Elektroniktidningen april 2020

Optiskt Ethernet för elfordon

PE R

R TA T

EX

SHUT TERSTOCK

TEMA: FORDON

IKEL

O

ptisk plastfiber (POF) har utmärkt prestanda vad gäller påstrålade störningar (EMS) plus att den själv inte skickar ut några störningar (EMI). Den är okänslig för elektromagnetiska fält. Dessutom är den både galvaniskt isolerad och mekaniskt robust vilket gör den till det perfekta valet för användning i fordon. Nya fordonsarkitekturer baserade på 48 volt medför större utmaningar vad gäller elektromagnetiska störningar och säkerhetskrav. Även ett enkelt fel som en kortslutning mellan de två elsystemen på 48 V respektive 12 V kan förstöra 12 voltssystemet. Optiska datalänkar är därför en optimal lösning för kommunikation mellan de två eftersom de är galvaniskt isolerade. Det finns optiskt Ethernet för 100 Mbit/s och 1 Gbit/s. Framöver kommer ännu högre datatakter. Optisk plastfiber är den mest tillförlitliga lösningen. Den klarar tuffa miljöer, vibrationer, mekaniska missanpassningar, smuts, fukt, stora temperaturområden, med mera. Brusutbredningen i drivlinan hos ett el- eller hybridfordon.

Av Óscar Ciordia, KDPOF Óscar Ciordia är marknads- och försäljningschef på KDPOF

som utvecklar teknik för kommunikation över optisk plastfiber. Han har över 20 års erfarenhet inom elektronikområdet från företag som Hewlett-Packard, Ficosa International och TRW. Under fem år var han chef över Spaniens myndighet för fordonssäkerhet. Dessutom tål den snabb, dynamisk böjning, kan böjas i snäva radier vid installation och tål att sänkas ned i vätska. Den alstrar inget brus och fungerar i brusiga miljöer, som rf-kort. Plastfiber med stor diameter är billig att tillverka och installationen är lika enkel som kopparkabel. Dessutom kan den buntas ihop med övrigt kablage vilket underlättar tillverkning. Faktum är att optisk plastfiber har använts problemfritt av bilindustrin i över tio år. Nedan följer ett antal exempel på hur optisk fiber kan användas för att adressera störningar av typen EMI/EMC eller brist på gal-

vanisk isolation i drivlinan hos hybrid- och elfordon. 1: Brus i drivlinan hos el- och hybridfordon En drivlina kräver ett antal elektronikenheter utplacerade på olika platser i fordonet. Styr­ enheter (ECU:er) övervakar och styr flödet av ström mellan batterier/omvandlare och motorer/generatorer. Systemet skapar brus som kan påverka andra delar av fordonet – såväl underhållning och navigation som förarstöds- och självkörningsfunktioner. Vid anslutning av styrenheter över optisk buss är det möjligt att isolera bruskällorna så att de inte sprider sig till andra delar av fordonet. Motsvarande lösning för fordon med kopparbaserade databussar är svår och dyr. Den tar dessutom längre tid att utveckla och resulterar i en kostsammare lösning, samtidigt som den kan sänka tillförlitligheten.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 4/20

23

▲ ▲

2: Galvanisk isolation i batteristyrsystem Batterierna i helelektriska fordon och hybridfordon är grupperade i kluster som måste övervakas och styras. Det sköts av BMS:en,