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Anschlusstechnik im Auto: Stecksicherheit ist Schlüsselkriterium

In der Automobilelektronik werden an jede Steckverbindung höchste Anforderungen gestellt. Stecksysteme müssen eine hohe Vibrationsfestigkeit, Temperaturbeständigkeit und einfache Handhabung aufweisen. Ganz entscheidend sind sichere und robuste Verbindungen - sprich Stecksicherheit, um Ausfälle während des Betriebs zu verhindern. ERNI hat seine Automotive-Produkte auf diese Schlüsselkriterien ausgelegt und fokussiert dabei auf einige Kernapplikationen, wie Batteriemanagementsysteme (BMS) und Frontlichter. Außerdem werden aber auch Lösungen für Sicherheits- und Fahrerassistenzsysteme angeboten.

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Steckerlösungen wie SMC und MiniBridge werden in vielen Invertern oder Batteriemanagement-Systemen von Hybridfahrzeugen eingebaut.
Steckerlösungen wie SMC und MiniBridge werden in vielen Invertern oder Batteriemanagement-Systemen von Hybridfahrzeugen eingebaut.
(Bild: Erni)

Batteriemanagementsysteme und die entsprechende Leistungselektronik (Inverter) spielen für die Elektromobilität eine Schlüsselrolle. Wenn es um die Sicherstellung der Boardnetzversorgung, Steuerung des Energieflusses und Übertragung hoher Ströme geht, sind Steckverbinder gefordert, die in puncto Miniaturisierung, leichter Verarbeitung, Stromtragfähigkeit, Stecksicherheit und Zuverlässigkeit die Vorgaben erfüllen.

Bei Batterie und LEDs bleibt nichts dem Zufall überlassen

Das BMS sorgt für ein sicheres Laden/Entladen der Batterie und überwacht die Batteriezellen. Es ist normalerweise nicht in der Hochspannungsbatterie direkt verbaut, sondern über entkoppelte Busssysteme (beispielsweise CAN) angeschlossen. Grundsätzlich gilt es den Durchgangswiderstand am Ladeeingang möglichst gering zu halten. Daher sind Steckverbinder gefragt, die einen möglichst geringen Durchgangswiderstand haben, der auch bei steigenden Temperaturen weitgehend konstant bleibt. Dies kann durch ein geeignetes Kontakt-Design erreicht werden.

Ein weiterer Wachstumstreiber bei Automobil-Beleuchtungssystemen ist die zunehmende Marktdurchdringung der LED-Technologie. Gerade bei Fronlichtern geht der Trend klar zu LEDs. Entsprechende, nach Automotive-Standard geprüfte Steckverbindersysteme müssen für eine einwandfreie Funktion der Baugruppen bei jeder Wetter- und Straßenlage garantieren. Robuste Verriegelungen und SMD-Lötstellen widerstehen auch starken Vibrationen und Erschütterungen. Auch hohe Temperaturen, die bei den engen Platzverhältnissen in Frontscheinwerfern vorkommen, dürfen kein Problem darstellen. Flexible, miniaturisierte Cable-to-Board-Lösungen und ein hohe Stecksicherheit sind hier die wesentlichen Kriterien.

Wenn es eng wird

Minibridge-Kabelsteckverbinder sind ideal für Applikationen wie LED-Rückleuchten, IR-Abstandssensoren, Head-up-Displays oder Schalterelemente. Die Koshiri-Variante gewährleistet einen exakten Steckvorgang und verhindert Beschädigungen an den Messerkontakten.
Minibridge-Kabelsteckverbinder sind ideal für Applikationen wie LED-Rückleuchten, IR-Abstandssensoren, Head-up-Displays oder Schalterelemente. Die Koshiri-Variante gewährleistet einen exakten Steckvorgang und verhindert Beschädigungen an den Messerkontakten.
(Bild: Erni)

MiniBridge-Steckverbinder sind ideal für Applikationen wie LED-Scheinwerfer, IR-Abstandssensoren, Head-up-Displays oder Schalterelemente.LED-Systeme werden oft verkabelt oder auch modular steckbar mit Leiterplatten aufgebaut. Mit entsprechend konfektionierten MiniBridge-Kabelsteckern, die sowohl Flachkabel als auch Einzeladern aufnehmen können, wird eine besonders einfache, flexible und kostengünstige Installation möglich. Für derart kompakte Beleuchtungsaufgaben sind die MiniBridge-Steckverbinder auch mit „weißen“ Isolierkörpern verfügbar. Steckverbinder mit nicht eingefärbten Isolierkörpern verhindern die Schattenbildung bei Beleuchtungsanwendungen, z.B. LED-Streifen mit transparenter Streuscheibe. Somit wird eine gleichmäßige Lichtverteilung gewährleistet.

Exaktes Stecken dank Koshiri-Ausführung

Insbesondere in der Automobilindustrie werden hohe Anforderungen an die Prozesssicherheit der Steckverbindungen gestellt. Dabei muss gewährleistet sein, dass insbesondere bei einem unsachgemäßen schrägen Zusammenführen der Messer- und Federleiste keine Beschädigungen der Messerleiste auftreten. Bei den MiniBridge-Steckverbindern in der Koshiri-Ausführung wird sichergestellt, dass beim Steckvorgang diese Anforderung erfüllt ist. Rippen der Federleiste und Nuten der Messerleiste erlauben eine Vorführung der Stecker-Gehäuse und gewährleisten so einen exakten Steckvorgang.

Die wesentlichen Kennzeichen des Kabelsteckersystems sind extreme Kompaktheit bei hoher Performance und Zuverlässigkeit. Bei Abmessungen von nur 10 mm x 10 mm x 3 mm (4-polige Variante) wird bedingt durch ein spezielles Kontaktmaterial eine sehr hohe Strombelastbarkeit (bei Verwendung entsprechender Kabel) über einen weiten Temperaturbereich von - 55° bis + 125° C erreicht. Mit geraden und abgewinkelten Messerleisten sowie Federleisten mit abgewinkeltem und geradem (90-Grad- und 180-Grad) Kabelabgang können vielfältige Applikationen adressiert werden.

MiniBridge-Steckverbinder gibt es in den Polzahlen 2, 3, 4, 6, 8, 10 und 12. Die Messerleisten haben SMT-Anschlüsse für die ökonomische Verarbeitung, während die Federleisten in Schneidklemmtechnik (IDC) ausgeführt sind. Darüber hinaus sind die Federleisten mit verschiedenen Verriegelungsarten für normale Vibrations-/Schock-Belastung (Bauform schwarz) als auch für hohe Vibrations-/Schock-Belastungen (Bauform rot) erhältlich. Bei der robusteren Ausführung (in rot) ist die Verriegelung nur mit einem Werkzeug (Schraubendreher) lösbar.

Doppelt sicher

SMC Secure Lock ist eine sichere Wire-to-Board-Lösung, die auch die hohen Anforderungen der Automobilindustrie erfüllt.
SMC Secure Lock ist eine sichere Wire-to-Board-Lösung, die auch die hohen Anforderungen der Automobilindustrie erfüllt.
(Bild: Erni)

Auch die SMC-Familie im 1,27-mm-Raster empfiehlt sich für anspruchsvolle, oft räumlich eingeschränkte Applikationen im Automotive-Bereich. Und die Entwicklung geht weiter - wie der neue SMC Secure Lock zeigt. Damit wurde die SMC-Steckverbinderfamilie um Versionen mit Secure Lock-Verriegelung erweitert. Die elektrisch hochzuverlässige Kontaktgabe bei den Secure Lock-Ausführungen erfolgt im gesteckten Zustand durch den bewährten doppelschenkligen Federkontakt.

Zur sicheren, mechanischen Verbindung zweier Baugruppen wurde die Wire-to-Board-Lösung (Stecksystem mit IDC-Federleiste und SMT-Messerleiste) entsprechend modifiziert und optimiert, um u.a. die erhöhten Anforderungen der Automobilindustrie, aber auch der modernen Automatisierungstechnik zu erfüllen. Damit können auch anspruchsvollste Applikationen wie in Invertern von Elektro/Hybrid-Fahrzeugen adressiert werden. Die Sicherheit im verriegelten Zustand (z.B. bei Vibrations- und Schockbelastungen) steht hierbei genauso im Vordergrund wie der präzise und fehlerfreie Steckvorgang.

Die Geometrie der abgewinkelten IDC-Federleiste und der geraden SMT-Messerleiste erfordert eine definierte Kraft zum Verriegeln der Wire-to-Board-Verbindung. Der Anwender erfährt so eine deutliche Rückmeldung (hörbar, taktil) der sicheren Verbindung. Mit zusätzlichen Führungen und verbreiterten Rasthebeln sind Kontaktbeschädigungen beim Stecken ausgeschlossen. Das Lösen der Verbindung erfolgt durch ein kostengünstiges Entriegelungswerkzeug. Mit den 50-poligen SMC Secure Lock-Steckverbindern lassen sich kompakte und zuverlässige Flachbandkabel-Konfektionierungen realisieren.

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