Elektryfikacja układu napędowego zasadniczo zmienia wymagania dotyczące części w nowoczesnych pojazdach. Dotyczy to także pozornie niepozornych komponentów, takich jak złącza. Szczególnie w kontekście systemów wysokiego napięcia, jednostek ładujących i urządzeń sterujących potrzeba połączeń, które bezpiecznie i niezawodnie przekazują energię elektryczną - w warunkach, które mogą być mechanicznie, termicznie i chemicznie bardzo obciążające.
Błędne lub niezgodne z normą połączenia mogą być przyczyną awarii lub trudnych do zlokalizowania zakłóceń, zwłaszcza w obszarze transmisji sygnałów, elektroniki pokładowej lub infrastruktury ładowania.
Specjalista ds. złączy, Suyin Europe, specjalizuje się w rozwoju rozwiązań złączy dostosowanych do potrzeb producentów pojazdów elektrycznych i systemów ładowania. Systemy te muszą sprostać wielu jednocześnie występującym wymaganiom: wysokiej nośności prądowej (np. 375 A w trybie ciągłym, do 800 A w trybie zwiększonej mocy), wysokiej odporności na wibracje i wstrząsy, ochronie przed wilgocią i zabrudzeniami (np. klasa ochrony IP67), wytrzymałości termicznej w zakresie od -40 do +150 °C oraz odporności na zakłócenia elektromagnetyczne.
10.000 cykli łączenia dla gniazd ładowania, połączeń
akumulatora i ładowarek pokładowych
Ważnym aspektem jest tu mechaniczna wytrzymałość: geometria styków i powłoki powierzchni (np. palladium-nikiel z dodatkiem złota lub srebra) zapewniają, że nawet przy subtelnych ruchach nie dochodzi do mikrowycierania czy korozji. Systemy takie jak gniazda ładowania, połączenia z akumulatorem czy ładowarki pokładowe muszą także sprostać wysokim wymaganiom dotyczącym trwałości – połączenia ładujące muszą wytrzymać do 10.000 cykli łączenia.
W elektrycznych układach napędowych, elektronice mocy i przetwornicach DC/DC coraz większe znaczenie ma integracja i miniaturyzacja. Przykładem są styki wysokoprądowe, które są bezpośrednio lutowane na płytę drukowaną, zastępując standardowe warianty z dodatkowymi przewodami połączeniowymi. Takie konstrukcje oszczędzają miejsce, redukują objętość materiału i jednocześnie umożliwiają bardziej efektywny montaż – co jest korzystne także dla procesów naprawczych i konserwacyjnych w terenie.
Obudowy z tworzyw sztucznych o wysokiej wydajności i wysokiej klasyfikacji CTI
Wybór materiałów odgrywa decydującą rolę. Stosuje się stopy miedzi o wysokiej przewodności (np. CuCrZr lub CuAg) oraz stabilne termicznie izolatory. Do obudów używa się tworzyw sztucznych
o wysokiej wydajności i wysokiej klasyfikacji CTI. Dodatkowe koncepcje uszczelniania z pierścieniami O-ring, uszczelnieniami wielokomorowymi czy powłokami zapobiegają przedostawaniu się wilgoci, płynu hamulcowego czy środków czyszczących. Sprężyny stykowe, mechanizmy zatrzaskowe i mechaniczne kodowania zapewniają bezpieczne połączenia – także przy wielokrotnym użyciu lub w warunkach warsztatowych.
W odniesieniu do kompatybilności elektromagnetycznej (EMC) nowoczesne złącza zaczynają już od etapu projektu. Prowadzenie layoutu zgodne z EMC, ekranowane strefy styków i zamknięte struktury obudów zmniejszają emisję i zwiększają odporność na zakłócenia. Opcjonalnie w obudowie można bezpośrednio zintegrować rdzenie ferrytowe lub kondensatory przeciwzakłóceniowe – co jest zaletą dla kompaktowych zespołów.
Wstecznie kompatybilne warianty dla rynku wtórnego
W przypadku rynku wtórnego oraz serwisu nieopodal producenta istotne jest, że Suyin rozwija także wstecznie kompatybilne warianty – na przykład poprzez rozwiercanie istniejącego złącza wysokoprądowego z 75 do 120 A bez zmiany sytuacji montażowej. W innym przypadku złącze z czterema stykami prądowymi o wartości 200 A, ośmioma stykami sygnałowymi i zintegrowaną ochroną EMC zostało oszczędnie osadzone
w elektronice pojazdu. Takie rozwiązania redukują podatność na błędy, upraszczają procesy montażu i zmniejszają kompleksowość podczas wymiany.
Produkcja odbywa się na miejscu z własnym działem rozwoju, narzędziownią, częściowo zautomatyzowaną produkcją i ISO 17025 certyfikowanymi procedurami testowymi. Dzięki krótkim drogom między projektowaniem, prototypowaniem a dopuszczeniem do produkcji możliwe są także szybkie realizacje, jak stwierdza firma. Prototypy mogą być dostarczone w ciągu kilku tygodni, a gotowe do produkcji części w ciągu 12 do 42 tygodni.
W przyszłości rozwój ma iść w kierunku modularnych, zasobooszczędnych złączy z inteligentną integracją sensorów. Aspekty takie jak dwukierunkowe ładowanie, termiczne oddzielenie ścieżek prądu i sygnału czy monitorowanie stanu stawiają nowe wymagania w zakresie projektowania i wyboru materiałów.
PROFI Warsztat uważa
Dla warsztatów ważne jest zapoznanie się z podstawami nowoczesnej techniki połączeń – szczególnie w przypadku diagnostyki i napraw systemów wysokiego napięcia oraz infrastruktury ładowania. Wraz z rosnącym rozpowszechnieniem się ciężarówek i autobusów elektrycznych, nowe typy usterek pojawią się w tym obszarze dla pracowników warsztatów.
