2022/02/28
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基板対ケーブルコネクタ
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中継コネクタ
BMSのコネクタ選定、品質はもちろん実績・信頼性も重要なのだ…
背景
自動車メーカーB社の開発部は、現在開発中のEVに搭載予定の新バッテリー管理システム（BMS)に採用する主要コネクタ類の検討を進めていた。従来はバッテリーメーカー主導で選定をしていたが、性能の最適化を図るため今回はB社が行うことになった。しかし、市場要求である高い環境性能とコネクタサイズを両立した製品の選定は難航を極めた。
課題
難航するコネクタ選定…最適化に必要なのは小型化・薄型化だけではなかった
BMSは、バッテリーを安全かつ効率的に使用するためにバッテリーの状態を監視するシステムで、EVやPHEVに搭載され拡大を続けています。しかし、搭載機器が増えることによる車両重量の増加抑制と、快適で広い車室空間を確保するためには、バッテリーシステムの小型化・軽量化が必要でした。そのため、各モジュール間を接続するコネクタにも小型化・薄型化が求められています。一方で、温度、湿度、振動などの厳しい環境条件をクリアする耐性も必須となります。
選定を担当する開発部のK氏は、こう語ります。
「従来はバッテリーメーカー主導でコネクタを選定していましたが、今回は性能の最適化を図るためにも当社が選定することになったのです。まずは取引のあるサプライヤーが取り扱う小型コネクタをいくつか試してみましたが、条件に合うものはなく、選定の難航が予想されました。」
K氏が試した小型コネクタは、どれも端子のオスとメスの嵌合力が弱く、耐振動性や耐瞬断性に不安がありました。ただ小型化・薄型化を図るだけではなく、嵌合力や端子保持力も重要なのです。また、自動車業界にコネクタとして採用された実績が少ないことは不安要素となりました。
「EV自動車市場での機器開発は、まだ導入期・成長期段階であり技術的課題も多いため、品質はもちろんですが、自動車業界での実績・信頼性が非常に重要なのです。」
選定を任せられたものの、必要な条件を満たしたBMS用のコネクタはなかなか見つからず、さらに課題も増えてしまい、開発部のK氏は困り果てていました。
解決
小型・薄型ハウジングに最適なサイズと十分な強度、さらに信頼性が採用の決め手に！
情報収集を進める中、欧州の自動車メーカーが日本航空電子工業（JAE）のコネクタを採用したという話を耳にしました。興味を持ったK氏は、すぐにJAEに問い合わせてみました。
詳細を聞いてみると、JAEのコネクタは多くの自動車メーカーでの導入実績があり、小型コネクタを数多く開発、ラインアップしていることが分かりました。さっそく現在の新BMS用途での課題を相談してみたところ、MX77シリーズを提案されました。
MX77シリーズは小型・薄型ハウジングに最適な0.4mmサイズの端子を採用しており、端子保持力が約50Nという十分な強度の検証結果を取得済みでした。さらに、温度が上昇しやすいピン端子に放熱性の良い材料を採用することで温度上昇の抑制を図るなど、車載用途に求められる性能を全て備えていました。これなら安心してバッテリーやBMSに使えそうだと、K氏はホッとしました。
早速、提供してもらったコネクタサンプルで試作し、評価を実施しました。すると提案通り、MX77シリーズは品質、性能とも上々の評価となったのです。
「MX77シリーズは、我々の求めていた条件をすべて満たしています。さらに温度上昇を抑制するなどの充実したデータがあり、他製品と比較しても信頼性を感じて採用を決めました。また、設計工程の上流段階からJAEにプロジェクトに参加してもらうことで、コネクタに関するさまざまな課題を早い段階で解決できることが分かりました。」
B社は、現在JAEのサポートを得ながら開発を順調に進めています。
BMSコネクタ・ソリューション
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