Złącza typu board-to-złącze w architekturach samochodowych sieci instalacja elektryczna pojazdu
Wszystkie dane dotyczące personelu pokładowego
Nowoczesne instalacje elektryczne pojazdów ulegają przemianom, zwłaszcza ze względu na wymagania związane z elektromobilnością, jazdą autonomiczną oraz systemami informacyjno-rozrywkowymi 4K-HD. Złącza typu „złącze płytka-płytka”, dzięki swoim specjalnym właściwościom, odgrywają kluczową rolę w radzeniu sobie z tą przemianą, zapewniając wysokie szybkości transmisji danych przy krótkich opóźnieniach.
Jak wiadomo, instalacja elektryczna pojazdu (instalacja elektryczna pojazdu) to złożona sieć połączeń elektrycznych, łącząca ze sobą wszystkie elementy elektryczne i elektroniczne. Obejmuje to sterowniki, czujniki, siłowniki, systemy oświetlenia, systemy informacyjno-rozrywkowe, a także złącze (złącza).
Trzy główne trendy w dzisiejszym przemyśle motoryzacyjnym – jazda zautomatyzowana, elektryczna i połączona z siecią – wymagają zasadniczej zmiany obecnej architektury elektryczno-elektronicznej (E/E). Architektura E/E przechodzi bowiem transformację z klasycznej, zdecentralizowanej struktury składającej się z nawet 100 sterowników w kierunku architektury domenowej, w której sterowniki są pogrupowane w obszary funkcjonalne. Każda domena posiada koordynujący komputer o wysokiej wydajności (HPC), co pozwala zmniejszyć nakłady związane z okablowaniem i instalacją, a także obniżyć koszty i masę. Nowością jest architektura strefowa (architektura strefowa) w pojeździe, w której funkcje są skupione w lokalnym kontrolerze strefowym, co pozwala zmniejszyć liczbę sterowników oraz nakład pracy związany z okablowaniem.
Trzy główne trendy w dzisiejszym przemyśle motoryzacyjnym – jazda zautomatyzowana, elektryczna i połączona z siecią – wymagają zasadniczej zmiany obecnej architektury elektryczno-elektronicznej (E/E). Architektura E/E przechodzi bowiem transformację z klasycznej, zdecentralizowanej struktury składającej się z nawet 100 sterowników w kierunku architektury domenowej, w której sterowniki są pogrupowane w obszary funkcjonalne. Każda domena posiada koordynujący komputer o wysokiej wydajności (HPC), co pozwala zmniejszyć nakłady związane z okablowaniem i instalacją, a także obniżyć koszty i masę. Nowością jest architektura strefowa (architektura strefowa) w pojeździe, w której funkcje są skupione w lokalnym kontrolerze strefowym, co pozwala zmniejszyć liczbę sterowników oraz nakład pracy związany z okablowaniem.



Złącza złącze w architekturze instalacji elektrycznej pojazdu
Takie zmiany strukturalne wpływają również na wymagania stawiane złączom typu „złącze płytka-płytka”, które wspierają i realizują te architektury. Zadanie polegające na przesyłaniu znacznie większych strumieni danych i przetwarzaniu ich w jeszcze wydajniejszym sterownik w spójny obraz znacznie zmienia parametry wydajnościowe złącza.
Za transmisję danych odpowiadają również różne technologie transmisji, które muszą zapewnić odpowiednią przepustowość. Należą do nich:
Za transmisję danych odpowiadają również różne technologie transmisji, które muszą zapewnić odpowiednią przepustowość. Należą do nich:
- LIN (Local Interconnect Network) jako bardzo ekonomiczna technologia do zastosowań niezwiązanych z bezpieczeństwem i niewymagających precyzyjnego synchronizowania czasu, takich jak zamki drzwi, oświetlenie czy klimatyzacja
- CAN (Controller Area Network) jako najczęściej stosowana technologia transmisji do sterowania silnikiem, skrzynią biegów, rozrusznikiem lub systemami zarządzania akumulatorem
- FlexRay z skręconą parą przewodów do transmisji danych w zastosowaniach krytycznych pod względem czasu i/lub bezpieczeństwa, takich jak układ kierowniczy lub hamulce
- MOST (Media Oriented System Transport) jako kabel światłowodowy do systemów multimedialnych i infotainmentowych
- Automotive Single Pair Ethernet (SPE) jako stosunkowo nowa technologia, która zyskuje coraz większą popularność ze
- względu na przepustowość SerDes (Serializer/Deserializer) do szybkiej transmisji danych, idealny do kamer lub wyświetlaczy
W interesie przemysłu motoryzacyjnego leży stosowanie jak najmniejszej liczby różnych technologii transmisji, aby ograniczyć złożoność okablowania. W tym kontekście większą rolę odgrywa Automotive Ethernet, przy czym stawia się również na CAN (CAN FD i CAN XL), a także LIN i SerDes. Na tej podstawie można wywnioskować kluczowe wymagania dotyczące złączy typu board-to-złącze, przy czym norma LV214 dostarcza również informacji na temat ich właściwości.
Wysoka prędkość, ochrona przed zakłóceniami elektromagnetycznymi (EMC), a także wytrzymałość i miniaturyzacja

Ze względu na rozwój czujników oraz przedstawioną architekturę E/E ilości przesyłanych danych coraz częściej osiągają prędkości wysokoprzepustowe, co zależy głównie od sterowania impedancją złącza. Jeśli impedancja ta ulega wahaniom, dochodzi do rezonansów, które z kolei powodują straty w transmisji sygnału. złącze, ze względu na swoją geometrię, zawsze stanowi potencjalne ryzyko wahań impedancji, spowodowanych między innymi zmianami materiałowymi lub geometrycznymi. Impedancja jest
bowiem determinowana przez właściwości indukcyjne i pojemnościowe, które zależą od wielkości, rozmieszczenia i konstrukcji styków. Negatywny wpływ mają przede wszystkim zmiany przekroju poprzecznego, dlatego należy je w miarę możliwości zminimalizować. Ponadto negatywny wpływ mogą mieć również dielektryki (substancje słabo przewodzące prąd elektryczny lub nieprzewodzące) znajdujące się w pobliżu ścieżki sygnałowej, dlatego równie ważny jest dobór odpowiedniego materiału izolacyjnego. Dodatkowo występują również zakłócenia spowodowane stratami sprzężenia, czyli stratami w punkcie styku noża i sprężyny. Wreszcie wahania impedancji mogą być wywoływane przez wystające elementy przewodzące, które działają jak anteny. Wszystkie te efekty są podsumowane jako „Insertion Loss” (stosunek sygnału wychodzącego do sygnału wejściowego), zwane również „tłumienność wtrąceniowa” (tłumienie wtrąceniowe). Dodatkowo istnieje jeszcze „Return Loss” (tłumienność odbiciowa – tłumienie odbicia), które opisuje stosunek sygnału odbitego do sygnału, który ma zostać przesłany.W kontekście postępującej miniaturyzacji podzespołów szczególną rolę odgrywa ochrona przed zakłóceniami elektromagnetycznymi (EMC): sygnały o wysokiej częstotliwości występujące w tym procesie są bowiem szczególnie podatne na zakłócenia spowodowane niepożądanymi efektami elektromagnetycznymi. Nawet najmniejsze zakłócenia wystarczają do znacznego zafałszowania transmisji danych, nieprawidłowych sygnałów pomiarowych z czujników i niewłaściwych poleceń sterujących – co stanowi scenariusz absolutnie niedopuszczalny z punktu widzenia bezpieczeństwa.
Pomocne jest zastosowanie ekranowanego złącza (złącze), ponieważ w podzespole złącze zawsze działa zarówno jako pochłaniacz zakłóceń, jak i ich źródło. Element ten może być również zakłócany przez inne komponenty, a sam wywiera oddziaływanie elektromagnetyczne na otaczające go elementy. ekranowanie zmniejsza tutaj oba efekty mniej więcej o współczynnik od 100 do 200.
bowiem determinowana przez właściwości indukcyjne i pojemnościowe, które zależą od wielkości, rozmieszczenia i konstrukcji styków. Negatywny wpływ mają przede wszystkim zmiany przekroju poprzecznego, dlatego należy je w miarę możliwości zminimalizować. Ponadto negatywny wpływ mogą mieć również dielektryki (substancje słabo przewodzące prąd elektryczny lub nieprzewodzące) znajdujące się w pobliżu ścieżki sygnałowej, dlatego równie ważny jest dobór odpowiedniego materiału izolacyjnego. Dodatkowo występują również zakłócenia spowodowane stratami sprzężenia, czyli stratami w punkcie styku noża i sprężyny. Wreszcie wahania impedancji mogą być wywoływane przez wystające elementy przewodzące, które działają jak anteny. Wszystkie te efekty są podsumowane jako „Insertion Loss” (stosunek sygnału wychodzącego do sygnału wejściowego), zwane również „tłumienność wtrąceniowa” (tłumienie wtrąceniowe). Dodatkowo istnieje jeszcze „Return Loss” (tłumienność odbiciowa – tłumienie odbicia), które opisuje stosunek sygnału odbitego do sygnału, który ma zostać przesłany.W kontekście postępującej miniaturyzacji podzespołów szczególną rolę odgrywa ochrona przed zakłóceniami elektromagnetycznymi (EMC): sygnały o wysokiej częstotliwości występujące w tym procesie są bowiem szczególnie podatne na zakłócenia spowodowane niepożądanymi efektami elektromagnetycznymi. Nawet najmniejsze zakłócenia wystarczają do znacznego zafałszowania transmisji danych, nieprawidłowych sygnałów pomiarowych z czujników i niewłaściwych poleceń sterujących – co stanowi scenariusz absolutnie niedopuszczalny z punktu widzenia bezpieczeństwa.
Pomocne jest zastosowanie ekranowanego złącza (złącze), ponieważ w podzespole złącze zawsze działa zarówno jako pochłaniacz zakłóceń, jak i ich źródło. Element ten może być również zakłócany przez inne komponenty, a sam wywiera oddziaływanie elektromagnetyczne na otaczające go elementy. ekranowanie zmniejsza tutaj oba efekty mniej więcej o współczynnik od 100 do 200.

Słowo kluczowe: wytrzymałość: wstrząsy i wibracje zagrażają stabilności transmisji danych w takim samym stopniu, jak chemiczne i termiczne czynniki środowiskowe wynikające z ekstremalnych temperatur, silnych wahań temperatury, szkodliwych gazów, wilgoci i zanieczyszczeń. powierzchnia styku (powierzchnia styku) w decydujący sposób wpływa na żywotność złącza, ponieważ podczas pracy między dwiema częściami złącza występują mikroruchy, które w dłuższej perspektywie prowadzą do ścierania powierzchni, a tym samym do zwiększonego rezystancja styku (oporu przejściowego) i w konsekwencji do mniej efektywnego przesyłu sygnału. Wysokiej jakości i trwała pokrycie styku (powłoka stykowa) pomaga ograniczyć to ścieranie powierzchni do minimum.
W systemie stykowym dobrze sprawdza się dwustronna listwa stykowa typu „złącze żeńskie”, ponieważ niezależnie od czynników zewnętrznych zawsze gwarantowany jest punkt styku. Jeszcze większą wytrzymałość zapewnia system styków hermafrodytycznych, ponieważ styki przeplatają się podczas wtykania, zapewniając w ten sposób maksymalne bezpieczeństwo połączenia.
W systemie stykowym dobrze sprawdza się dwustronna listwa stykowa typu „złącze żeńskie”, ponieważ niezależnie od czynników zewnętrznych zawsze gwarantowany jest punkt styku. Jeszcze większą wytrzymałość zapewnia system styków hermafrodytycznych, ponieważ styki przeplatają się podczas wtykania, zapewniając w ten sposób maksymalne bezpieczeństwo połączenia.
W przypadku złączy jednoczęściowych rezygnuje się z wrażliwego obszaru styku, co zapewnia najwyższą odporność na czynniki zewnętrzne. Połączenie odbywa się za pomocą techniki wciskania (technologia press-fit), w której kołek wciskanej wtyczki (pin wciskany) jest wciskany w otwór przelotowy (otwór metalizowany) w płytce drukowanej, co powoduje powstanie zgrzewania na zimno między miedzianą tuleją a strefą wciskania (strefa wciskania). W ten sposób powstaje gazoszczelne, nadające się do zalania połączenie z płytką drukowaną, które charakteryzuje się dziesięciokrotnie lepszym wskaźnikiem awaryjności (intensywność uszkodzeń) niż automatycznie lutowane złącza (złącze).

Ograniczona przestrzeń montażowa w pojazdach samochodowych powoduje ciasnotę dla czujników i sterowników, co z kolei oznacza dla producentów złączy (złącze), że przy tej samej lub nawet wyższej wydajności muszą jeszcze bardziej zmniejszyć wymiary. Jest to idealne rozwiązanie dla technologii montażu powierzchniowego (SMT), ponieważ w przeciwieństwie do techniki wciskania (technologia press-fit) umożliwia ona znacznie mniejszy raster oraz obustronne wyposażenie płytki drukowanej.
Tendencja do montowania w podzespołach coraz większej liczby coraz mniejszych złączy (złącze) powoduje, że łańcuchy tolerancji stają się dłuższe, a złącza muszą kompensować coraz większe odchylenia zarówno podczas montażu, jak i podczas eksploatacji. W tym celu dostępne są już złącza, które jeszcze lepiej amortyzują wstrząsy i wibracje.
Tendencja do montowania w podzespołach coraz większej liczby coraz mniejszych złączy (złącze) powoduje, że łańcuchy tolerancji stają się dłuższe, a złącza muszą kompensować coraz większe odchylenia zarówno podczas montażu, jak i podczas eksploatacji. W tym celu dostępne są już złącza, które jeszcze lepiej amortyzują wstrząsy i wibracje.
Trzy odpowiednie rodziny produktów firmy ept

Produkty Zero8 zapewniają najwyższą skalowalność dzięki indywidualnie dostosowywanym typom, wysokościom piętrowania i liczbie styków, umożliwiając przy tym odstępy między płytkami drukowanymi od 6 do 21 mm oraz zmienną liczbę styków od 12 do 80. Złącza są wzajemnie kompatybilne i można je dowolnie łączyć, z ekranowaniem jedno- lub dwustronnym (ekranowanie). Solidna technologia połączeń ScaleX zapewnia niezawodny kontakt w warunkach wstrząsów i wibracji, kompensuje tolerancje oraz zapewnia ochronę przed zakłóceniami elektromagnetycznymi (EMC) przy prędkości transmisji szybkość transmisji danych 16 Gbit/s.
Szczegóły dotyczące serii Zero8
Szczegóły dotyczące serii Zero8

Produkty Colibri to ekranowane, dwurzędowe SMT-złącze o raster 0,5 mm, które są kompatybilne ze standardami PICMG COM Express®, SFF-SIG CoreExpress® oraz nano-ETXexpress. Gniazda do modułów COM oferują 196 pinów sygnałowych i 24 piny uziemiające, natomiast Plugi do płyt nośnych są dostępne opcjonalnie z prowadnicami, ekranowaniem oraz mocowaniem SMT. System COM Express Colibri zapewnia doskonałą integralność sygnału (integralność sygnału) przy przepustowości ponad 25 Gbit/s, co czyni go idealnym rozwiązaniem do zastosowań wymagających dużej prędkości przy ograniczonej przestrzeni montażowej.
Szczegóły dotyczące Colibri
Szczegóły dotyczące Colibri

Trzecią rodzinę produktów stanowi One27, oferująca wytrzymałe i kompaktowe połączenia płytek drukowanych w technologii SMT z raster 1,27 mm. Obsługują one odstępy między płytkami od 8 do 20 mm i są dostępne z 12 do 80 stykami, a także w postaci konfekcjonowanie kabli. Możliwe są zarówno połączenia równoległe, jak i kątowe; są one wyjątkowo wytrzymałe i łatwe w montażu, zapewniając niezawodne połączenie stykowe oraz dużą elastyczność w rozmieszczeniu płytek drukowanych.
Szczegóły dotyczące One27
Szczegóły dotyczące One27
Patrząc w przyszłość, można stwierdzić, że jazda autonomiczna będzie ściśle powiązana z dalszym rozwojem technologii przesyłu danych i komunikacji. Kluczowe aspekty, takie jak łączność 5G, cyberbezpieczeństwo, komunikacja V2X, a także przetwarzanie brzegowe i technologia blockchain będą miały decydujący wpływ na przesył danych, ale z pewnością pozostanie współistnienie sieci pokładowych i złączy, które w pewnym momencie sprawią, że samochód bez kierownicy stanie się rzeczywistością.
Szukają Państwo konkretnego złącza?
Lista produktów

Mają Państwo pytania?
Prosimy o kontakt!
Zapytanie za pomocą formularza
+49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de
Prosimy o kontakt!
Zapytanie za pomocą formularza
+49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de

