Bereitstellung von Schaltungsschutz, schneller Datenübertragung und Stromwandlung für Elektromobilitätsplattformen

Der Bedarf an zuverlässigen Schaltungsschutzlösungen, Hochgeschwindigkeitskommunikation und kompakter Stromwandlung in Elektromobilität und Verkehrssystemen wächst in vielen Bereichen.

15.11.2021
 

Der Bedarf an zuverlässigen Stromkreisschutzlösungen, Hochgeschwindigkeitskommunikation und kompakter Stromwandlung in Elektromobilität und Verkehrssystemen wächst in vielen Bereichen, darunter Hybrid- und Elektroautos, Busse, Lkw und Transporter on- und offroad sowie Offshore-Plattformen. Diese Trends werden durch die zunehmende Betonung von Nachhaltigkeit und Sicherheit getrieben, die mit der Umstellung der Transportbranche auf autonomere lenkbare und elektrische (EV) oder hybride EV (HEV) Fahrzeuge einhergeht. Dadurch entstehen neue Fahrzeugsysteme, die nach und nach immer mehr auf einen sicheren und nachhaltigen Betrieb angewiesen sind.

Um Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten, benötigen Entwickler von mit dem Internet verbundenen Elektro- und automatisierten Fahrzeugen eine breite Palette von Stromkreisschutzgeräten sowie Kommunikations- und Stromwandlungslösungen, die für den zuverlässigen Betrieb in rauen Umgebungen ausgelegt und AEC-Q200-zertifiziert sind. , SAE, USCAR und andere.

In diesem Artikel werden einige der Spezifikationen für Schaltungsschutzgeräte kurz erläutert, die Entwickler berücksichtigen müssen.

Komponenten und Schutzstandards in Elektrofahrzeugen

Um die Herausforderungen von Elektrofahrzeugen zu meistern, können Designer eine Reihe zertifizierter und zugelassener Lösungen für den Kfz-Schaltungsschutz, die Hochgeschwindigkeitskommunikation und die Stromumwandlung verwenden, wie zum Beispiel:

  • Kfz-Cartridge, PCB-montierte Sicherungen (Durchsteck- und Oberflächenmontage) und versetzte Schraubenkonfigurationen, optimiert für Stromversorgungssysteme und Subsysteme, sowie Sicherungen für Hilfsanwendungen und Zubehör wie Radarsysteme, Fahrerassistenzsysteme, Bremspumpenmotoren, tragbare Ladegeräte, Batterie Systeme, Infotainmentsysteme, Kameras, programmierbare Beleuchtung und Servolenkung. Darüber hinaus erfordern einige Anwendungen hohe Einschaltströme, schnelle, träge und rückstellbare Polymersicherungen (PPTC) mit positivem Temperaturkoeffizienten.
  • AEC-Q200-konforme Unterdrückungsdrosseln für elektromagnetische Interferenzen (EMI) zum Filtern von Rauschen und zum Schutz von Hochgeschwindigkeitsdatensignalen in zahlreichen Sensor-Subsystemen, die Teil von ADAS- und Navigationssystemen, Multimediasystemen, Vehicle-to-Other-Receiver (V2X)-Clustern und Antennen sind, und bieten differenzielle Rauschunterdrückung in Ethernet-, CAN-, FlexRay- und USB-Netzwerken in Automobilanwendungen
  • Vollständig abgeschirmte RJ45-Steckverbinder gemäß der Society of Automotive Engineers (SAE) USCAR2-6 "Specification for Automotive Electrical Connector System - Revision 6", ermöglichen es Designern, CAN-Busse durch ein schnelleres und leichteres Ethernet-Netzwerk für Automobilanwendungen zu ersetzen, um die wachsende Computertechnologie zu unterstützen Anforderungen in Fahrzeugen in verschiedenen ADAS-Systemen wie Fahrerassistenzkameras und radarbasierten Fahrerassistenzsystemen sowie Telematik, Medienkonverter und Gates.
  • Stromrichter mit IP67-Zertifizierung, einschließlich Ladegeräten für Elektro- und Hybridfahrzeuge, für den Einsatz in der Automobilindustrie qualifiziert und in konvektions- oder flüssigkeitsgekühlter Ausführung mit galvanischer Trennung angeboten.

Auswahl von Stromkreisschutzgeräten

Bei der Auswahl des geeigneten Stromkreisschutzgerätes in Elektromobilitätssystemen ist es wichtig, seine Leistungsmerkmale genau zu verstehen. Einige grundlegende Spezifikationen umfassen:

  • Nennspannung: die maximal zulässige Spannung für einen sicheren Betrieb
  • Nennstrom: die Stromstärke (A), die die Sicherung unter normalen Betriebsbedingungen führen kann
  • Ausschaltvermögen (auch Bemessungsausschaltvermögen oder Bemessungskurzschlussstrom genannt): der maximale Strom, den eine Sicherung bei ihrer Bemessungsspannung durchbrechen kann, ohne sie zu beschädigen. Das Ausschaltvermögen muss mindestens dem maximalen Kurzschlussstrom des Stromkreises entsprechen
  • Zeit-/Stromkurven: Bestimmt, ob die Sicherung schnell oder träge ist. Schnelle Sicherungen werden dort eingesetzt, wo die Schutzgeschwindigkeit kritisch ist. Zeitverzögerte Sicherungen werden an Orten mit kurzzeitigen Überspannungen oder Überlasten verwendet

I2t: Spezifikation ohne Prüfnorm

Der Parameter, der besondere Aufmerksamkeit verdient, ist das nominale Joule-Fusionsintegral I2t (ausgesprochen "I Quadrat T"). Es ist ein Maß für die Energie, die zum Schmelzen des Sicherungselements erforderlich ist, was bei jeder Anwendung ein wichtiges Merkmal einer Sicherung ist. I2t wird als "Ampere im Quadrat mal Sekunde" (A2s) ausgedrückt. Leider für Entwickler enthalten weder die Standards UL / CSA 248 noch IEC127 für Miniatursicherungen und Feinsicherungen das Testverfahren noch die I2t-Testkriterien. Definition von I2t nach Industriestandard:

FELT JOULE VOLL I2t, gemessen bei 10In, mit konstantem Gleichstrom, wobei In der Nennstrom der Sicherung ist.

Die Verwendung von 10In Strom kann problematisch sein und führt nicht immer zu genauen Öffnungszeiten. Insbesondere zeitverzögerte Sicherungen können einen Strom benötigen, der höher als das 10-fache des Nennstroms ist, um den wahren I2t-Wert zu erreichen. Da verschiedene Hersteller mit diesem Dilemma unterschiedlich umgehen, ist es wichtig, dass Konstrukteure die Methode kennen, mit der der I2t-Wert für bestimmte Sicherungen bestimmt wird. Eine ausführlichere Diskussion dieser Herausforderungen finden Sie hier: Joules integrales I2t erklärt.

Den vollständigen Artikel finden Sie hier: https://tek.info.pl/

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