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Wie Sie den besten Steckverbinder für das Elektroauto finden

| Autor / Redakteur: Albert Culetto * / Kristin Rinortner

Ladesteckverbinder im 
Automobil: Der Entwickler hat ob des zahlreichen Angebots oft die Qual der Wahl. Im Bild sind die Varianten der Serie Powerlock von Amphenol zu sehen.
Ladesteckverbinder im 
Automobil: Der Entwickler hat ob des zahlreichen Angebots oft die Qual der Wahl. Im Bild sind die Varianten der Serie Powerlock von Amphenol zu sehen. (Bild: Amphenol)

Bei Steckverbindern für Elektrofahrzeuge können Entwickler aus einer Fülle an applikationsspezifischen Lösungen wählen. Der Beitrag skizziert einige der wichtigsten Lösungen.

Die größten Innovationstreiber für Steckverbinder sind aktuell das öffentliche Transportwesen und die Landwirtschaft. Alle großen Hersteller arbeiten an Lösungen, die die spezifischen Anforderungen von vielen Applikationen optimal beantworten.

Vor allem die Ansprüche hinsichtlich Sicherheit und Funktionalität unterscheiden sich je nach Einsatzort und Anwendung. Einmal geht es um einen besonders kleinen Bauraum und geringes Gewicht, ein anderes Mal um höchste Leistung und große Widerstandsfähigkeit. Die Folge: Die Portfolios an modifizierten Steckverbindern mit einem guten Kosten/Nutzen-Verhältnis wachsen stetig an. Dass sich noch keine Standards durchgesetzt haben, macht den Markt noch unübersichtlicher.

Voll-elektrische Fahrzeuge erfordern eine Vielzahl an Steckverbindungen, denn alle Module benötigen sie. Einzelne Lithium-Ionen-Module werden als Batteriespeicher zusammengeschlossen, verschiedene Antriebssysteme, Wandler, Zusatzmodule sowie Lade- und Überwachungseinheiten gilt es funktionsgerecht zu kombinieren und anzuschließen.

Zu den bestehenden Automotive-Anforderungen wie Kontaktsicherheit (Contact Position Assurance (CPA) / Terminal Position Assurance (TPA)) und Sekundarverriegelung kommen die elektrischen Sicherheitsmerkmale. Dazu gehören die Fingersicherheit und das frühzeitige Abschalten bevor ein gefährlicher Zustand entstehen kann, etwa durch eine elektrische Sicherheitskontakt-Schleife (High Voltage Interlok (HVIL)).

Sicherheitsfunktionen setzen jedoch mehr oder bessere Werkstoffe voraus – und das bedeutet Kosten, sowohl für das Material als auch in der Entwicklung. Um hier das ideale Gleichgewicht zu finden, sind Fragen zu beantworten wie: Welche Stromstärke muss übertragen werden? Welche Verriegelung ist notwendig? Muss in einem Servicefall an einem Modul gearbeitet werden können? Wie sicher ist eine Verwechselung mehrerer Module auszuschließen?

Kostenoptimierung ist ein wichtiger Faktor

Die Antworten entscheiden darüber, ob ein Steckverbinder im einstelligen oder dreistelligen Euro-Bereich in der Kalkulation zu berücksichtigen ist. Besonders drastisch ist der Unterschied, wenn die eigentliche Elektronik, um die es sich handelt, selbst nur wenige Euro kostet.

Dieses Argument ist mitunter ein Grund, warum sich Elektroautos heute noch nicht auf dem Preisniveau eines Benziners/Diesels bewegen (ausgenommen des Akkupacks). So ist die Kostenoptimierung einer der wichtigsten Faktoren, der die Vielfalt der Steckerprodukte schier ins Unendliche wachsen lässt.

Wichtige Steckverbinder für Elektrofahrzeuge

Eine besonders interessante Produktpalette für Elektrofahrzeuge führt Amphenol: Die meisten Steckverbinder haben RADSOK-Kontakte, die eine Kontaktüberdeckung von bis zu 65% der Kontaktfläche gewährleistet.

Für viele weitere Merkmale stehen mehrere Varianten zur Auswahl, damit ist für jede Applikation das Passende dabei. So umfasst die EMV-Schirmung nur den einzelnen Kontakt oder nur, bzw. zusätzlich, den gesamten Steckverbinder.

Der verfügbare IP-Schutz reicht bis zu IP6K9K in gestecktem Zustand. Hinzu kommen bei Bedarf Interlock, Sekundarverriegelung, Keying und Farbvariationen. Auch die Polzahl passt sich der Applikation an: Die Serie Powerlok gibt es von ein- bis vierpolig, sowohl in Metall als auch Plastik in verschiedenen Kodierungen und Farben.

Kontaktdurchmesser von 2,8 bis 14 mm lassen Stromstärken bis zu 650 A 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 630 A elektrisch absichern.

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

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