Exemplu Zero8 – Capacitatea de transport a curentului pe contact în funcție de numărul de poli și de numărul de contacte conductoare de curent. Grafic: ept GmbH

Pe lângă caracteristicile de integritate a semnalului, capacitatea de transport a curentului unui conector reprezintă, de asemenea, o competență esențială pentru transmiterea puterii. Cu ajutorul curbelor de capacitate de sarcină electrică se poate determina cât curent poate fi condus printr-un contact la o temperatură ambiantă dată, pentru a nu depăși temperatura limită maximă admisă a componentei. Următoarea curbă de derating arată, cu titlu de exemplu, cum se obțin valori diferite ale curentului pe contact pentru conectorul Zero8, în funcție de numărul de poli și de numărul de contacte conductoare de curent.

După cum se poate observa în figură, un conector cu 12 pini (curba albastră) atinge o capacitate de transport a curentului mai bună în comparație cu un conector cu 80 de pini (curba verde). Motivul este formarea redusă de puncte fierbinți în interiorul conectorilor cu un număr mic de poli: aici se generează mai puțină căldură, iar aceasta poate fi distribuită mai bine. Căldura este disipată și mai bine atunci când curentul trece doar printr-o mică parte a contactelor (curba roșie).

Robustețe

ept Federkontakt — Fig. 5: Reprezentare schematică: contact cu arc pe două fețe al dispozitivului One27.

În cazul conectorilor SMT, robustețea unui conector se manifestă, de exemplu, prin modul de realizare a principiului de contact între rândul de pini și rândul de contactori, cu o dublă conectare, prin calitatea acoperirii contactelor pentru o uzură redusă a suprafeței sau prin picioarele de lipit, care trebuie proiectate pentru o formare optimă a meniscului. De asemenea, în ceea ce privește prelucrarea și manipularea conectorilor SMT, poate fi important ca aceștia să fie cât mai robusti posibil. La conectare, teșiturile de introducere și o zonă de prindere generoasă permit o compensare ridicată a toleranțelor și servesc la simplificarea cât mai mult posibil a manipulării conectorilor.

Conectorii sunt expuși la șocuri și vibrații intense în cadrul unui invertor, deoarece aceștia sunt, de regulă, montați în apropierea motorului. Șocurile și vibrațiile pun în pericol contactul constant și fără întreruperi între placa de circuit imprimat și conector, precum și între conectori. O conexiune fiabilă și durabilă între un conector și placa de circuit imprimat se obține, de exemplu, prin tehnica de presare. Scopul tehnicii de presare este de a realiza forțe de fixare cât mai mari între conector și placa de circuit imprimat. Forțele de fixare sunt decisive pentru conexiunea mecanică, care, la rândul său, trebuie să reziste la șocuri și vibrații. Această tehnică de conectare este un procedeu consacrat, în cadrul căruia un pin de presare este introdus prin presare într-un orificiu al plăcii de circuit imprimat, iar prin deformarea mecanică a pinului se creează o conexiune mecanică etanșă la gaze, rezistentă la coroziune, cu impedanță redusă și cu conductivitate electrică sigură, care este adecvată și pentru turnarea cu rășină. ept GmbH oferă atât produse din catalog, cât și soluții personalizate bazate pe această tehnică de procesare.

În cadrul acestui proces, știftul de presare are o diagonală mai mare decât diametrul orificiului plăcii de circuit imprimat. Știftul conectorului este flexibil în zona de presare, astfel încât placa de circuit imprimat să nu fie deformată sau deteriorată de forțele fizice generate în timpul procesului de presare. Deformarea se limitează, așadar, la zona de presare. În timpul procesului de presare se formează o sudură la rece între pinul de contact și orificiul metalizat al plăcii de circuit imprimat, ceea ce conferă conexiunii o rezistență mecanică ridicată, fără a supune placa de circuit imprimat la solicitări termice printr-un proces de lipire. De asemenea, acesta este specificat în norma DIN EN 60352-5 și menține contactul sigur chiar și în condiții de solicitări mecanice și termice foarte ridicate, precum vibrații, îndoire și variații puternice de temperatură, rezistând la șocuri de până la 200 g. Datorită tehnicii de presare, conectorul Flexilink de la ept se distinge prin caracteristici speciale de calitate:

Efect redus al duzei (adică deformarea traseului conductor)
Prevenirea punctelor de lipire reci și a scurtcircuitelor cauzate de punți de lipire
Rezistență și robustețe ridicate, combinate cu proprietăți elastice
excelente Prelucrabilitate sigură datorită adaptării optime la tehnica de prelucrare
Reproductibilitate fiabilă în producție prin formarea prin
ștanțare Îndeplinește cele mai înalte cerințe ale producătorilor de top din domeniul electronicii auto Fiabilitate
și siguranță maximă împotriva defectelor, dovedite de miliarde de ori

Icon Whitepaper

Doriți să aflați mai multe detalii tehnice despre tehnica de presare?
Pentru informații detaliate despre principiile de bază ale tehnicii de presare, vă trimitem cu plăcere documentul nostru tehnic gratuit:

Solicitați documentul tehnic »

Motive Web Kurzbeschreibung Kontakt 1640x1195px

Mai aveți întrebări?
Atunci vă rugăm să ne contactați!

Solicitare prin formular

+49 8861 2501 0

sales@ept.de