Die unendliche Vielfalt von Automotive Steckverbindern

Heutzutage steht eine schier unglaubliche Anzahl an Automotive Steckverbindern zur Verfügung. An einem Extrem stehen Hochstrom-Leistungssteckverbinder, während auf der anderen Seite Lichtwellenleiter Steckverbinder zur Datenübertragung stehen. Dieser Artikel beschreibt einige wenige der zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten von Automotive Steckverbindern; dabei werden besonders anschauliche Produkte gesondert hervorgehoben.

 

Der Antriebsstrang von Fahrzeugen

Das Antriebssystem ist dafür verantwortlich, die benötigte Leistung zu erzeugen und sie auf die Straße zu bringen. Zu den Elektronikteilen in diesem System zählen Motorsteuergeräte (sogenannte ECUs) und Getriebesteuergeräte. Oftmals werden diese beiden Komponenten in einer Einheit verknüpft. Unter allen Modulen in einem Fahrzeug sind diese Elektronikmodule den widrigsten Umweltbedingungen ausgesetzt, da sie sich direkt im Motorraum befinden. Steckverbinder in dieser Anwendung müssen extremen Temperaturen und starken Vibrationen sowie Feuchtigkeit, Öl und anderen möglichen Verunreinigungen standhalten können.

Aus diesem Grund werden hierfür besonders zuverlässige Steckverbinder mit der besten Temperatur- und Vibrationsbeständigkeit benötigt. Zudem sollten sie entsprechend abgedichtet sein, um Verunreinigungen fernzuhalten, die im Motorraum auftreten können.

Abbildung 1: Steckverbinder der Molex-CMX-Reihe sind nach IP6k9k versiegelt
und kommen besonders häufig in Motorsteuergeräten zum Einsatz

 

Molex arbeitet bereits seit Ende der 1990er Jahre mit Automotive-OEMs zusammen, um eine Standardschnittstelle mit dem Motorsteuergerät zu entwickeln. Das Ergebnis: Die Steckverbinder der CMC Reihe. CMC ist eine modulare Reihe an Kabel-Platinen-Hybrid-Steckverbindern mit IP6k9k-Versiegelung und zwischen 32 und 53 Anschlüssen. Zum Einsatz kommen sie heutzutage insbesondere in Motorsteuergeräten, Automatikgetrieben und Dämpferregelungen. Eine neuere Version, die CMX Reihe, kommt mit einem ausgereifteren Design für die Abdichtung der Steckflächen, um sicherzustellen, dass der Steckverbinder vor und während des Kontakts sowie bei der Trennung geschützt ist.

 

Sicherheitssteckverbinder

Automotive-Sicherheitssysteme – wie Airbags und ABS – sowie Fahrerassistenzsysteme (z. B. Radar) benötigen den Input von Sensoren, die rundum das Fahrzeug verteilt sind und Daten über die jeweilige Fahrsituation erheben. Die Integration dieser Sensoren ist daher das A und O, damit das Fahrzeug genügend Daten empfangen kann, um entsprechend auf die jeweilige Situation zu reagieren. Da diese Systeme mitunter direkt auf das Bremssystem und ähnliches zugreifen können, ist die Sicherheit hierbei absolut unerlässlich. Die Zuverlässigkeit und Robustheit der Steckverbinder, die für den Anschluss dieser Sensoren verwendet werden, hat einen direkten Einfluss auf die Zuverlässigkeit der Elektronik des Fahrzeugs und somit auch auf die Sicherheit der Insassen.

Zu den aktuellen Trends bezüglich der Anschlüsse von Sensoren in Fahrzeugen zählen ihre zunehmende Miniaturisierung und das Aufkommen von lötfreien Designs mit konformen Stiften. Die Ideen von Molex für die nächste Generation an Sensoranschlüssen beinhalten daher eine 0,5-mm-Anschlussklemme, die die Größe der 0,64-mm-Anschlussklemmen von Leiterplatten mit konformen Stiften verringern soll.

 

Elektronik für die Karosserie

Die Elektronikkomponenten in der Karosserie eines Fahrzeugs müssen noch immer extremen Vibrationen und Temperaturen standhalten können, wenngleich die Bedingungen nicht gar so widrig sind wie im Inneren des Motorraums. Die Karosserie eines Fahrzeugs enthält eine Menge an Kabeln: Beispielsweise im Inneren der Türen zum Anheben und Absenken der Fenster, oder zum Ansteuern der Motoren zur Einstellung der Spiegeln. Angesichts des Trends der Autoindustrie, immer mehr Elektronik in immer kleinere Räume zu packen, müssen die Steckverbinder in diesen Systemen ebenso klein und leicht – sowie unbedingt wasserdicht – sein.

Das freiverdrahtete Stecksystem Mizu-P25 für die Elektronik von Fahrzeugkarosserien ist besonders klein und leicht, sodass Leitungen mit integrierten Steckverbindern im Zuge der Fahrzeugmontage durch kleine Öffnungen oder Scharniere verlegt werden können. Diese Reihe bietet Schutz nach IP67 und enthält Varianten mit 125 und 250 V.

Abbildung 2: Die Mizu-P25-Reihe von Molex ist klein genug,
um durch kleine Öffnungen in Türbaugruppen zu passen

 

Komfort und Infotainment

Die Beleuchtung im Innenraum sowie Navigationssysteme und Entertainment-Module sind für den Großteil der gesamten Elektronik in einem modernen Fahrzeug verantwortlich. Auch wenn diese Steckverbinder womöglich nicht den widrigsten Bedingungen ausgesetzt sind (ausgenommen evtl. Stöße und Vibrationen), ist die Funktion dieser Systeme dennoch ausschlaggebend für das Marketing einiger neuer Modelle. Ebenso ist die Technologie einem rasanten Tempo ausgesetzt, um den Anforderungen der Kunden gerecht zu werden.

Abbildung 3: Das stapelbare Steckverbindersystem Stac64 unterstützt sowohl Signal- als auch Leistungssteckverbinder und fördert die Flexibilität des Designs

Das stapelbare Steckverbindersystem Stac64 ist ideal für Infotainmentsysteme und weitere Elektronikkomponenten im Innenraum von Fahrzeugen geeignet, da hierbei mehrere Steckverbinder zusammengesteckt werden können, um mehr als ein Modul zu unterstützen. Stac64 unterstützt sowohl Signale mit geringer Leistung, als auch Signale mit bis zu 30 A. Dies fördert die Flexibilität des Designs und erfordert keinerlei Spezialwerkzeug. Diese Reihe entspricht den mechanischen und elektrischen Leistungsdaten nach USCAR-2 Klasse II für unversiegelte Steckverbinder.

 

Vernetzung von Fahrzeugen

Da Fahrzeuge zunehmend an Elektronik gewinnen, wird die fahrzeuginterne Vernetzung ebenso immer wichtiger. Ganz gleich, ob es sich um ein MOST-Netzwerk zur Echtzeit-Kommunikation sicherheitsrelevanter Kameradaten für ein FAS, oder um USB-Streaming von Filmen für Kinder auf der Rückbank handelt – in vielen Fällen sind zahlreiche verschiedene Netzwerke in einem einzigen Fahrzeug enthalten. Die Anforderungen an Datensteckverbinder sind äußerst vielseitig, doch sie alle erfordern in gewissem Maße den Support von Signalintegrität und Geschwindigkeit.

Abbildung 4: HS AutoLink-Steckverbinder sind eine robustere Variante eines sehr beliebten Anschlusssystems für Verbraucherdaten

 

Molex hat ein sehr beliebtes geschirmtes Anschlusssystem mit fünf Stiften von dem Verbrauchermarkt für Fahrzeugnetzwerke noch robuster gestaltet. Das HSAutoLink-Datenbussystem unterstützt USB-, LVDS-, FlexRay-, MOST- und Ethernet-Steckverbinder. All diese Systeme sind auf High-Speed-Kommunikation ausgelegt, um sicherzustellen, dass die Fahrzeugnetzwerke den höchstmöglichen Standard erfüllen.

Das Portfolio an Molex Automotive Steckverbindern bei RS Components finden Sie hier.