Visió general del connector d'alta tensió
Els connectors d’alta tensió, també coneguts com a connectors d’alta tensió, són un tipus de connector d’automoció. Generalment es refereixen a connectors amb una tensió de funcionament superior a 60V i són principalment responsables de la transmissió de corrents grans.
Els connectors d'alta tensió s'utilitzen principalment en circuits d'alta tensió i de gran corrent de vehicles elèctrics. Funcionen amb cables per transportar l’energia del paquet de bateries a través de diferents circuits elèctrics a diversos components del sistema de vehicles, com ara paquets de bateries, controladors de motors i convertidors DCDC. Components d’alta tensió com ara convertidors i carregadors.
Actualment, hi ha tres sistemes estàndards principals per a connectors d’alta tensió, és a dir, connectant estàndard LV, connector estàndard USCAR i connector estàndard japonès. Entre aquests tres complements, LV té actualment la major circulació del mercat nacional i els estàndards de procés més complets.
Diagrama de processos de muntatge de connexió d'alta tensió
Estructura bàsica del connector d'alta tensió
Els connectors d’alta tensió es componen principalment de quatre estructures bàsiques, és a dir, contactors, aïllants, closques de plàstic i accessoris.
(1) Contactes: parts del nucli que completen les connexions elèctriques, és a dir, terminals masculins i femenins, canyes, etc .;
(2) aïllant: admet els contactes i assegura l’aïllament entre els contactes, és a dir, la closca de plàstic interior;
(3) closca de plàstic: la closca del connector garanteix l'alineació del connector i protegeix tot el connector, és a dir, la closca de plàstic exterior;
(4) Accessoris: incloent accessoris estructurals i accessoris d’instal·lació, és a dir, pins de posicionament, pins de guia, anells de connexió, anells de segellat, palanques rotatives, estructures de bloqueig, etc.
Vista explotada del connector d'alta tensió
Classificació de connectors d'alta tensió
Els connectors d'alta tensió es poden distingir de diverses maneres. Tant si el connector té una funció de blindatge, el nombre de pins del connector, etc., es pot utilitzar per definir la classificació del connector.
1.Si hi ha blindatge o no
Els connectors d’alta tensió es divideixen en connectors no protegits i connectors blindats segons si tenen funcions de blindatge.
Els connectors no protegits tenen una estructura relativament senzilla, sense funció de blindatge i un cost relativament baix. S'utilitza en llocs que no requereixen blindatge, com ara aparells elèctrics coberts per estoigs metàl·lics com ara circuits de càrrega, interiors de bateries i interiors de control.
Exemples de connectors sense capa de blindatge i sense disseny d’intercanvi d’alta tensió
Els connectors blindats tenen estructures complexes, requisits de blindatge i costos relativament elevats. És adequat per a llocs on es requereixi la funció de blindatge, com ara on la part exterior dels electrodomèstics està connectat a arnesos de cablejat d’alta tensió.
Connector amb Exemple de Disseny de Shield i HVIL
2. Nombre de taps
Els connectors d’alta tensió es divideixen segons el nombre de ports de connexió (PIN). Actualment, els més utilitzats són el connector 1P, el connector 2P i el connector 3P.
El connector 1P té una estructura relativament senzilla i un baix cost. Compleix els requisits de blindatge i impermeabilització dels sistemes d’alta tensió, però el procés de muntatge és lleugerament complicat i l’operació de la reelaboració és deficient. Generalment s’utilitza en paquets i motors de bateries.
Els connectors 2P i 3P tenen estructures complexes i costos relativament elevats. Compleix els requisits de blindatge i impermeabilització dels sistemes d’alta tensió i té una bona manteniment. Generalment s’utilitza per a l’entrada i sortida de corrent continu, com ara en paquets de bateries d’alta tensió, terminals de controlador, terminals de sortida de corrent continu, etc.
Exemple de connector d'alta tensió d'1p/2p/3p
Requisits generals per a connectors d’alta tensió
Els connectors d’alta tensió han de complir els requisits especificats per SAE J1742 i tenir els requisits tècnics següents:
Requisits tècnics especificats per SAE J1742
Elements de disseny de connectors d'alta tensió
Els requisits per a connectors d’alta tensió en sistemes d’alta tensió inclouen, però no es limiten a: Alta tensió i alt rendiment de corrent; la necessitat de poder assolir nivells més alts de protecció en diverses condicions laborals (com ara temperatura alta, vibracions, impacte de col·lisió, a prova de pols i impermeables, etc.); Tenir instal·labilitat; tenir un bon rendiment de blindatge electromagnètic; El cost ha de ser el més baix possible i durador.
Segons les característiques i requisits anteriors que els connectors d’alta tensió haurien de tenir, al començament del disseny de connectors d’alta tensió, cal tenir en compte els següents elements de disseny i es realitzen el disseny i la verificació de proves.
Llista de comparació d’elements de disseny, proves de verificació de rendiment i verificació corresponents de connectors d’alta tensió
Anàlisi de fallades i mesures corresponents de connectors d'alta tensió
Per millorar la fiabilitat del disseny del connector, primer s’ha d’analitzar el seu mode de fallada de manera que es pugui fer un treball de disseny preventiu corresponent.
Els connectors solen tenir tres modes de fallada principals: contacte deficient, aïllament deficient i fixació solta.
(1) Per a un contacte deficient, es poden utilitzar indicadors com la resistència al contacte estàtic, la resistència dinàmica del contacte, la força de separació d'un sol forat, els punts de connexió i la resistència a la vibració dels components;
(2) Per a un aïllament deficient, es pot detectar que es pugui detectar la resistència de l'aïllament de l'aïllant, la taxa de degradació del temps de l'aïllant, els indicadors de mida de l'aïllant, els contactes i altres parts;
(3) Per a la fiabilitat del tipus fix i separat, la tolerància al muntatge, el moment de resistència, la força de retenció de pins, la força d'inserció de pins, la força de retenció en condicions de tensió ambiental i altres indicadors del terminal i del connector es poden provar per jutjar.
Després d’analitzar els modes de fallada i les formes de fallada del connector, es poden prendre les mesures següents per millorar la fiabilitat del disseny del connector:
(1) Seleccioneu el connector adequat.
La selecció de connectors no només ha de considerar el tipus i el nombre de circuits connectats, sinó que també facilitar la composició de l'equip. Per exemple, els connectors circulars estan menys afectats pels factors climàtics i mecànics que els connectors rectangulars, tenen menys desgast mecànic i estan connectats de manera fiable als extrems del fil, de manera que els connectors circulars han de ser seleccionats el màxim possible.
(2) Com més gran sigui el nombre de contactes en un connector, més baixa sigui la fiabilitat del sistema. Per tant, si l’espai i el pes ho permeten, intenteu triar un connector amb un nombre menor de contactes.
(3) En seleccionar un connector, cal tenir en compte les condicions de treball de l'equip.
Això es deu al fet que el corrent de càrrega total i el corrent de funcionament màxim del connector es determinen sovint en funció de la calor permesa quan funciona sota les condicions de temperatura més altes de l’entorn circumdant. Per tal de reduir la temperatura de treball del connector, cal tenir en compte les condicions de dissipació de calor del connector. Per exemple, els contactes més lluny del centre del connector es poden utilitzar per connectar l’alimentació, que és més propici per a la dissipació de calor.
(4) impermeable i anti-corrosió.
Quan el connector funciona en un entorn amb gasos i líquids corrosius, per tal d’evitar la corrosió, s’ha de prestar atenció a la possibilitat d’instal·lar -lo horitzontalment des del costat durant la instal·lació. Quan les condicions requereixen una instal·lació vertical, s’ha d’evitar que el líquid flueixi al connector al llarg dels cables. Generalment utilitzeu connectors impermeables.
Punts clau en el disseny de contactes del connector d’alta tensió
La tecnologia de connexió de contacte examina principalment l’àrea de contacte i la força de contacte, inclosa la connexió de contacte entre els terminals i els cables, i la connexió de contacte entre els terminals.
La fiabilitat dels contactes és un factor important per determinar la fiabilitat del sistema i també és una part important de tot el muntatge de cablejat d’alta tensió. A causa del dur entorn de treball d'alguns terminals, cables i connectors, la connexió entre terminals i cables, i la connexió entre terminals i terminals és propensa a diversos fracassos, com ara corrosió, envelliment i afluixament a causa de la vibració.
Atès que les fallades de cablejat elèctric causades per danys, soltes, caiguda i fallada dels contactes representen més del 50% dels fracassos en tot el sistema elèctric, s'ha de prestar una atenció completa al disseny de fiabilitat dels contactes en el disseny de fiabilitat del sistema elèctric d'alta velocitat del vehicle.
1. Connexió de contacte entre el terminal i el filferro
La connexió entre terminals i cables fa referència a la connexió entre tots dos mitjançant un procés de segació o un procés de soldadura per ultrasons. En l'actualitat, el procés de soldadura d'ultrasons i el procés d'ultrasons s'utilitzen habitualment en els arnesos de fil d'alta tensió, cadascun amb els seus propis avantatges i desavantatges.
(1) Procés de crimping
El principi del procés de crimping és utilitzar la força externa per simplement esprémer físicament el fil conductor a la part segrestada del terminal. L’alçada, l’amplada, l’estat transversal i la força de tiratge de la trinxadora terminal són el contingut bàsic de la qualitat del trastorn del terminal, que determinen la qualitat de la caiguda.
Tanmateix, cal destacar que la microestructura de qualsevol superfície sòlida finament processada és sempre rugosa i desigual. Després que els terminals i els cables es redueixin, no és el contacte de tota la superfície de contacte, sinó el contacte d'alguns punts repartits a la superfície de contacte. , La superfície de contacte real ha de ser més petita que la superfície de contacte teòric, que també és la raó per la qual la resistència al contacte del procés de segament és alta.
El trinxament mecànic es veu molt afectat pel procés de segament, com ara la pressió, l’alçada de la crimp, etc. El control de la producció s’ha de dur a terme mitjançant mitjans com ara l’alçada de crimp i l’anàlisi del perfil/anàlisi metal·logràfica. Per tant, la coherència de la crimping del procés de sega és mitjana i el desgast de les eines és l’impacte gran i la fiabilitat és mitjana.
El procés de segament de la crimping mecànica és madur i té una àmplia gamma d'aplicacions pràctiques. És un procés tradicional. Gairebé tots els grans proveïdors tenen productes d’arnès de filferro mitjançant aquest procés.
Perfils de contacte de terminal i filferro mitjançant el procés de crimping
（2) Procés de soldadura per ultrasons
La soldadura ultrasònica utilitza ones de vibració d’alta freqüència per transmetre a les superfícies de dos objectes per soldar. A pressió, les superfícies dels dos objectes es freguen els uns contra els altres per formar fusió entre les capes moleculars.
La soldadura ultrasònica utilitza un generador d’ultrasons per convertir el corrent de 50/60 Hz en energia elèctrica de 15, 20, 30 o 40 kHz. L’energia elèctrica d’alta freqüència convertida es converteix de nou en moviment mecànic de la mateixa freqüència a través del transductor, i després el moviment mecànic es transmet al cap de soldadura a través d’un conjunt de dispositius de trompa que poden canviar l’amplitud. El cap de soldadura transmet l’energia de vibració rebuda a l’articulació de la peça a soldar. En aquesta zona, l’energia de vibració es converteix en energia de calor mitjançant la fricció, fonent el metall.
En termes de rendiment, el procés de soldadura d’ultrasons té una petita resistència al contacte i una escalfament de sobrecorrent baixa durant molt de temps; En termes de seguretat, és fiable i no és fàcil de deixar anar i caure sota vibracions a llarg termini; Es pot utilitzar per a la soldadura entre diferents materials; Es veu afectat per l’oxidació de la superfície o el recobriment; La qualitat de la soldadura es pot jutjar supervisant les formes d'ona rellevants del procés de trinxament.
Tot i que el cost dels equips del procés de soldadura d’ultrasons és relativament elevat, i les parts metàl·liques a soldar no poden ser massa gruixudes (generalment ≤5mm), la soldadura d’ultrasons és un procés mecànic i no hi ha fluxos actuals durant tot el procés de soldadura, de manera que no hi ha problemes de conducció de calor i resistivitat són les tendències futures de la soldadura de fils de gran volament.
Terminals i conductors amb soldadura ultrasònica i les seves seccions transversals de contacte
Independentment del procés de segació o del procés de soldadura per ultrasons, després que el terminal estigui connectat al fil, la seva força de retirada ha de complir els requisits estàndard. Després que el filferro estigui connectat al connector, la força de retirada no ha de ser inferior a la força mínima.
Posat Post: 06 de desembre de 2013