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Systemhersteller und Distributor

So entsteht eine neue Fahrzeug-Komponente für E-Mobility

Arrow/Meta System
Die Hauptfunktion des Produkts Onboard Battery Charger besteht darin, die AC-Netzspannung in eine DC-Spannung umzuwandeln, die dann zum Laden eines Hochspannungsakkumulators (in diesem Fall des Fahrzeugbatteriesystems) verwendet wird. Das Gerät ist für den Einbau an Bord konzipiert.
© Arrow/Meta System

Wie lassen sich das Gewicht und die Größe eines Batterieladegeräts auch bei hohen Leistungen minimieren, die Installationszeiten und -kosten reduzieren? Mit Arrow als Technik-Distributor im Boot setzte Meta System ein solches Projekt um.

Das Onboard-Batterieladegerät wurde von Meta System hergestellt, einem Unternehmen, das sich auf elektronische Systeme für den Automobilsektor spezialisiert hat. Das 1973 in Reggio Emilia in Italien gegründete Unternehmen verfügt über mehr als 150 eingetragene Patente und beschäftigt rund dreihundert Mitarbeiter in der Forschung und Entwicklung, die mit großen Automobilherstellern weltweit zusammenarbeiten.

In diesem Fall bestand die Herausforderung für die Konstrukteure in der Größe des am Fahrzeug zu installierenden Batterieladegeräts. Die Minimierung des Platzbedarfs war eine strikte Designvorgabe, die den Einsatz von Standardsteckern ausschloss. Eine besonders wichtige Entscheidung war daher die Auswahl des Herstellers, der diese Anforderung bestmöglich erfüllt.

Als erfolgreich erwies sich die Zusammenarbeit mit einem Technologie-Distributor, der in der Lage ist, technische Expertise und Markt-Know-how mit weitreichenden Kenntnissen der Herstellerwelt zu verbinden – ein wesentliches Kriterium, um in kurzer Zeit die gewünschte Auswahl zu treffen. Arrow Electronics ist ein weltweit führender Technologieanbieter mit einer starken internationalen Präsenz in der Lieferkette des Automobilsektors. Vor dem Hintergrund eines zunehmenden Trends zu einem Modell, in dem Elektrifizierung, Digitalisierung und autonomes Fahren die Zukunft der Automobilindustrie darstellen, fungiert Arrow als zuverlässiger Bezugspunkt, der in der Lage ist, zukünftige Anforderungen zu antizipieren und Kunden durch die Komplexität sich schnell entwickelnder Szenarien zu führen. Das Ökosystem von Arrow bestehend aus Herstellern, Applikationsingenieuren und Technologien bietet die richtigen Voraussetzungen, um komplette, unabhängige und integrierte technische Lösungen für den Automobilsektor zu entwickeln und bereitzustellen.

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Arrow/Meta System
© Arrow/Meta System

Dem Team von Arrow war von Anfang an bewusst, dass die strengen Designvorgaben eine sorgfältige Planung nicht nur der Elektronik, sondern auch der Mechanik und der Anschlüsse erfordern würden. Gleich zu Beginn des Projekts setzten sich die Spezialisten von Arrow mit den Hauptlieferanten dieser Komponenten in Verbindung, um eine sorgfältige Bewertung und eine Übereinstimmung mit den Anforderungen des Designs sicherzustellen. Nach einer sorgfältigen Prüfung der wichtigsten auf dem Markt tätigen Hersteller fiel die Entscheidung zugunsten von Amphenol.

Die Hauptfunktion des Produkts Onboard Battery Charger besteht darin, die AC-Netzspannung in eine DC-Spannung umzuwandeln, die dann zum Laden eines Hochspannungsakkumulators (in diesem Fall des Fahrzeugbatteriesystems) verwendet wird. Das Gerät ist für den Einbau an Bord konzipiert und kann als eigenständiges Ladegerät oder in Kombination mit anderen Geräten parallel verwendet werden, um die Ladezeit zu verkürzen. Dank des hohen Betriebswirkungsgrades konnte eine weitere Verkürzung der Ladezeit erreicht werden.

Der Umrichter kann an nahezu jedes elektrische Netz angeschlossen werden, da er den aktuellen Normen in Europa, Asien und den USA entspricht. Er nutzt die Powerline-Kommunikation (PLC) für den Informationsaustausch mit der Ladestation sowie für die verschiedenen Funktionen zur Verwaltung des Ladevorgangs (Proxy, Pilot, LED-Kontrolle, Steckerverriegelung usw.). Die Topologie des Produkts, das mit hohen Frequenzen arbeitet und Siliziumkarbid-MOSFETs einsetzt, wurde mit Blick auf die Minimierung von Kosten, Gewicht und Volumen sorgfältig entwickelt. Diese Eigenschaften in Kombination mit der Reduzierung der Montagezeiten und der Erhöhung der Strombelastbarkeit wurden auch bei den verschiedenen entwickelten Stromanschlüssen (Einzel- oder Mehrfachkontakte, Wire-to-Board, Board-to-Board) berücksichtigt.

Arrow/Meta System
Meta Systems verfügt über umfassende Test-Einrichtungen.
© Arrow/Meta System

Hoher Spezialisierungsgrad für Produkte im Automobilsektor

Der Erfolg von Projekten und Produkten wie dem hier erläuterten ist das Ergebnis eines guten Zusammenspiels der Hauptakteure.

Meta-System-Designer arbeiten auf der Basis strukturierter Anforderungsanalysen in einem Designzyklus, der die verschiedenen Phasen vom Design bis zur Implementierung, Installation und Integration der Geräte umfasst. Das Meta-System-Projektteam wurde kürzlich um eine Simulationsgruppe erweitert, die ihre Fähigkeiten für die Entwicklung fortschrittlicher, nachhaltiger Produkte zur Verfügung stellt.

Diese integrierte Designtätigkeit beschränkt sich nicht auf die Elektronik, sondern erstreckt sich auch auf die Mechanik, mit der Fähigkeit, komplexe Strukturen auf hohem Niveau für die Integration in die Zielsysteme zu erstellen. Der Bereich Simulation erstellt und analysiert digitale Prototypen von physischen Modellen und identifiziert deren Schwachstellen, um diese von Anfang an zu beseitigen. Das Ziel ist es, die maximale Effizienz von Designs und Produkten zu gewährleisten, die dank ihrer innovativen Eigenschaften die Zukunft vorwegnehmen sollen.

Diese Simulationen und Analysen umfassen die Echtzeitbewertung von Designänderungen, Strukturprüfungen der mechanischen Teile, die fluiddynamische Optimierung von Kühlkreisläufen, Vorhersagen des thermischen Verhaltens des Systems, Prüfungen der elektromagnetischen Verträglichkeit, die Optimierung der magnetischen Kreise von Leistungskomponenten und EMI-Filtern sowie die Entwicklung und Validierung von HF-Antennen.

Beim Übergang von der Konstruktion zur Großserienfertigung kommen moderne Automatisierungsverfahren zum Einsatz. Die Zuverlässigkeit der Produkte wird durch ein internes ISO-17025-zertifiziertes Labor gewährleistet, das die Anforderungen der Automobilnorm für die Zulassung und Qualifizierung von Produkten erfüllt.

Der Mehrwert eines Technologie-Distributors

Das Engagement von Arrow beschränkt sich nicht auf die Rolle, die das Unternehmen während der Designphase spielt. Auch die Produktzulassung erfordert aufgrund der strengen Protokolle im Automobilbereich eine intensive Auseinandersetzung.


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