инвертор-ът в електромобилността и изискванията към съединителите
Управление на енергопотреблението и интелигентно електрозахранване
Системите за управление на батериите и силовата електроника играят ключова роля за електромобилността, тъй като свързват различни компоненти в електромобила помежду им. Функцията за свързване в рамките на инверторите (инвертор) се поема от съединителите. От тях се изисква да управляват и предават сигналите, данните и високите токове надеждно, безопасно, бързо и без загуби, въпреки взискателните условия на експлоатация. За тази цел съединителите (съединител) трябва да отговарят на редица изисквания по отношение на температурна устойчивост, компактност и гъвкавост, както и на производителност и издръжливост.
Контекст: Преход към електромобилността
През последните години автомобилната индустрия претърпя преход към електромобилността.
Този преход се проявява чрез увеличеното производство на електромобили (EV) и нарасналите продажби, както и чрез разширяването на инфраструктурата за зареждане на електромобили. Потребителското търсене на по-устойчиви транспортни опции непрекъснато нараства. Също така бяха направени големи инвестиции в батерийните технологии, за да се постигне напредък по отношение на пробега, мощността и цената на електромобилите. Правителствените стимули за преминаване към електромобили, ангажиментите на автомобилните производители да премахнат двигателите с вътрешно горене, както и затегнатите емисионни норми продължават да дават динамика на прехода към електромобилността.
В резултат на това традиционните автомобилни производители увеличават производството на електромобили.
Този преход се проявява чрез увеличеното производство на електромобили (EV) и нарасналите продажби, както и чрез разширяването на инфраструктурата за зареждане на електромобили. Потребителското търсене на по-устойчиви транспортни опции непрекъснато нараства. Също така бяха направени големи инвестиции в батерийните технологии, за да се постигне напредък по отношение на пробега, мощността и цената на електромобилите. Правителствените стимули за преминаване към електромобили, ангажиментите на автомобилните производители да премахнат двигателите с вътрешно горене, както и затегнатите емисионни норми продължават да дават динамика на прехода към електромобилността.
В резултат на това традиционните автомобилни производители увеличават производството на електромобили.
инвертор в електромобила
инвертор-ите в електромобилите отговарят за интелигентното електрозахранване и управлението на енергията. Те свързват акумулатора на електромобила с електрическите потребители в автомобила, а по време на зареждането – и с обществената електроенергийна мрежа. При това са необходими различни нива на напрежение.
В електромобилите се използват предимно два вида инвертори: DC/DC-инвертор и AC/DC-инвертор. DC/DC-инвертор-ите променят напрежението на постоянния ток. AC/DC-инвертор (Gleich- или инвертор) преобразуват постоянния ток в променлив или обратно. инвертор преобразуват електрическата енергия в нивото и формата на напрежението, необходими за съответния потребител, за да осигурят оптимална мощност.
инвертор осигуряват в електромобила ефективно предаване на енергия между акумулатора и електродвигателя, за да гарантират възможно най-голям пробег. Освен това инвертор трябва да изпълняват различни защитни функции, за да предпазват електромобила и неговите компоненти от претоварване, пренапрежение и прегряване. Като цяло инвертор допринасят за безопасното, ефективно и надеждно функциониране на електромобила и за постигането на висока производителност.
В електромобилите се използват предимно два вида инвертори: DC/DC-инвертор и AC/DC-инвертор. DC/DC-инвертор-ите променят напрежението на постоянния ток. AC/DC-инвертор (Gleich- или инвертор) преобразуват постоянния ток в променлив или обратно. инвертор преобразуват електрическата енергия в нивото и формата на напрежението, необходими за съответния потребител, за да осигурят оптимална мощност.
инвертор осигуряват в електромобила ефективно предаване на енергия между акумулатора и електродвигателя, за да гарантират възможно най-голям пробег. Освен това инвертор трябва да изпълняват различни защитни функции, за да предпазват електромобила и неговите компоненти от претоварване, пренапрежение и прегряване. Като цяло инвертор допринасят за безопасното, ефективно и надеждно функциониране на електромобила и за постигането на висока производителност.
Изисквания към инвертор
инвертор трябва да отговарят на множество изисквания. Към тях спадат съвместимостта, възможността за интегриране, както и ефективността. Това означава, че инверторите трябва да са съвместими с други системи в електромобила, като батерията, електродвигателя и управляващия модул. Освен това инверторите трябва да могат лесно да се интегрират, за да се опрости сглобяването на електромобила и да се спестят време и разходи. Високата ефективност също е от съществено значение, за да се осигури голям пробег.
Налице трябва да бъдат и надеждност, икономическа ефективност и защита от претоварване. Надеждното функциониране е необходимо, за да се гарантира стабилна работа за безопасно и безпрепятствено шофиране. инвертор трябва да бъдат достъпни от ценова гледна точка, за да отговарят на икономическите изисквания на електромобила. Също така инверторите трябва да са оборудвани със защита срещу претоварване, за да се избегнат претоварването и пренапрежението и да се защитят електромобилът и неговите компоненти.
По отношение на техническите изисквания термичната устойчивост, компактността, производителността, както и издръжливостта играят централна роля. По този начин инвертор-ите трябва:
Налице трябва да бъдат и надеждност, икономическа ефективност и защита от претоварване. Надеждното функциониране е необходимо, за да се гарантира стабилна работа за безопасно и безпрепятствено шофиране. инвертор трябва да бъдат достъпни от ценова гледна точка, за да отговарят на икономическите изисквания на електромобила. Също така инверторите трябва да са оборудвани със защита срещу претоварване, за да се избегнат претоварването и пренапрежението и да се защитят електромобилът и неговите компоненти.
По отношение на техническите изисквания термичната устойчивост, компактността, производителността, както и издръжливостта играят централна роля. По този начин инвертор-ите трябва:
- да работят в широк температурен диапазон и да са стабилни, за да могат да се използват в
- автомобил да са компактни и леки, тъй като всяко допълнително тегло намалява пробега на електромобила
- да осигуряват висока производителност при пренос на електроенергия и данни, за да отговарят на нуждите на
- електродвигателя и другите системи да са устойчиви на въздействията на околната среда, удари и вибрации както по време на инсталацията и монтажа, така и при автоматизираното съединяване и по време на експлоатацията.
Търсите подходящ конектор?
Списък на продуктите
Изисквания към съединителите в инвертора (инвертор)
инвертор свързват различните компоненти в превозното средство, като например акумулаторната батерия с електродвигателя. При това инверторите трябва да отговарят на изброените по-горе изисквания, за да предават данните и токовете в реално време и надеждно.
Функцията за свързване между печатните платки в инверторите се осъществява от съединителите. съединител трябва да предават сигналите, данните и токовете надеждно, безопасно, бързо и без загуби, въпреки трудните условия на околната среда. Поради това за съединителите важат сходни изисквания за качество.
Функцията за свързване между печатните платки в инверторите се осъществява от съединителите. съединител трябва да предават сигналите, данните и токовете надеждно, безопасно, бързо и без загуби, въпреки трудните условия на околната среда. Поради това за съединителите важат сходни изисквания за качество.
Термична устойчивост
Материалите на съединителите (съединител) трябва да издържат на високи температури, тъй като условията на експлоатация в автомобила го изискват. При избора на подходящ съединител за изолационното тяло (изолационно тяло) се предлага голямо разнообразие от пластмасови материали. Много добри свойства в този случай притежава обаче материалът LCP (Liquid Crystal Polymers). LCP-изолационно тяло от LCP се отличава с изключителна стабилност на размерите и термична стабилност, висока твърдост, дори при компоненти с тънки стени, и нисък коефициент на линейно термично разширение. Благодарение на клас на запалимост UL 94 V-0 работните температури при съединителите с изолационни тела от LCP варират от -55 °C до +125 °C.
Компактност и гъвкавост
Съединителите (съединител) с малък растер (стъпка) са много подходящи за използване в инвертори (инвертор), тъй като спестяват място, изискват малко пространство за монтаж върху печатната платка и по този начин отговарят на изискванията за компактност. За тази цел се използват например системи с растер от 1,27 мм, 0,8 мм или 0,5 мм. Но съединителите не трябва да бъдат само малки, а и да могат да се адаптират към най-разнообразни изисквания. Това се отнася например до необходимите височини, броя на полюсите или разположението на печатните платки. При съединители като One27 на ept, голямото разнообразие от типове позволява свързването на печатни платки в паралелно, хоризонтално или ъгловно разположение, както и свързването на лентови кабели към печатната платка.
Подходящата контактна система:
One27 на ept позволява плавно регулиране на хоризонталните разстояния между платките от 8 mm до 20 mm. Това се постига благодарение на конструкцията на контактната повърхност с контактно застъпване от 2,4 mm. Чрез използването на кабелна връзка, в зависимост от приложението, могат да се компенсират отклоненията във всички посоки и да се реализират индивидуално необходимите разстояния между платките.
Повече информация за продукта можете да намерите тук:
One27 »
One27 на ept позволява плавно регулиране на хоризонталните разстояния между платките от 8 mm до 20 mm. Това се постига благодарение на конструкцията на контактната повърхност с контактно застъпване от 2,4 mm. Чрез използването на кабелна връзка, в зависимост от приложението, могат да се компенсират отклоненията във всички посоки и да се реализират индивидуално необходимите разстояния между платките.
Повече информация за продукта можете да намерите тук:
One27 »
Производителност
Добрите характеристики на целостта на сигнала, които гарантират качеството на предаването на данни от предавателя към приемника, както и защитата на сигналите, са основно условие за използването им в инвертори. Това е така, защото данните, предавани от съединителя (съединител), служат за това инверторът (инвертор) да може да предава данни интелигентно и в реално време към свързаните потребители. Качеството на предаването на данни зависи от три критерия:
- импедансен профил (импедансната крива): Веднага щом импедансът в преносния път се промени, сигналът се отразява, което влошава качеството на предаването на данни. Дори промяна в материала или геометрията може да доведе до колебания в импеданса.
- Загубата при вмъкване (вносно затихване), наричана още Insertion Loss: този параметър помага при оценката дали приемникът може еднозначно да идентифицира сигнала по цялата дължина на преносния път. Ако като критерий за скоростта на предаване на данни при Zero8 съединител на ept (SMT-съединител в стъпка 0,8 mm с ScaleX-технология) се вземе типична стойност на загубата при вмъкване от -3 dB, при 8 GHz се получава скорост на предаване (скорост на предаване) от най-малко 16 Gbit/s.
- Кръстосаните смущения (преслушване) при предаването на сигнала: Кръстосаните смущения представляват нежелано въздействие върху даден сигнал от сигнал по друга линия, като в зависимост от вида на въздействието се прави разграничение между близко (Nah-преслушване) и далечно (далечно преслушване) кръстосано смущение. Силата на кръстосаните смущения зависи в значителна степен от разпределението на сигнала и заземяването.
Характеристиките на сигналната цялост на един съединител могат да бъдат значително подобрени чрез ЕМС-Schutz (електромагнитна съвместимост). Електромагнитна съвместимост означава способността на дадено техническо устройство да не бъде нарушавано от желани и нежелани електрически или електромагнитни ефекти, както и да не нарушава други устройства. Електромагнитните смущения при съединителите могат да бъдат намалени чрез концепция за екраниране. Индуктивността на свързване (взаимна индуктивност) симулира съединителя (съединител) както като източник на смущения, така и като поглъщател на смущения. Въз основа на цветовите преходи и стойностите на индуктивността на свързване на следната илюстрация ясно се вижда ефектът от концепцията за екраниране.
Благодарение на използването на екранирания конектор Zero8 източниците и приемниците на смущения върху печатната платка могат да бъдат разположени по-близо един до друг, а също така да се постигнат по-високи класове на мощност на електрическото устройство при предписаните изпитвания за импулсни и преходни напрежения.
Освен характеристиките за целостта на сигнала, важна основна компетентност представлява и токопроводимостта (допустим ток) на съединителя за пренос на мощност. С помощта на криви за допустим ток може да се определи колко ток може да се пропуска през един контакт при дадена околна температура, за да не се превиши максимално допустимата гранична температура (горна гранична температура) на компонента. Следващата крива за намаляване на номиналната мощност (derating крива) показва примерно как при съединителя Zero8, в зависимост от броя на полюсите (брой полюси) и броя на токопроводящите контакти, се получават различни стойности на тока на контакт.
Както се вижда на фигурата, съединител с 12 пина (синя крива) постига по-добра токопроводимост (допустим ток) в сравнение със съединител с 80 пина (зелена крива). Причината за това е по-малкото образуване на „горещи точки“ във вътрешността на съединителите с по-малък бброй полюси: тук се генерира по-малко топлина и тя може да се разпредели по-добре. Топлината се отвежда още по-добре, когато токът преминава само през малка част от контактите (червена крива).
Както се вижда на фигурата, съединител с 12 пина (синя крива) постига по-добра токопроводимост (допустим ток) в сравнение със съединител с 80 пина (зелена крива). Причината за това е по-малкото образуване на „горещи точки“ във вътрешността на съединителите с по-малък бброй полюси: тук се генерира по-малко топлина и тя може да се разпредели по-добре. Топлината се отвежда още по-добре, когато токът преминава само през малка част от контактите (червена крива).
Здравина
При SMT-Steckverbindern здравината на съединителя се проявява например в изпълнението на принципа на контакт между ножовата и пружинната гнездов съединител с двойно контактиране, в качеството на покритие на контакта за минимално износване на повърхността или в SMD изводите, които трябва да бъдат проектирани за оптимално образуване на менискус. Дори при обработката и боравенето с SMT-Steckverbindern може да е от значение те да бъдат възможно най-здрави. При самото включване водещите фаски и щедро проектираната зона за захващане (обхват на самоцентриране) позволяват висока компенсация на отклоненията (компенсиране на допуски) и служат за това, боравенето със съединителите да бъде възможно най-лесно.
Съединителите (съединител) в инвертора (инвертор) са изложени на силни удари и вибрации, тъй като обикновено са монтирани в близост до двигателя. Ударите и вибрациите застрашават постоянния и безпроблемен контакт между печатната платка и съединителя, както и между самите съединители. Надеждно и дълготрайно свързване между съединителя (съединител) и печатната платка се постига например чрез техниката на впресване (press-fit технология). Целта на тази техника е да се постигнат възможно най-високи сили на задържане между съединителя и печатната платка. Защото силите на задържане определят механичната връзка, която от своя страна трябва да издържи на удари и вибрации. Тази технология за свързване (технология на свързване) е доказан метод, при който в отвора на печатната платка се вкарва штифт за впресване (press-fit щифт) и чрез механично деформиране на штифта се създава газонепропусклива, устойчива на корозия, нискоомна и електрически надеждна механична връзка, която е подходяща и за заливане (заливане). ept GmbH предлага както стандарни продукти, така и решения по поръчка, изработени с тази технология.
При този метод щифтът за впресване (press-fit щифт) има по-голяма диагонал от диаметъра на отвора в печатната платка. Контактният щифт е гъвкав в зоната на впресване (press-fit зона), за да не се деформира или повреди печатната платка от физическите сили по време на процеса на впресване. Деформацията се ограничава само до зоната на впресване. По време на процеса на впресване се образува студено заваряване (студено заваряване) между контактния щифт (контактен щифт) и метализирания отвор в печатната платка, което прави връзката механично устойчива на големи натоварвания, без да се натоварва термично печатната платка чрез процес на запояване. Освен това тя е специфицирана в стандарта DIN EN 60352-5 и запазва надеждността на контакта дори при много високи механични и термични натоварвания, като вибрации, огъване и силни температурни колебания, като издържа на ударни натоварвания до 200 g. Благодарение на технологията за впресване (press-fit технология) съединителят Flexilink съединител на ept се отличава с особени характеристики на качеството:
При този метод щифтът за впресване (press-fit щифт) има по-голяма диагонал от диаметъра на отвора в печатната платка. Контактният щифт е гъвкав в зоната на впресване (press-fit зона), за да не се деформира или повреди печатната платка от физическите сили по време на процеса на впресване. Деформацията се ограничава само до зоната на впресване. По време на процеса на впресване се образува студено заваряване (студено заваряване) между контактния щифт (контактен щифт) и метализирания отвор в печатната платка, което прави връзката механично устойчива на големи натоварвания, без да се натоварва термично печатната платка чрез процес на запояване. Освен това тя е специфицирана в стандарта DIN EN 60352-5 и запазва надеждността на контакта дори при много високи механични и термични натоварвания, като вибрации, огъване и силни температурни колебания, като издържа на ударни натоварвания до 200 g. Благодарение на технологията за впресване (press-fit технология) съединителят Flexilink съединител на ept се отличава с особени характеристики на качеството:
- Нисък „ефект на дюзата“ (т.е. деформация на писта)
- Избягване на студени спойки и късосъединения чрез мост от припой
- Висока якост и здравина при едновременно отлични еластични свойства
- Надеждна обработваемост благодарение на оптималното съобразяване с технологията на обработка
- Надеждна възпроизводимост в производството чрез щамповано формоване
- Отговаря на най-високите изисквания на водещите производители в автомобилната електроника
- Най-висока надеждност и защита срещу откази, доказани милиарди пъти
Искате ли да получите още по-подробни технически познания за технологията за вграждане чрез пресоване (press-fit технология)?
За подробна информация относно основите на технологията за вграждане чрез пресоване с удоволствие ще Ви изпратим безплатната ни техническа брошура:
Поискайте техническата брошура »
За подробна информация относно основите на технологията за вграждане чрез пресоване с удоволствие ще Ви изпратим безплатната ни техническа брошура:
Поискайте техническата брошура »
