Elektrikli araçlarda invertör ve konektörlere yönelik gereksinimler
Güç Yönetimi ve Akıllı Güç Kaynağı
Akü yönetim sistemleri ve güç elektroniği, elektrikli otomobillerdeki farklı bileşenleri birbirine bağladıkları için elektrikli mobilitede kilit bir rol oynar. İnvertörler içindeki bağlantı işlevi, konektörlere düşer. Bunlar, zorlu çalışma koşullarına rağmen sinyalleri, verileri ve yüksek akımları güvenilir, emniyetli, hızlı ve kayıpsız bir şekilde kontrol etmek ve iletmekle yükümlüdür. Bunun için konektörlerin sıcaklık direnci, kompaktlık ve esneklik ile performans ve sağlamlık açısından bazı gereksinimleri karşılaması gerekir.
Arka plan: Elektrikli mobiliteye geçiş
Otomotiv endüstrisi son yıllarda elektrikli mobiliteye doğru bir dönüşüm geçirdi.
Bu dönüşüm, elektrikli araçların (EV) üretiminin ve satış rakamlarının artması ile elektrikli araçlar için şarj altyapısının genişletilmesi ile kendini gösteriyor. Tüketicilerin daha sürdürülebilir ulaşım seçeneklerine olan talebi sürekli artmaktadır. Aynı şekilde, elektrikli araçların menzil, performans ve maliyet konularında ilerleme sağlamak için pil teknolojisine yüksek yatırımlar yapılmıştır. Elektrikli araçların benimsenmesi için hükümet teşvikleri, otomobil üreticilerinin içten yanmalı motorları kaldırma taahhütleri ve daha sıkı emisyon düzenlemeleri, elektrikli mobiliteye geçişe ivme kazandırmaya devam etmektedir.
Sonuç olarak, geleneksel otomobil üreticileri elektrikli araç üretimini artırmaktadır.
Bu dönüşüm, elektrikli araçların (EV) üretiminin ve satış rakamlarının artması ile elektrikli araçlar için şarj altyapısının genişletilmesi ile kendini gösteriyor. Tüketicilerin daha sürdürülebilir ulaşım seçeneklerine olan talebi sürekli artmaktadır. Aynı şekilde, elektrikli araçların menzil, performans ve maliyet konularında ilerleme sağlamak için pil teknolojisine yüksek yatırımlar yapılmıştır. Elektrikli araçların benimsenmesi için hükümet teşvikleri, otomobil üreticilerinin içten yanmalı motorları kaldırma taahhütleri ve daha sıkı emisyon düzenlemeleri, elektrikli mobiliteye geçişe ivme kazandırmaya devam etmektedir.
Sonuç olarak, geleneksel otomobil üreticileri elektrikli araç üretimini artırmaktadır.
Elektrikli otomobildeki invertör
Elektrikli araçlarda invertörler, akıllı güç dağıtımı ve enerji yönetiminden sorumludur. Elektrikli aracın aküsünü araçtaki elektrikli tüketicilere ve şarj işlemi sırasında kamu elektrik şebekesine bağlarlar. Bu süreçte farklı voltaj seviyeleri gereklidir. Elektrikli araçlarda
başlıca iki tür invertör kullanılır: DC/DC invertörler ve AC/DC invertörler. DC/DC invertörler, doğru akımın voltajını değiştirir. AC/DC invertörler (doğru akım veya alternatif akım dönüştürücüler) ise doğru akımı alternatif akıma veya tersini dönüştürür. Dolayısıyla invertörler, optimum performansı sağlamak için elektrik enerjisini tüketicinin ihtiyaç duyduğu voltaj seviyesine ve şekline dönüştürür.
Buna göre invertörler, elektrikli araçta mümkün olan en uzun menzili sağlamak için batarya ile elektrik motoru arasında verimli bir aktarım sağlar. Ayrıca invertörler, elektrikli otomobili ve bileşenlerini aşırı yük, aşırı gerilim ve aşırı ısınmaya karşı korumak için çeşitli koruma işlevlerini yerine getirmelidir. Genel olarak invertörler, elektrikli otomobilin güvenli, verimli ve güvenilir bir şekilde çalışmasına ve yüksek performans elde etmesine katkıda bulunur.
başlıca iki tür invertör kullanılır: DC/DC invertörler ve AC/DC invertörler. DC/DC invertörler, doğru akımın voltajını değiştirir. AC/DC invertörler (doğru akım veya alternatif akım dönüştürücüler) ise doğru akımı alternatif akıma veya tersini dönüştürür. Dolayısıyla invertörler, optimum performansı sağlamak için elektrik enerjisini tüketicinin ihtiyaç duyduğu voltaj seviyesine ve şekline dönüştürür.
Buna göre invertörler, elektrikli araçta mümkün olan en uzun menzili sağlamak için batarya ile elektrik motoru arasında verimli bir aktarım sağlar. Ayrıca invertörler, elektrikli otomobili ve bileşenlerini aşırı yük, aşırı gerilim ve aşırı ısınmaya karşı korumak için çeşitli koruma işlevlerini yerine getirmelidir. Genel olarak invertörler, elektrikli otomobilin güvenli, verimli ve güvenilir bir şekilde çalışmasına ve yüksek performans elde etmesine katkıda bulunur.
İnvertörlere yönelik gereksinimler
İnvertörler birçok gereksinimi karşılamalıdır. Bunlar arasında uyumluluk, entegre edilebilirlik ve verimlilik sayılabilir. Bu, invertörlerin elektrikli otomobildeki batarya, elektrik motoru ve kontrol ünitesi gibi diğer sistemlerle uyumlu olması gerektiği anlamına gelir. Ayrıca, elektrikli otomobilin montajını kolaylaştırmak ve zamandan ve maliyetten tasarruf etmek için invertörlerin kolayca entegre edilebilir olması gerekir. Ayrıca, uzun menzil sağlamak için yüksek verimlilik de
vazgeçilmezdir. Güvenilirlik, maliyet etkinliği ve aşırı yük koruması da sağlanmalıdır. Güvenli ve kesintisiz sürüş için istikrarlı bir çalışma garanti edebilmek amacıyla güvenilir bir işleyiş gereklidir. İnvertörler, elektrikli otomobilin ekonomik gereksinimlerine uygun fiyatlı olmalıdır. Aynı zamanda, aşırı yük ve aşırı gerilimi önlemek ve elektrikli otomobili ve bileşenlerini korumak için invertörler aşırı yük korumasına sahip olmalıdır. Teknik
gereksinimler açısından sıcaklık direnci, kompaktlık, performans ve sağlamlık merkezi bir rol oynar. Bu nedenle invertörler:
vazgeçilmezdir. Güvenilirlik, maliyet etkinliği ve aşırı yük koruması da sağlanmalıdır. Güvenli ve kesintisiz sürüş için istikrarlı bir çalışma garanti edebilmek amacıyla güvenilir bir işleyiş gereklidir. İnvertörler, elektrikli otomobilin ekonomik gereksinimlerine uygun fiyatlı olmalıdır. Aynı zamanda, aşırı yük ve aşırı gerilimi önlemek ve elektrikli otomobili ve bileşenlerini korumak için invertörler aşırı yük korumasına sahip olmalıdır. Teknik
gereksinimler açısından sıcaklık direnci, kompaktlık, performans ve sağlamlık merkezi bir rol oynar. Bu nedenle invertörler:
- bir araçta kullanılabilmesi için geniş bir sıcaklık aralığında
- çalışabilmeli ve kararlı olmalı yerden tasarruf sağlayan ve hafif olmalı, çünkü her ek ağırlık bir elektrikli otomobilin menzilini azaltır elektrik
- ve veri aktarımında yüksek performans sergilemeli, böylece elektrik motorunun ve diğer sistemlerin ihtiyaçlarını karşılayabilmeli
- çevresel etkenlere, şok ve titreşimlere karşı dayanıklı olmalıdır.
Uygun konektörü mü arıyorsunuz?
Ürün listesi
İnvertördeki konektörlere yönelik gereksinimler
İnvertörler, araçtaki akü depolama ünitesi ile elektrik motoru gibi farklı bileşenleri birbirine bağlar. Bu bağlamda, invertörlerin verileri ve akımları gerçek zamanlı ve güvenilir bir şekilde iletebilmesi için yukarıda belirtilen gereksinimleri karşılaması gerekir. İnvertörlerin içindeki
devre kartları arasındaki bağlantı işlevi, konektörlere düşer. Konektörler, zorlu çevre koşullarına rağmen sinyalleri, verileri ve akımları güvenilir, emniyetli, hızlı ve kayıpsız bir şekilde iletmelidir. Bu nedenle konektörler için de benzer kalite gereklilikleri geçerlidir.
devre kartları arasındaki bağlantı işlevi, konektörlere düşer. Konektörler, zorlu çevre koşullarına rağmen sinyalleri, verileri ve akımları güvenilir, emniyetli, hızlı ve kayıpsız bir şekilde iletmelidir. Bu nedenle konektörler için de benzer kalite gereklilikleri geçerlidir.
Sıcaklık dayanımı
Otomobillerdeki kullanım koşulları gereği, konektörlerin malzemeleri yüksek sıcaklıklara dayanabilmelidir. Doğru konektörün seçimi sırasında, yalıtım gövdesi için çok sayıda plastik malzeme seçeneği mevcuttur. Ancak bu alanda LCP (Sıvı Kristal Polimerler) malzemesi çok iyi özellikler sergilemektedir. Bir LCP yalıtım gövdesi, olağanüstü boyut ve ısı stabilitesi, ince cidarlı bileşenlerde bile yüksek sertlik ve düşük doğrusal ısı genleşme katsayısı ile dikkat çeker. UL 94 V-0 yanıcılık sınıfı, LCP yalıtım gövdeli konektörler için -55°C ila +125°C arasında çalışma sıcaklıkları sağlar.
Kompaktlık ve esneklik
Küçük bir aralık mesafesine sahip konektörler, yer tasarrufu sağladıkları, devre kartında çok az montaj alanı gerektirdikleri ve dolayısıyla kompaktlık gereksinimini karşıladıkları için invertörlerde kullanım için son derece uygundur. Bu amaçla örneğin 1,27 mm, 0,8 mm veya 0,5 mm aralık mesafesine sahip sistemler kullanılır. Ancak konektörler sadece küçük olmakla kalmamalı, aynı zamanda en çeşitli gereksinimlere de uyum sağlayabilmelidir. Bu, örneğin gerekli yükseklikler, kutup sayıları veya devre kartı düzenlerini ilgilendirir. ept’nin One27 gibi konektörlerinde, çok sayıda farklı tasarım seçeneği sayesinde devre kartlarının paralel, yatay veya dik açılı düzenlerde birbirine bağlanabilmesi ve düz şerit kabloların devre kartına bağlanabilmesi sağlanır.
Uygun kontak sistemi:
ept’nin One27 ürünü, 8 mm’den 20 mm’ye kadar yatay devre kartı aralıklarının kademesiz bir şekilde ayarlanmasını sağlar. Bu, 2,4 mm’lik kontak örtüşmesine sahip fiş yüzü tasarımı sayesinde mümkündür. Kablo bağlantısının kullanılmasıyla, uygulamaya bağlı olarak tüm yönlerdeki toleranslar dengelenebilir ve özel olarak gerekli olan devre kartı aralıkları sağlanabilir.
Ürünle ilgili daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz:
One27 »
ept’nin One27 ürünü, 8 mm’den 20 mm’ye kadar yatay devre kartı aralıklarının kademesiz bir şekilde ayarlanmasını sağlar. Bu, 2,4 mm’lik kontak örtüşmesine sahip fiş yüzü tasarımı sayesinde mümkündür. Kablo bağlantısının kullanılmasıyla, uygulamaya bağlı olarak tüm yönlerdeki toleranslar dengelenebilir ve özel olarak gerekli olan devre kartı aralıkları sağlanabilir.
Ürünle ilgili daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz:
One27 »
Performans
Vericiden alıcıya veri aktarımının kalitesini belirleyen iyi sinyal bütünlüğü özellikleri ve sinyallerin korunması, invertörlerde kullanım için temel bir gerekliliktir. Zira konektör üzerinden aktarılan veriler, invertörün bağlı tüketicilere verileri akıllı bir şekilde ve gerçek zamanlı olarak iletebilmesini sağlar. Veri aktarımının kalitesi üç kritere bağlıdır:
- Empedans eğrisi: İletim yolundaki empedans değiştiği anda sinyal yansıtılır ve bu da veri iletiminin kalitesini bozar. Sadece bir malzeme veya geometri değişikliği bile empedansın dalgalanmasına neden olabilir. Ekleme
- kaybı (Insertion Loss): Bu parametre, alıcının sinyali tüm iletim yolu boyunca kesin olarak tanımlayıp tanımlayamayacağının değerlendirilmesine yardımcı olur. ept'nin Zero8 konektöründe (ScaleX teknolojisine sahip 0,8 mm aralıklı SMT konektör) veri hızı kriteri olarak tipik bir -3 dB ekleme kaybı değeri kullanılırsa, 8 GHz'de en az 16 Gbit/s'lik bir aktarım hızı elde edilir.
- Sinyal iletiminde parazit: Parazit, bir sinyalin başka bir hattaki sinyal tarafından istenmeyen şekilde etkilenmesidir; bu etki türüne göre yakın ve uzak parazit olarak ayrılır. Parazitin şiddeti, büyük ölçüde sinyal ve toprak bağlantılarının dağılımına bağlıdır.
Bir konektörün sinyal bütünlüğü özellikleri, EMC (Elektromanyetik Uyumluluk) koruması ile önemli ölçüde iyileştirilebilir. Elektromanyetik uyumluluk, bir teknik cihazın istenen ve istenmeyen elektriksel veya elektromanyetik etkilerden etkilenmemesi ya da başkalarını etkilememesi anlamına gelir. Konektörlerdeki elektromanyetik parazitler, bir ekranlama konsepti ile azaltılabilir. Bağlantı indüktansı, konektörü hem parazit kaynağı hem de parazit alıcısı olarak simüle eder. Renkli grafikler ve bağlantı indüktansı değerleri sayesinde, aşağıdaki şekilde ekranlama konseptinin etkisini açıkça görebilirsiniz.
Ekranlı Zero8 konektörünün kullanılmasıyla, devre kartındaki parazit kaynakları ve parazit alıcıları birbirine daha yakın konumlandırılabilir ve elektrikli cihazın öngörülen ani akım ve aşırı gerilim testlerinde daha yüksek performans sınıflarına ulaşılabilir.
Sinyal bütünlüğü özelliklerinin yanı sıra, bir konektörün güç iletimi için akım taşıma kapasitesi de önemli bir temel yetkinliktir. Akım yükleme eğrileri yardımıyla, bileşenin izin verilen maksimum sınır sıcaklığını aşmamak için belirli bir ortam sıcaklığında bir kontak üzerinden ne kadar akım geçebileceği belirlenebilir. Aşağıdaki derating eğrisi, Zero8 konektöründe, kutup sayısı ve akım taşıyan kontak sayısına bağlı olarak kontak başına farklı akım değerlerinin nasıl ortaya çıktığını örnek olarak göstermektedir. Şekilde
görüldüğü gibi, 12 pimli bir konektör (mavi eğri), 80 pimli bir konektöre kıyasla daha iyi bir akım taşıma kapasitesine ulaşır (yeşil eğri). Bunun nedeni, daha az kutuplu konektörlerin içinde daha az sıcak nokta oluşmasıdır: Burada daha az ısı oluşur ve bu ısı daha iyi dağıtılabilir. Akım kontakların sadece küçük bir kısmı üzerinden geçtiğinde ısı daha da iyi dağıtılır (kırmızı eğri).
görüldüğü gibi, 12 pimli bir konektör (mavi eğri), 80 pimli bir konektöre kıyasla daha iyi bir akım taşıma kapasitesine ulaşır (yeşil eğri). Bunun nedeni, daha az kutuplu konektörlerin içinde daha az sıcak nokta oluşmasıdır: Burada daha az ısı oluşur ve bu ısı daha iyi dağıtılabilir. Akım kontakların sadece küçük bir kısmı üzerinden geçtiğinde ısı daha da iyi dağıtılır (kırmızı eğri).
Dayanıklılık
SMT konektörlerinde, bir konektörün sağlamlığı örneğin bıçak ve yaylı sıralar arasındaki çift temaslı temas prensibinin tasarımında, yüzey aşınmasını en aza indiren temas kaplamasının kalitesinde veya optimum menisküs oluşumu için tasarlanması gereken lehim ayaklarında kendini gösterir. SMT konektörlerin işlenmesi ve kullanımı sırasında da bunların mümkün olduğunca sağlam olması önemlidir. Takma işlemi sırasında, yerleştirme eğimleri ve geniş bir tutma alanı yüksek tolerans dengelemesi sağlar ve konektörlerin kullanımını mümkün olduğunca kolaylaştırır.
Konektörler, genellikle motorun yakınına monte edildikleri için bir invertörde yüksek darbe ve titreşimlere maruz kalırlar. Darbe ve titreşimler, devre kartı ile konektör arasındaki ve konektörler arasındaki sürekli ve kesintisiz teması tehlikeye atar. Bir konektör ile devre kartı arasında güvenilir ve dayanıklı bir temas, örneğin presleme tekniği ile sağlanabilir. Presleme tekniği ile amaç, konektör ile devre kartı arasında mümkün olduğunca yüksek tutma kuvvetleri elde etmektir. Çünkü tutma kuvvetleri, darbe ve titreşime dayanması gereken mekanik bağlantıyı belirler. Bu bağlantı tekniği, bir presleme piminin devre kartındaki bir deliğe preslenmesiyle ve pimin mekanik olarak deforme olmasıyla gaz sızdırmaz, korozyona dayanıklı, düşük dirençli ve elektriksel olarak güvenli bir mekanik bağlantı oluşturulan, aynı zamanda dolgu için de uygun olan, kendini kanıtlamış bir yöntemdir. ept GmbH, bu işleme tekniği ile hem katalog ürünleri hem de müşteriye özel çözümler sunmaktadır.
Bu işlemde, presleme piminin köşegeni, devre kartındaki deliğin çapından daha büyüktür. Konnektör pimi, presleme bölgesinde esnektir; böylece devre kartı, presleme işlemi sırasında oluşan fiziksel kuvvetler nedeniyle deforme olmaz veya hasar görmez. Dolayısıyla deformasyon, sadece presleme bölgesiyle sınırlı kalır. Presleme işlemi sırasında, kontak pimi ile metalize edilmiş devre kartı deliği arasında bir soğuk kaynak oluşur; bu da, devre kartını lehimleme işlemiyle termal olarak zorlamadan bağlantıyı mekanik olarak yüksek yüklere dayanıklı hale getirir. Ayrıca, DIN EN 60352-5 standardında belirtildiği üzere, titreşim, bükülme ve şiddetli sıcaklık değişimleri gibi çok yüksek mekanik ve termal yükler altında bile güvenilir temas sağlar ve 200 g'ye kadar şok yüklerine dayanır. Presleme teknolojisi sayesinde, ept'nin Flexilink konektörü özel kalite özellikleriyle öne çıkar:
Bu işlemde, presleme piminin köşegeni, devre kartındaki deliğin çapından daha büyüktür. Konnektör pimi, presleme bölgesinde esnektir; böylece devre kartı, presleme işlemi sırasında oluşan fiziksel kuvvetler nedeniyle deforme olmaz veya hasar görmez. Dolayısıyla deformasyon, sadece presleme bölgesiyle sınırlı kalır. Presleme işlemi sırasında, kontak pimi ile metalize edilmiş devre kartı deliği arasında bir soğuk kaynak oluşur; bu da, devre kartını lehimleme işlemiyle termal olarak zorlamadan bağlantıyı mekanik olarak yüksek yüklere dayanıklı hale getirir. Ayrıca, DIN EN 60352-5 standardında belirtildiği üzere, titreşim, bükülme ve şiddetli sıcaklık değişimleri gibi çok yüksek mekanik ve termal yükler altında bile güvenilir temas sağlar ve 200 g'ye kadar şok yüklerine dayanır. Presleme teknolojisi sayesinde, ept'nin Flexilink konektörü özel kalite özellikleriyle öne çıkar:
- Düşük nozul etkisi (yani, iletken yolunun deforme olması) Soğuk lehim noktalarının ve lehim
- köprülerinden kaynaklanan
- kısa devrelerin önlenmesi Yüksek mukavemet ve sağlamlık ile aynı zamanda mükemmel yay özellikleri İşleme tekniğine
- optimum uyum sayesinde proses güvenilirliği
- Üretimde kalıplanmış şekillendirme sayesinde güvenilir tekrarlanabilirlik Otomotiv elektroniği
- alanındaki önde gelen üreticilerin en
- yüksek gereksinimlerini karşılar Milyarlarca kez kanıtlanmış en yüksek güvenilirlik ve arıza güvenliği
Presleme tekniği hakkında daha ayrıntılı teknik bilgi edinmek ister misiniz?
Presleme tekniğinin temelleri hakkında kapsamlı bilgiler içeren ücretsiz teknik raporumuzu size memnuniyetle göndeririz:
Teknik raporu isteyin »
Presleme tekniğinin temelleri hakkında kapsamlı bilgiler içeren ücretsiz teknik raporumuzu size memnuniyetle göndeririz:
Teknik raporu isteyin »
Başka sorunuz var mı?
Lütfen bizimle iletişime geçin!
Form
aracılığıyla talepte bulunabilirsiniz: +49 8861 2501 0
sales@ept.de
Lütfen bizimle iletişime geçin!
Form
aracılığıyla talepte bulunabilirsiniz: +49 8861 2501 0
sales@ept.de