Von Personenkraftwagen bis hin zu technischen und landwirtschaftlichen Geräten sind moderne Fahrzeuge mit komplexen elektronischen Geräten ausgestattet, die alle kompakte und zuverlässige miteinander verbundene Komponenten erfordern. Ein typisches Beispiel ist der Batteriesatz eines Elektrofahrzeugs (EV). Da die Batteriedichte zunimmt, stehen Konstrukteure unter dem Druck, Verbindungskomponenten zu finden, die Platz sparen und den Montageprozess vereinfachen können. Dieses Ziel zu erreichen ist keine leichte Aufgabe, da Steckverbinder auch unter rauen Bedingungen eine langfristige Zuverlässigkeit gewährleisten müssen.
Industrie- und Agrarfahrzeuge stehen vor ähnlichen Anforderungen. Betrachten wir einen autonomen Traktor mit Satellitennavigation: Bei einer Fehlfunktion des Steckers besteht die einzig sichere Reaktion möglicherweise darin, anzuhalten und zu überprüfen. Ernten und Wetter können jedoch nicht auf das Eintreffen von Servicetechnikern warten, und ungeplante Stillstände können zu Einkommensverlusten oder sogar zu völligen Ernteausfällen führen.
Die Verkabelungsherausforderungen moderner Fahrzeuge
Diese Anwendungen stehen vor einer gemeinsamen Herausforderung: Da elektronische Geräte in Fahrzeugen immer komplexer werden, nimmt auch die Anzahl miteinander verbundener Geräte zu. Mit zunehmender Anzahl miteinander verbundener Geräte nimmt auch das Volumen zu und auch die Anzahl der Fehlerstellen nimmt zu, was neue Herausforderungen an die Verkabelung und Installation mit sich bringt.
Um diese Herausforderungen zu meistern, müssen vernetzte Systeme die folgenden Eigenschaften aufweisen:
Kompakt und einfach zu integrieren, geeignet für Designs mit begrenztem Platzangebot
Der Kontakt sollte eine hohe mechanische Festigkeit und gute Antivibrationseigenschaften aufweisen, um Zuverlässigkeit zu gewährleisten
Einführung eines Sicherheitsschutzdesigns, um Stromschläge und falsche Anschlüsse während des Wartungsprozesses zu verhindern
In Verbraucheranwendungen sind flexible gedruckte Schaltungen (FPC) und flexible Flachkabel (FFC) seit langem die bevorzugten Lösungen für platzbeschränkte Mehrleiterverbindungen. In Automobilanwendungen wurden diese allgemein als Flachbandkabel bekannten Verbindungen schon immer in Frage gestellt. Im Gegenteil, Automobilsystementwickler tendieren dazu, traditionelle Kabelbäume zu wählen, die für ihre Zuverlässigkeit bekannt sind.
Vor diesem Hintergrund hat Hirose die leistungsstarken FPC/FFC-Platinensteckverbinder der TB4-Serie auf den Markt gebracht. Diese Steckverbinderserie erhöht nicht nur die Robustheit flexibler Kabelverbindungen erheblich und bietet die Zuverlässigkeit herkömmlicher Kabelbäume, sondern weist auch ein sehr kompaktes und einfach zu montierendes Erscheinungsbild auf.
Effektive Methoden zum Aufbau einer Fahrzeugvernetzung
Das Verbindungssystem der TB4-Serie (Abbildung 1) besteht aus drei Teilen, darunter einer Onboard-Buchse, einem Mittelverriegelungsstecker, der eine zuverlässige Verbindung ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Befestigungselemente gewährleistet, und einem orangefarbenen Fixierer, der FPC- oder FFC-Kabel an Ort und Stelle fixieren kann. Diese Bauweise ist sehr platzsparend: Die Steckhöhe des Horizontalsteckers beträgt nur 4,5 Millimeter (mm) und der Kontaktabstand von 1 mm minimiert die Baubreite weitestgehend.
Abbildung 1: Das Verbindungssystem der TB4-Serie verfügt über eine einfache dreiteilige Struktur, die eine ultradünne und robuste Verbindung auf Fahrzeugebene erreichen kann. (Bildquelle: Hirose)
Die TB4-Serie hat einen Nennstrom von 1,0 Ampere (A) und eine Nennspannung von 100 Volt und kann verschiedene Anforderungen an die Fahrzeugverbindung unterstützen. Zusätzlich zu diesen elektrischen Spezifikationen befasst sich das Design auch mit der zentralen Frage des Einsatzes flexibler Kabel in rauen Umgebungen. Die spezifischen Merkmale sind wie folgt:
In jeder Buchse wird ein vergoldeter Zweipunkt-Kontaktmechanismus verwendet, um eine hohe Signalintegrität auch bei Temperaturschwankungen und Vibrationen aufrechtzuerhalten
Die unidirektionale Steckfunktion kann ein falsches Einsetzen verhindern und die Sicherheit bei der Wartung verbessern
Der Schutz der Führungsschiene trägt dazu bei, versehentlichen Fingerkontakt zu verhindern und das Risiko eines Stromschlags zu verringern
Übernahme einer Struktur, die den RoHS3-, Halogenfrei- und UL94V-0-Entflammbarkeitsstandards entspricht und die USCAR-2-Anforderungen für elektrische Steckverbindersysteme in Automobilqualität erfüllt
Die Verwendung von zwei Schlüsselcodetypen, Schwarz und Grau, trägt dazu bei, falsche Verbindungen zu verhindern, wenn mehrere TB4-Komponenten aus nächster Nähe verwendet werden
Alle diese Merkmale zusammen machen flexible Kabelverbindungen genauso zuverlässig wie herkömmliche Kabelbäume und reduzieren den Platzbedarf erheblich.
Überprüfen Sie die Steckverbinder der TB4-Serie
Die TB4-Serie bietet eine Vielzahl von Größen und Konfigurationsoptionen für unterschiedliche Anwendungen. Wenn größere Verbindungsgeräte erforderlich sind, erreicht die Buchse 26-TB4-30S-1H (800) (Abbildung 2) 30 Pinpositionen in einer kompakten Größe von 8,75 × 37,9 mm. Diese Buchse verfügt über eine kleine Polarisationsmarkierung, die Servicetechnikern hilft, zu überprüfen, ob die Steckrichtung korrekt ist. Auf den entsprechenden Steckern befinden sich ähnliche Markierungen.