معماری وسیله نقلیه در حال حاضر در یک دوره مهم تحول قرار دارد. با افزایش وسایل نقلیه برقی ، پیشرفت قابل توجهی در طراحی معماری وجود دارد که فرصتی عالی برای تجدید نظر در طراحی معماری برقی و الکترونیکی است. در همین حال ، به دلیل مقدار زیادی از محتوای موجود که هنوز در وسایل نقلیه موتور احتراق ترکیبی و داخلی وجود دارد ، اتخاذ روشهای نوآورانه به همان اندازه اهمیت پیدا کرده است. روند انتقال از 12 ولت به 48 ولت در تمام مدلهای وسیله نقلیه ، فرصتی برای بررسی مجدد سیم ها و اتصالات مورد استفاده در کل فرآیند فراهم می کند.
در این زمینه ، کابل های مسطح در موقعیت های خاص به یک انتخاب اصلی برای اتصالات قدرت و سیگنال تبدیل شده اند. کابل های مسطح انعطاف پذیر و مدارهای چاپی انعطاف پذیر دو نوع اصلی هستند که از نظر اندازه ، وزن ، اتلاف گرما و اتوماسیون از مزایای منحصر به فردی برخوردار هستند. برای استفاده کامل از این مزایا ، فن آوری های جدید تولید ، مؤلفه ها و سیستم های اتصال مورد نیاز است و توسعه آنها افق های جدیدی از انعطاف پذیری طراحی را باز می کند.
هنگام بررسی ساختار داخلی وسایل نقلیه برقی باتری امروز ، ویژگی مسطح ساخت و ساز آنها به وضوح مشاهده می شود ، عمدتا به دلیل اینکه ماژول های باتری بسته بندی شده در زیر کف کابین خلبان به صورت کاشی مانند مرتب شده اند. در عین حال ، اتصال اجزای مختلف از طریق تعداد زیادی از خطوط برق ، خطوط سیگنال و خطوط داده به ویژه برجسته است.
با ترکیب دو عامل فوق ، درک این مسئله که چرا تولید کنندگان خودرو به طور فزاینده ای روی استراتژی استفاده از کابل های مسطح در طراحی معماری برقی/الکترونیکی تمرکز می کنند ، دشوار نیست.
استفاده از فناوری کابل مسطح در صنعت خودرو پدیده جدیدی نیست. از دهه 1960 ، این فناوری در اتصال خودرو با هدف کاهش شغل فضا مورد استفاده قرار گرفته است. با این حال ، با محبوبیت سیم ها و پایانه های سنج خوب ، تولید کنندگان تجهیزات اصلی (OEM) تمایل دارند از سیم های دایره ای برای تأمین بیشتر نیازهای خود استفاده کنند.
در حال حاضر ، به منظور پشتیبانی از وسایل نقلیه با کارکردهای غنی و برق ، الزامات چگالی برای سیم کشی و اتصالات در صنعت به ارتفاعات بی سابقه ای رسیده است. در این زمینه ، کابل های مسطح مزایای منحصر به فرد خود را نشان می دهند ، از جمله کاهش وزن ، کوچک شدن حجم ، بهبود راندمان اتلاف گرما و پشتیبانی از سطوح بالاتر اتوماسیون.
طبقه بندی و ویژگی های کابل های مسطح
کابل های مسطح عمدتاً به دو دسته تقسیم می شوند: کابل های مسطح انعطاف پذیر (FFC) و تابلوهای مدار چاپی انعطاف پذیر (FPC) که هر کدام دارای مزایا و محدودیت های مختلف هستند.
کابل مسطح انعطاف پذیر
کابل های مسطح انعطاف پذیر (FFCs) از چندین هادی مس مستقیم یا آلومینیومی موازی ساخته شده تشکیل شده اند که با اکسترود کردن مواد عایق ترموپلاستیک مانند پلی اورتان یا لمینیت با مواد پوشانده مانند پلی اتیلن ترفتاللات عایق بندی می شوند. پس از آن ، از فناوری لیزر برای برش مواد چند لایه برای افشای نقاط تماس روی هادی استفاده می شود. با توجه به ماهیت خطی FFCS ، آنها اغلب برای شکل دادن به شکل مورد نظر تاشو می شوند.
فرآیند تولید مداوم FFCS امکان سفارشی سازی دلخواه طول آنها را فراهم می کند. ضخامت هادی می تواند به بیش از 1 میلی متر برسد ، اما هادی های ضخیم تر FFC ها را سفت تر می کنند. عرض یک هادی واحد به طور کلی از 16 میلی متر تجاوز نمی کند ، در حالی که حداکثر عرض FFC به روند تولید بستگی دارد. تولید FFCS سریعترین و مقرون به صرفه ترین روش برای ساخت کابل های مسطح است.
برد مدار چاپی انعطاف پذیر
FPC ها از لمینت های مس انعطاف پذیر ساخته شده اند. طبق الگوی مورد نظر ، مس از طریق نقاب زدن و اچ شیمیایی برداشته می شود و به دنبال آن اعمال یک ماده پوشش با برش برای افشای منطقه تماس هادی انجام می شود.
FPC ها نه تنها می توانند سیم های سنتی را جایگزین کنند بلکه تابلوهای مدار چاپی سفت و سخت را نیز جایگزین می کنند. آنها از هادی های چند لایه پشتیبانی می کنند و می توانند اجزای الکترونیکی را با دستگاه های سطح سطح ، فیوزها و تقاطع ها ادغام کنند. در مقایسه با FFC ها ، FPC ها از دوام بیشتری برخوردار هستند و از حداکثر عرض 600 میلی متر پشتیبانی می کنند.
FPC ها به طور معمول به ضخامت 2 اونس مس و طول 1.2 متر محدود می شوند و فرآیند اچینگ شیمیایی زباله های قابل توجهی را ایجاد می کند. علاوه بر FFC و FPC ، سایر فن آوری های کابل مسطح برای برنامه های بالقوه خودروسازی توسعه می یابند و انتظار می رود نوآوری در این زمینه تسریع شود.
در مقایسه با سیم کشی سنتی ، استفاده از کابل های مسطح چندین مزیت قابل توجه دارد.
اندازه و وزن: فناوری کابل مسطح در حالی که قدرت و دوام مکانیکی را حفظ می کند ، استفاده از هادی های نازک تر را امکان پذیر می کند ، به طور معمول منجر به کاهش وزن تا 40 ٪ و کاهش حجم تا 35 ٪ برای سیستم مهار سیم کشی می شود. این شامل یک بررسی جامع از کلیه مؤلفه های مرتبط مانند اتصالات ، وسایل و تسمه ها است.
طراحی ساختاری منحصر به فرد کابل های مسطح کلید دستیابی به این کاهش های قابل توجه است. برای سیمهای دایره ای سنتی ، هرگونه کاهش اندازه با این واقعیت محدود می شود که یک کابل واحد و پایانه های آن باید بتوانند در برابر هرگونه استرس یا تغییر شکل تجربه شده توسط نقاط اتصال و سیم کشی مقاومت کنند. در مقابل ، کابل های مسطح از چندین لایه تشکیل شده اند ، که نه تنها باعث تسکین استرس می شوند بلکه استحکام اتصالات ترمینال را نیز تضمین می کنند - امکان استفاده از هادی های ظریف در بسیاری از سناریوهای کاربردی را فراهم می کند.
عملکرد اتلاف گرما: در مقایسه با سیم های دایره ای ، کابل های مسطح عملکرد حرارتی عالی را نشان می دهند. به طور خاص ، کابل های مسطح در شرایط حجم مساوی دارای سطح بزرگتر هستند و به طور موثری باعث اتلاف گرما می شوند و هادی ها را با همان حجم فعال می کنند تا جریان های بالاتر را حمل کنند.
انعطاف پذیری در طراحی: کابل های مسطح چندین مزیت قابل توجه دارند. آنها به ویژه برای برنامه های کاربردی با سازه های مسطح ، مانند ایجاد در ماژول های باتری مناسب هستند. انعطاف پذیری بالای آن ، آن را به یک انتخاب ایده آل برای سازگاری با ورزش یا محیط های شعاع خمش کوچک ، مانند کیسه های هوا فرمان تبدیل می کند. کابل های مسطح بدون نیاز به وسایل مکانیکی و بدون نیاز به تسمه های اضافی یا لایه های محافظ ، که به طور معمول برای محافظت از سیم کشی سنتی ضروری هستند ، می توانند با چسب ها ثابت شوند.
