10 considerazioni per la scelta del connettore modulare per batteria ideale

Xiaoran Guo Product Manager, RND

Laureata in Ingegneria dell’automazione e sistemi di controllo, Xiaoran vanta un background tecnico ed è appassionata di elettronica. Xiaoran è entrata in Distrelec a luglio 2017 come Product manager ed è attualmente impegnata nella gestione dei prodotti per il marchio RND dell’azienda, in cui sta seguendo un progetto per la realizzazione del portafoglio di prodotti per le categorie di T&M ed elettromeccanica.

La scelta del connettore giusto è fondamentale per l’efficienza del prodotto. Un connettore non adeguato comporta prestazioni scadenti e, in ambiti industriali, potrebbe causare l’arresto di interi sistemi, con costi significativi per l’azienda in termini di tempo e denaro.

10 considerazioni per la scelta del connettore modulare per batteria ideale

Il termine “modulare” si riferisce a una famiglia di connettori che possono essere personalizzati per soddisfare gli obiettivi di un cliente entro i limiti delle capacità di un prodotto. I connettori modulari per batteria sono ideali per la personalizzazione e offrono agli ingegneri la libertà di progettare e configurare il proprio sistema.

Sono pochi i produttori in grado di offrire questo tipo di componente, nonostante il suo largo impiego. Anche se non ci sono molte opzioni disponibili, è importante considerare una serie di fattori per la scelta del connettore per batteria ideale per il proprio progetto.

Tra le varie considerazioni per l’utilizzo di un connettore modulare per batteria vanno tenuti presenti la sua applicazione, l’ambiente in cui verrà utilizzato e il connettore scelto. I connettori devono essere assemblati e utilizzati in base al tipo di apparecchiatura e alle istruzioni del produttore, oltre che in conformità con i codici elettrici locali e internazionali.

La seguente guida pratica faciliterà la scelta del prodotto giusto per migliorare le prestazioni della tua innovazione.

1. Connettori unipolari/bipolari

Sebbene esistano connettori per batteria a tre e a quattro poli, quelli più comuni sono i connettori unipolari o bipolari. La scelta del connettore ideale dipenderà interamente dallo scopo previsto, poiché ognuno di questi tipi di connettori presenta attributi diversi.

Connettori unipolari:

Questi connettori vengono in genere utilizzati in attrezzature per la movimentazione di materiali, come i carrelli elevatori e, grazie al loro impilamento flessibile, sono ideali per l’alimentazione di dispositivi portatili. I connettori unipolari non hanno genere e permettono un assemblaggio semplificato con un numero minimo di componenti.

  • Il contatto a crimpare compatibile può contenere cavi di dimensioni comprese tra 4 e 50 mm
  • Alloggiamento impilabile lato-lato
  • Personalizzabile per ogni connessione di alimentazione
  • Gli alloggiamenti modulari possono essere raggruppati in telai con o senza chiavistelli che si accoppiano con gli alloggiamenti per le prese

Connettori bipolari:

In grado di resistere a corrente e potenza elevate, sono spesso utilizzati in veicoli elettrici e per l’alimentazione di gruppi di continuità (UPS).

  • Quattro dimensioni di base dell’alloggiamento che assicurano la misura di amperaggio o filo specifici in uno spazio compatto
  • Per cavi di dimensioni fino a 70 mm
  • Tensione di esercizio massima di 600 V
  • Polarità positive e negative
  • Codifica con colori per riferimento visivo per un corretto accoppiamento

Per garantire che i circuiti non si incrocino accidentalmente, le caratteristiche sono state modellate nell’interfaccia di accoppiamento degli alloggiamenti dei connettori in modo che solo gli alloggiamenti con la stessa interfaccia di accoppiamento possano accoppiarsi insieme. Questi possono essere identificati dal colore dell’alloggiamento del connettore che corrisponde alla tensione che camion, batterie e caricatori industriali usano universalmente per impedire l’accoppiamento incrociato di tensioni incompatibili.

2. Capacità attuale

Tutti i connettori per batteria hanno una classificazione per indicare la quantità di corrente che sono in grado di sopportare. Il livello di corrente richiesto influenzerà sia il design che i materiali del connettore, che devono corrispondere agli amperaggi. La capacità attuale e la tensione nominale del connettore determineranno le dimensioni, il numero e la spaziatura dei contatti.

3. Capacità di tensione

I connettori hanno una tensione operativa massima, oltre la quale viene compromessa la sicurezza del funzionamento. Garantire che venga utilizzato il connettore appropriato per la tensione richiesta è fondamentale, poiché spesso è necessario un isolamento maggiore all’aumentare della tensione.

La codifica con colori viene utilizzata per facilitare la scelta del connettore modulare per batteria adatto al proprio ambito applicativo, rendendo facilmente identificabili i diversi connettori di tensione. Assicurando che solo i colori omogenei vengano accoppiati, si evita il malfunzionamento dei componenti. Gli alloggiamenti si accoppiano usando spine e prese dello stesso colore in cui il connettore può essere ruotato di 180° in modo che parti simili possano essere collegate insieme.

Tabella di selezione del colore RND:

Unipolare

ColourVoltage
45A, 75A, 120A, 180A
45A, 75A, 120A, 180A
45A, 75A, 120A, 180A
45A, 75A
45A, 75A
45A, 75A

Bipolare

ColourVoltage
50A, 120A, 175A, 350A
50A, 120A, 175A, 350A
50A, 120A

4. Genere

Il genere di un connettore si riferisce al modo in cui si collega o viene collegato, di solito maschio o femmina, rispettivamente. Tuttavia, alcuni connettori per batteria sono neutri rispetto al genere, evitando preoccupazioni su quale estremità sia la spina o la presa. I connettori neutri offrono una maggiore flessibilità nel design con le opzioni scheda-scheda o cavo-scheda e sono più universali poiché non sono richiesti connettori separati con generi diversi. Ciò può essere utile quando si riducono i costi di inventario e può essere di particolare interesse per chi lavora nella manutenzione sul campo, poiché un tipo di connettore sarà sufficiente senza dover prevedere più varianti per diversi ambiti applicativi.

5. Materiali

  • Materiale dell’alloggiamento

Il policarbonato (PC) è ideale per alloggiare i connettori, grazie alle sue proprietà forti, isolanti e resistenti al calore. Questo materiale è così resistente che spesso sopravvive al componente elettrico che ospita e può facilmente sopportare ambienti difficili. Data l’ampia applicazione di questi componenti, questo fattore è essenziale.

  • Materiale terminale

Sebbene i connettori possano essere realizzati con diversi metalli, i connettori in argento hanno la conduttività più alta di qualsiasi metallo e, grazie alla relativa morbidezza del materiale, si muovono di più quando accoppiati. Ciò crea un’area di contatto più ampia e, di conseguenza, riduce la resistenza al contatto. I componenti in argento sono anche facili da saldare, garantendo connessioni più affidabili e più conduttive.

6. Tipo di terminazione

Le terminazioni sono utilizzate per unire i connettori ai rispettivi conduttori e possono essere ottenute in diversi modi, a seconda del tipo di terminale utilizzato. I tipi di terminali includono collegamenti a crimpare, saldati, a pressione o avvolgenti. I collegamenti a crimpare sono quelli più utilizzati.

Di seguito sono riportati alcuni dei vantaggi dei terminali a crimpare:

  • sono progettati per l’impermeabilità ai gas, impedendo all’ossigeno e all’umidità di entrare in contatto con i metalli e causare corrosione;
  • sono meccanicamente più resistenti dei collegamenti saldati, poiché non viene utilizzata alcuna lega;
  • i collegamenti a crimpare possono essere utilizzati per cavi in sezioni piccole e grandi, a differenza dell’avvolgimento del filo, che è praticabile solo in sezioni piccole;
  • l’installazione è meno pericolosa e richiede meno tempo della saldatura;
  • l’isolamento termo restringente e il riempimento di grasso rendono le terminazioni a crimpare ideali per ambienti soggetti a movimenti e vibrazioni.

7. Accessori

Per migliorare le prestazioni e la durata dei connettori per batteria, sono disponibili numerosi accessori che migliorano la capacità del componente. La scelta di un connettore con accessori compatibili può prolungarne la durata e massimizzarne l’efficacia.

  • Maniglie: le maniglie a “T” e ad “A” facilitano l’accoppiamento e il disaccoppiamento del connettore. Sono realizzate in plastica resistente, non conduttiva e dispongono di viti per il fissaggio all’alloggiamento del connettore.
  • Copertura antipolvere: impedisce a sporco e polvere di entrare nell’interfaccia di accoppiamento del connettore.

8. Vita del connettore

Ogni connettore ha una durata limitata che viene misurata in cicli di accoppiamento, in base al livello di usura che può sopportare. I connettori USB, ad esempio, vengono ripetutamente collegati e scollegati e quindi diventano meno efficienti nel tempo. La durata di vita dei connettori può variare enormemente tra i modelli, quindi è fondamentale scegliere un connettore con un ciclo di accoppiamento appropriato allo scopo previsto.

Si consigliano controlli di manutenzione regolari per aumentare al massimo la durata dei connettori, poiché, se danneggiati, connettori, cavi e contatti possono diventare pericolosi. I danni possono anche comportare un funzionamento inefficiente della batteria e del caricatore e possono essere evitati verificando quanto segue:

  • Sporcizia sui connettori
  • Connettori fusi
  • Crepe e pezzi mancanti
  • Calore eccessivo incluso lo scolorimento degli alloggiamenti
  • Corrosione sui contatti
  • Collegamenti allentati
  • Maniglie danneggiate

9. Durevolezza

La durevolezza è un fattore chiave nella scelta del miglior connettore per batteria per il proprio ambito applicativo. Fattori come il materiale, la durata e le condizioni ambientali esterne devono essere presi in attenta considerazione quando si stabilisce la durevolezza che dovrà avere un connettore per il proprio ambito applicativo.

10. Ambiente esterno

Poiché i connettori modulari per batteria possono essere utilizzati in numerosi ambiti applicativi, le condizioni in cui operano varieranno notevolmente. Fattori come la temperatura, l’infiammabilità e le dimensioni del componente devono essere tenuti in considerazione nella scelta del connettore appropriato per garantirne un funzionamento efficace nel suo ambiente. Per applicazioni in ambienti più ostili, potrebbe essere necessario tenere conto di ulteriori fattori, tra cui vibrazioni, shock cinetici, schermature, oli, solventi e corrosione a cui il connettore potrebbe essere esposto.

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