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Wie finde ich den besten Steckverbinder für Anwendungen im Elektroauto?

Voll-elektrische Fahrzeuge benötigen eine Vielzahl an Steckverbindungen: Einzelne Lithium-Ionen Module werden zu einem Batteriespeicher zusammengeschlossen, zudem müssen verschiedene Antriebssysteme, Wandler, Zusatzmodule sowie Lade- und Überwachungseinheiten funktionsgerecht kombiniert und angeschlossen werden.

Die entsprechenden Kfz Steckverbinder müssen hierfür nicht nur Automotive Anforderungen wie Kontaktsicherheit (Contact Position Assurance (CPA) / Terminal Position Assurance (TPA)) oder Sekundarverriegelung erfüllen, sondern auch elektrische Sicherheitsmerkmale. Dazu gehören etwa die Fingersicherheit oder das frühzeitige Abschalten bevor ein gefährlicher Zustand entstehen kann, etwa durch eine elektrische Sicherheitskontakt-Schleife (High Voltage Interlok (HVIL)).

 

Gleichgewicht zwischen Sicherheit und Kosten

Jede Sicherheitsfunktion setzt allerdings mehr oder bessere Werkstoffe voraus – und das bedeutet höhere Material- und Entwicklungskosten. Um das ideale Gleichgewicht zwischen Sicherheit und Preis zu finden, sollten Entwickler sich folgende Fragen stellen:

  • Wie viel Strom muss über das entsprechende Kabel genau übertragen werden?
  • Welche Verriegelung muss der Steckverbinder aufweisen?
  • Muss in einem Servicefall an einem Modul gearbeitet werden können?
  • Wie wichtig ist es, eine Verwechslung mehrerer Module auszuschließen?

 

Die Antworten entscheiden darüber, ob die Applikation einen Steckverbinder im einstelligen oder dreistelligen Euro-Bereich benötigt.

 

Trotzdem ist die Wahl des optimalen Steckverbinders nicht einfach. Denn jeder Einsatzort und jede Anwendung in einem Elektrofahrzeug stellt andere Ansprüche: mal geht es um besonders kleinen Bauraum und geringes Gewicht, mal um höchste Leistung und große Widerstandsfähigkeit. Die Folge: Die Portfolios an modifizierten Steckverbindern mit einem guten Kosten/Nutzen-Verhältnis wachsen stetig. Da sich noch keine Standards durchgesetzt haben, wird das Angebot zunehmend unübersichtlich. Hier einige Empfehlungen:

 

Zahlreiche Steckverbinder-Varianten für Elektrofahrzeuge

Amphenol hat eine besonders interessante Produktpalette für Elektrofahrzeuge. Die meisten Kfz Steckverbinder basieren auf der RADSOK™-Technologie, die eine Kontaktbenetzung von bis zu 65 Prozent der Kontaktfläche gewährleistet. Für viele weitere Merkmale bietet Amphenol mehrere Varianten, so dass für jede Applikation das Passende dabei ist:

  • Die EMV-Abschirmung umfasst nur den einzelnen Kontakt, nur den gesamten Steckverbinder oder beides.
  • Die Schutzart reicht bis zu IP6K9K in gestecktem Zustand. Außerdem gibt es Steckverbinder-Modelle mit zusätzlichem Interlock, Sekundarverriegelung, Keying und Farbvariationen.
  • Auch die Polzahl kann passend zur Applikation gewählt werden: Die Powerlok™-Serie gibt es von 1 polig bis 4 polig, in Metall und Kunststoff in verschiedenen Kodierungen und Farben.
  • Kontaktdurchmesser von 2,8mm bis 14mm lassen Ströme bis zu 650A zu, die in einer Distribution Box, in der Motor Control Unit und bei den Antrieben direkt auftreten können. Die Distribution Box lässt sich mit Hilfe der Serie MSD (Manual Service Disconnect) für bis 630A elektrisch absichern.

 

Robustes Steckverbindungssystem

Das Imperium™ High Voltage / High Current (HVHC) Steckverbindungssystem von Molex kein Lager hält mehr schweren Stößen und Vibrationen stand als jedes andere verfügbare Produkt. Die Steckverbinder sind aktuell in Durchmessern von 8,00 und 11,00mm erhältlich. Neue Konfigurationen sind in der Entwicklung – sie werden zeigen, wie Imperium-Steckverbinder neu aufgesetzt werden können, um Kundenanforderungen zu erfüllen.

 

Ladestecker ohne Standard

Heißes Thema in Sachen Elektroautos ist der typische Ladestecker. Obwohl - typisch ist da noch immer nichts! In Europa ist vor allem der Mennekes Stecker, oder Typ2-Stecker (IEC 62196-2 und IEC 62196-3), gebräuchlich. Auch das Vorzeige-Elektroauto schlechthin – der Tesla – lädt über einen Mennekes Stecker. Er ist z.B. als HVCO-Serie von Amphenol erhältlich.

 

In Asien, wo weltweit die meisten Elektroautos zu finden sind, wird überwiegend der CHAdeMO Standard verwendet. Dieser ist bereits für das bidirektionale Laden ausgelegt. Der Hersteller JAE bietet mit den Serien KW01 und KW02 entsprechende Modelle. Mit einem rostbeständigen Kontakt sowie schwer entflammbarem und wetterbeständigem Harzelement und Kabel bieten sie hohe Zuverlässigkeit. Die KW02 Serie ist kompatibel zu V2H (Vehicle to Home), damit lässt sich die Batterie im Elektroauto zugleich als Energiespeicher für Zuhause nutzen. Beide Serien sind als komplette Kabelkonfektionen erhältlich.