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紧凑而坚固的汽车电子连接器

2021-11-04 14:01:22 来源:连接器世界网 作者:ERNI营销和产品数据经理Markus Breitenbücher 点击:1129

电动汽车的实施需要零部件制造商和原始设备制造商之间的密切合作。与电动汽车并行,自动驾驶汽车的趋势是第二个主要挑战。对于各种驾驶员辅助系统,数据必须由众多传感器收集和处理,执行器必须相应地进行控制。只有拥有可靠、安全的网络或连接,各种系统的完美交互才有可能。在恶劣且通常靠近发动机的环境中,连接器系统不仅必须尽可能紧凑,而且还必须表现出高抗振性、密封性、耐温性、高载流能力和易于操作。为此,可以使用为汽车行业优化的各种连接器解决方案。

最终,电动汽车和自动驾驶的实施需要汽车前所未有的连接性,这反过来又需要高性能、节省空间和可靠的连接器解决方案。该应用领域需要紧凑、可靠和坚固的连接器解决方案。应用范围从高度敏感的前后摄像头解决方案,到带有动态弯道灯和安全气囊的复杂前照灯系统,可以根据乘员的重量进行精确调节。类似坚固的Koshiri连接器被用于电子控制转向系统和前照灯范围调节系统。倒车摄像头和停车辅助传感器中也可以找到节省空间的电缆连接器。

图1:用于电动汽车的紧凑型连接器解决方案

在许多情况下,相应的连接器不仅具有 ISO TS16949 等认证或符合 Koshiri 规范,而且还提供足够的设计余量来处理小间距的更高电流或电压。MiniBridge(1.27 毫米间距)、MaxiBridge(2.54 毫米)和 MicroBridge(1.27 毫米)电缆连接器也符合适用的 LV 214 规范。在 29 个测试组中,LV 214 规范定义了接触系统必须承受的电气、气候、机械和腐蚀应力场景。

电池管理系统和相应的电力电子设备(逆变器)在电动汽车中发挥着关键作用(图 1)。 BMS 确保电池的安全充电/放电并监控电池单元。它通常不直接安装在高压电池中,而是通过去耦总线系统(例如 CAN)连接。从根本上说,电荷输入端的接触电阻必须尽可能低。这就是为什么需要连接器具有尽可能低的接触电阻,即使温度升高也能保持基本不变的原因。这可以通过合适的触点设计来实现。

汽车照明系统的另一个增长动力是 LED 技术的市场渗透率不断提高。特别是对于前灯,趋势显然是转向 LED。通过汽车标准测试的相应连接器系统必须保证组件在所有天气和道路条件下都能完美运行。坚固的互锁和 SMD 焊点甚至可以抵抗剧烈的振动和冲击。即使在前大灯的狭小空间中出现高温 (150 °C),也不应该造成问题。灵活、小型化的线对板解决方案和高度的插接可靠性是这里的关键标准。

图2:微型桥接电缆连接器图

密闭空间

LED系统通常与印刷电路板进行有线或模块化连接。使用适当组装的 MiniBridge 电缆连接器,可容纳带状电缆和单线,实现特别简单、灵活和经济高效的安装。对于此类紧凑型照明任务,MiniBridge 连接器还提供“白色”绝缘材料(图 2)。带有无色绝缘的连接器可防止照明应用中的阴影效应,例如带透明漫射透镜的 LED 灯条,这确保了均匀的光分布。

汽车行业对连接器的工艺可靠性提出了很高的要求。必须确保公连接器没有损坏,尤其是公母连接器歪斜插接时。MiniBridge 连接器的 Koshiri 版本确保在插配过程中满足此要求。

其尺寸仅为 10 mm x 10 mm x 3 mm(4引脚版本),可在– 55 °C 至 + 125 °C 的宽温度范围内实现非常高的载流能力(当使用适当的电缆时),这是由于采用了一种特殊的接触材料。直角和直角公连接器和带有直角和直电缆出口的母连接器可用于解决广泛的应用。公连接器具有用于经济加工的 SMT 端子,而母连接器使用绝缘位移接触 (IDC) 技术。它还提供具有可靠互锁的母连接器,适用于特别高的振动/冲击负载。

图3:微桥电缆连接器图

从一开始就专为汽车应用而设计

在开发 MicroBridge 电缆连接器时,ERNI 始终如一地满足汽车行业客户的要求(图 3)。从一开始,线对板连接器的开发就符合严苛的汽车测试规范 VW75174 和 USCAR-2。 Koshiri 安全性、可选的电气 CPA(连接器位置保证)以及任意数量引脚的颜色和机械编码可确保安全、可靠和正确的连接。使用 MicroBridge,母连接器上的舌片和公连接器上的凹槽允许连接器外壳的预对准,从而确保精确的配合过程。公连接器的引脚不会因不正确的歪斜插接而损坏。即使在配合过程中,电气 CPA 也可以测试母连接器和公连接器之间的安全接触。为此,在公连接器上使用了一个缩短的测试针(不带信号和电源功能)。所有上述用于高度配合完整性和可靠接触的功能特性有助于减少生产和现场可能出现的故障。

尽管只有 1.27 毫米的小间距,但 MicroBridge 非常坚固。这意味着连接器可以承受车辆中具有振动或冲击载荷(例如 VW75174 中规定的)和高温的恶劣环境条件。这一点通过两侧的闩锁机构和耐高温性来确保。两侧的外壳锁定机构在配合期间提供互锁的声学和触觉反馈。无需工具即可松开锁定机构。公连接器的焊夹吸收机械应力并抵抗高冲击和振动负载。高达 150 °C 的耐高温性允许连接器用于暴露在苛刻温度条件下的区域,例如靠近前照灯中的 LED。每个触点的额定电流为 9.0 A,20 °C(2 针版本)。

MicroBridge 可作为直型和斜角 SMT 版本的单排公连接器使用。公连接器以卷带包装形式提供,用于自动组装。单排母连接器可用作绝缘位移接触 (IDC) 版本。它们目前提供 90°电缆出口,并符合国际公认的标准。绝缘位移端子的双重设计确保了特别可靠的接触。此外,集成的应变消除保护绝缘位移连接免受电缆移动引起的机械应力。

图4:SMC安全锁

双重安全

间距为 1.27 mm 的 SMC 系列也推荐用于汽车行业中要求苛刻且通常空间受限的应用。例如,SMC 连接器系列还提供带有 Secure Lock 锁定功能的 50 引脚版本(图 4)。当与久经考验的双梁母触点配合时,可提供 Secure Lock 版本的高度可靠的电气触点。线对板解决方案(带有 IDC 母连接器和 SMT 公连接器的连接器系统)已经过相应修改和优化,以实现两个组件的安全机械连接。这意味着即使是最苛刻的应用,例如电动/混合动力汽车的逆变器,也可以解决。锁定状态下的可靠性(例如在振动和冲击载荷下)与精确无误的插接过程同样重要。

倾斜的 IDC 母连接器和直 SMT 公连接器的特殊几何形状需要确定的力来锁定线对板连接。因此,用户会收到明确的确认(听觉、触觉),表明连接已安全建立。使用额外的导轨和加宽的锁定杆,几乎不可能在配合时损坏触点。使用具有成本效益的解锁工具释放连接。

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