电动汽车中的逆变器及其对连接器的要求
电源管理和智能供电
电池管理系统和电力电子技术在电动汽车领域发挥着关键作用，因为它们将电动汽车中的不同组件相互连接起来。 在逆变器内部，连接功能由连接器承担。这些连接器必须在严苛的使用条件下，可靠、安全、快速且无损地控制和传输信号、数据以及大电流。为此，连接器在耐温性、紧凑性、灵活性、性能和坚固性方面必须满足一系列要求。
背景：向电动出行转型
近年来，汽车行业正朝着电动化方向转型。
这一转变体现在电动汽车（EV）产量的增加、销量的增长以及电动汽车充电基础设施的扩建上。 消费者对更可持续交通方式的需求持续增长。与此同时，为提升电动汽车的续航里程、性能及降低成本，电池技术领域也获得了大量投资。 政府对电动汽车普及的激励措施、汽车制造商淘汰内燃机的承诺，以及日益严格的排放法规，都在持续推动向电动汽车转型的进程。
因此，传统汽车制造商正不断增加电动汽车的产量。
这一转变体现在电动汽车（EV）产量的增加、销量的增长以及电动汽车充电基础设施的扩建上。 消费者对更可持续交通方式的需求持续增长。与此同时，为提升电动汽车的续航里程、性能及降低成本，电池技术领域也获得了大量投资。 政府对电动汽车普及的激励措施、汽车制造商淘汰内燃机的承诺，以及日益严格的排放法规，都在持续推动向电动汽车转型的进程。
因此，传统汽车制造商正不断增加电动汽车的产量。
电动汽车中的逆变器
在电动汽车中，逆变器负责智能供电和能源管理。它们将电动汽车的电池与车内用电设备连接起来，在充电过程中还与公共电网相连。这一过程需要不同的电压等级。
电动汽车中主要使用两种类型的逆变器：DC/DC逆变器和AC/DC逆变器。 DC/DC逆变器用于改变直流电的电压。AC/DC逆变器（直流/交流逆变器）则将直流电转换为交流电，或反之。因此，逆变器将电能转换为用电设备所需的电压等级和波形，以确保最佳性能。
因此，在电动汽车中，逆变器确保了电池与电动机之间的高效能量传输，从而最大限度地延长续航里程。此外，逆变器还需履行多种保护功能，以防止电动汽车及其组件因过载、过压和过热而受损。总体而言，逆变器有助于确保电动汽车安全、高效、可靠地运行，并实现卓越的性能。
电动汽车中主要使用两种类型的逆变器：DC/DC逆变器和AC/DC逆变器。 DC/DC逆变器用于改变直流电的电压。AC/DC逆变器（直流/交流逆变器）则将直流电转换为交流电，或反之。因此，逆变器将电能转换为用电设备所需的电压等级和波形，以确保最佳性能。
因此，在电动汽车中，逆变器确保了电池与电动机之间的高效能量传输，从而最大限度地延长续航里程。此外，逆变器还需履行多种保护功能，以防止电动汽车及其组件因过载、过压和过热而受损。总体而言，逆变器有助于确保电动汽车安全、高效、可靠地运行，并实现卓越的性能。
对逆变器的要求
逆变器必须满足多种要求。其中包括兼容性、可集成性以及效率。这意味着逆变器必须与电动汽车中的其他系统（如电池、电动机和控制单元）兼容。此外，逆变器必须易于集成，以便简化电动汽车的组装过程，从而节省时间和成本。 此外，高效率对于实现长
续航里程至关重要。可靠性、成本效益和过载保护也必须得到保障。可靠的工作性能是保证稳定运行、实现安全且不间断驾驶的前提。逆变器的价格必须符合电动汽车的经济要求。 此外，逆变器必须配备过载保护功能，以避免过载和过压，从而保护电动汽车及其组件。
在技术要求方面，耐温性、紧凑性、性能以及坚固性起着关键作用。因此，逆变器必须：
续航里程至关重要。可靠性、成本效益和过载保护也必须得到保障。可靠的工作性能是保证稳定运行、实现安全且不间断驾驶的前提。逆变器的价格必须符合电动汽车的经济要求。 此外，逆变器必须配备过载保护功能，以避免过载和过压，从而保护电动汽车及其组件。
在技术要求方面，耐温性、紧凑性、性能以及坚固性起着关键作用。因此，逆变器必须：
- 能在宽温度范围内稳定工作，以满足车辆应用需求；
- 结构紧凑且轻便，因为任何额外重量都会降低电动汽车的续航里程；在电力
- 和数据传输方面具备高传输性能，以满足电动机及其他系统的
- 需求；能够抵御环境影响、 在安装、组装、自动化连接及运行过程中均能抵御环境影响、冲击和振动。
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产品列表
逆变器中对插接连接的要求
逆变器将车辆中的不同组件（如电池储能系统与电动机）连接起来。在此过程中，逆变器必须满足上述要求，才能实时、可靠地传输数据和电流。逆变器内部电路板
之间的连接功能由连接器承担。 尽管环境条件严苛，连接器仍需可靠、安全、快速且无损地传输信号、数据和电流。因此，对连接器的质量也有相应的要求。
之间的连接功能由连接器承担。 尽管环境条件严苛，连接器仍需可靠、安全、快速且无损地传输信号、数据和电流。因此，对连接器的质量也有相应的要求。
耐温性
由于汽车应用环境的要求，连接器的材料应能耐受高温。在选择合适的连接器时，绝缘体可选用多种塑料材料。然而，LCP（液晶聚合物）材料在此方面表现出了极佳的性能。 LCP绝缘体具有出色的尺寸稳定性和热稳定性，即使在薄壁部件中也能保持高刚度，且线性热膨胀系数极低。 基于 UL 94 V-0 阻燃等级，采用 LCP 绝缘体的连接器工作温度范围为 -55°C 至 +125°C。
紧凑与灵活
间距较小的连接器非常适合用于逆变器，因为它们节省空间，在PCB上仅需极小的安装空间，从而满足了紧凑性的要求。例如，常采用间距为1.27毫米、0.8毫米或0.5毫米的系统。 但连接器不仅应尺寸小巧，还应能够适应各种不同的要求。例如，这涉及所需的安装高度、极数或PCB布局。以ept公司的One27连接器为例，其多种外形设计不仅支持PCB以并行、水平或直角方式连接，还可将扁平电缆连接至PCB。
合适的接触系统：
ept公司的One27可实现8毫米至20毫米范围内的水平电路板间距无级调节。这得益于其插接面设计，接触重叠宽度为2.4毫米。通过使用电缆连接，可根据具体应用补偿各方向的公差，并实现个性化所需的电路板间距。
有关该产品的更多信息，请点击此处：
One27 »
ept公司的One27可实现8毫米至20毫米范围内的水平电路板间距无级调节。这得益于其插接面设计，接触重叠宽度为2.4毫米。通过使用电缆连接，可根据具体应用补偿各方向的公差，并实现个性化所需的电路板间距。
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性能
良好的信号完整性特性——这关系到从发射端到接收端的数据传输质量——以及信号的保护，是逆变器应用的基本前提。因为通过连接器传输的数据，用于使逆变器能够智能且实时地将数据传输给相连的负载。数据传输的质量取决于以下三个标准：
- 阻抗特性：一旦传输路径中的阻抗发生变化，信号就会被反射，从而导致数据传输质量下降。 即使只是材料或几何形状的微小变化，也可能导致阻抗波动。
- 插入损耗：该参数有助于评估接收器能否在整个传输路径上准确识别信号。 如果以 ept 的 Zero8 连接器（采用 ScaleX 技术的 0.8 mm 间距 SMT 连接器）的典型插入损耗值为 -3 dB 作为数据速率的评估标准，则在 8 GHz 频率下，传输速率至少可达 16 Gbit/s。
- 关于信号传输中的串扰：串扰是指一条线路上的信号对另一条线路上的信号产生的不希望出现的干扰，根据干扰的类型，可分为近端串扰和远端串扰。串扰的强度在很大程度上取决于信号线和地线的布线方式。
通过电磁兼容性（EMC）防护，可以显著改善连接器的信号完整性特性。电磁兼容性是指技术设备不受有意或无意的电或电磁效应干扰，也不干扰其他设备的能力。对于连接器而言，可通过屏蔽方案来降低电磁干扰。 耦合电感将连接器模拟为干扰源或干扰吸收体。通过下图中的颜色变化和耦合电感数值，可以清楚地看到屏蔽方案的效果。
通过采用屏蔽型 Zero8 连接器，电路板上的干扰源和干扰吸收点可以更靠近布置，同时电气设备在规定的脉冲和浪涌测试中也能达到更高的功率等级。
除了信号完整性特性外，连接器的电流承载能力也是其传输电能的一项重要核心能力。借助电流承载能力曲线，可以确定在给定的环境温度下，单个触点允许通过的电流值，以确保不超出元件的最大允许温度限值。 下图中的降额曲线以zero8连接器为例，展示了根据极数和导电触点数量的不同，每个触点的额定电流值如何变化。
如图所示，与80针连接器相比，12针连接器（蓝色曲线）具有更高的电流承载能力 （绿色曲线）。原因在于，极数较少的连接器内部热点形成较少：此处产生的热量较少，且热量能得到更好的分散。如果电流仅通过一小部分触点（红色曲线），散热效果会更好。
如图所示，与80针连接器相比，12针连接器（蓝色曲线）具有更高的电流承载能力 （绿色曲线）。原因在于，极数较少的连接器内部热点形成较少：此处产生的热量较少，且热量能得到更好的分散。如果电流仅通过一小部分触点（红色曲线），散热效果会更好。
坚固性
以SMT连接器为例，其坚固性体现在：刀片式与弹簧式接头之间采用双重接触的接触原理设计；接触层镀层的质量可有效降低表面磨损；以及必须为形成最佳液面弧度而设计的焊盘。 在SMT连接器的加工和操作过程中，其尽可能坚固耐用也至关重要。在插接过程中，导入斜面和宽大的卡扣区域能够提供较高的公差补偿，并有助于使连接器的操作尽可能简单。
由于连接器通常安装在电机附近，因此在逆变器中会受到强烈的冲击和振动。冲击和振动会危及PCB 与连接器之间以及各连接器相互之间稳定且无故障的接触。 例如，可通过压入技术在PCB connector与PCB之间实现可靠且持久的接触。采用压入技术的目标是在PCB connector与PCB之间实现尽可能高的保持力。 保持力直接决定机械连接的牢固程度，而该连接必须能够抵御冲击和振动。该连接技术是一种久经考验的方法：将压入式插针压入PCB孔中，通过插针的机械变形，形成一种气密、无腐蚀、低阻抗且导电安全的机械连接，该连接也适用于灌封工艺。 ept GmbH 提供采用此加工技术的目录产品以及定制化解决方案。
在此工艺中，压入式插针的对角线长度大于PCB孔径。插针在压入区域具有柔韧性，以确保PCB在压入过程中不会因物理力而变形或受损。 因此，变形仅限于压入区域。在压入过程中，触点针与金属化电路板孔之间会形成冷焊连接，这使得该连接在机械上能够承受较大的负荷，同时又避免了焊接过程对电路板造成的热应激。 此外，该连接器符合DIN EN 60352-5标准，即使在振动、弯曲和剧烈温变等极高的机械和热负荷条件下，仍能保持可靠的接触，并能承受高达200g的冲击载荷。得益于压入技术，ept公司的flexilink连接器具有以下独特的质量特征：
在此工艺中，压入式插针的对角线长度大于PCB孔径。插针在压入区域具有柔韧性，以确保PCB在压入过程中不会因物理力而变形或受损。 因此，变形仅限于压入区域。在压入过程中，触点针与金属化电路板孔之间会形成冷焊连接，这使得该连接在机械上能够承受较大的负荷，同时又避免了焊接过程对电路板造成的热应激。 此外，该连接器符合DIN EN 60352-5标准，即使在振动、弯曲和剧烈温变等极高的机械和热负荷条件下，仍能保持可靠的接触，并能承受高达200g的冲击载荷。得益于压入技术，ept公司的flexilink连接器具有以下独特的质量特征：
- 喷嘴效应较小（即导线变形）
- 避免因冷焊点和焊桥
- 导致的短路，兼具高强度、高坚固性与卓越的弹性，通过与加工工艺的优化匹配
- ，确保加工过程的
- 可靠性，通过冲压成型
- 实现制造过程中的可靠可重复性，满足汽车电子领域领先制造商
- 的最高要求，极高的可靠性和抗故障性，已通过数十亿次应用验证。
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