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'automòbil.Generalment es refereixen a connectors amb una tensió de funcionament superior a 60V i s'encarreguen principalment de transmetre grans corrents.
Els connectors d'alta tensió s'utilitzen principalment en circuits d'alta tensió i alt corrent de vehicles elèctrics.Treballen amb cables per transportar l'energia del paquet de bateries a través de diferents circuits elèctrics a diversos components del sistema del vehicle, com ara paquets de bateries, controladors de motor i convertidors DCDC.components d'alta tensió com ara convertidors i carregadors.
Actualment, hi ha tres sistemes estàndard principals per a connectors d'alta tensió, a saber, connector estàndard LV, connector estàndard USCAR i connector estàndard japonès.Entre aquests tres plug-ins, LV té actualment la major circulació al mercat nacional i els estàndards de procés més complets.
Diagrama de procés de muntatge de connectors d'alta tensió
Estructura bàsica del connector d'alta tensió
Els connectors d'alta tensió es componen principalment de quatre estructures bàsiques, a saber, contactors, aïllants, carcassa de plàstic i accessoris.
(1) Contactes: parts principals que completen les connexions elèctriques, és a dir, terminals mascle i femella, canyes, etc.;
(2) Aïllant: suporta els contactes i garanteix l'aïllament entre els contactes, és a dir, la carcassa de plàstic interior;
(3) Carcassa de plàstic: la carcassa del connector garanteix l'alineació del connector i protegeix tot el connector, és a dir, la carcassa de plàstic exterior;
(4) Accessoris: inclosos accessoris estructurals i accessoris d'instal·lació, és a dir, passadors de posicionament, passadors de guia, anells de connexió, anells de segellat, palanques giratòries, estructures de bloqueig, etc.
Vista explosiva del connector d'alta tensió
Classificació dels connectors d'alta tensió
Els connectors d'alta tensió es poden distingir de diverses maneres.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.Tant si hi ha blindatge com si no
Els connectors d'alta tensió es divideixen en connectors sense blindatge i connectors blindats segons si tenen funcions de blindatge.
Els connectors sense blindatge tenen una estructura relativament simple, sense funció de blindatge i un cost relativament baix.S'utilitza en llocs que no requereixen blindatge, com ara aparells elèctrics coberts per caixes metàl·liques, com ara circuits de càrrega, interiors del paquet de bateries i interiors de control.
Exemples de connectors sense capa de blindatge i sense disseny d'enclavament d'alta tensió
Els connectors blindats tenen estructures complexes, requisits de blindatge i costos relativament elevats.És adequat per a llocs on es requereix una funció de blindatge, com ara on l'exterior dels aparells elèctrics està connectat a arnes de cablejat d'alta tensió.
Connector amb blindatge i disseny HVIL Exemple
2. Nombre d'endolls
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 de baix cost.Compleix amb els requisits de blindatge i impermeabilització dels sistemes d'alta tensió, però el procés de muntatge és lleugerament complicat i l'operabilitat de reelaboració és deficient.S'utilitza generalment en paquets de bateries i motors.
Els connectors 2P i 3P tenen estructures complexes i costos relativament elevats.Compleix amb els requisits de blindatge i impermeabilització dels sistemes d'alta tensió i té una bona capacitat de manteniment.S'utilitza generalment per a l'entrada i sortida de CC, com ara en paquets de bateries d'alta tensió, terminals de controlador, terminals de sortida de CC del carregador, etc.
Exemple de connector d'alta tensió 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 als connectors d'alta tensió en sistemes d'alta tensió inclouen, entre d'altres: rendiment d'alta tensió i alt corrent;la necessitat de poder assolir nivells més alts de protecció en diferents condicions de treball (com ara alta temperatura, vibració, impacte de col·lisió, a prova de pols i impermeable, etc.);Tenir instal·lació;tenir un bon rendiment de blindatge electromagnètic;el cost ha de ser el més baix possible i durador.
D'acord amb les característiques i requisits anteriors que haurien de tenir els connectors d'alta tensió, a l'inici del disseny de connectors d'alta tensió, s'han de tenir en compte els següents elements de disseny i es realitzen un disseny específic i una verificació de proves.
Llista comparativa d'elements de disseny, proves de rendiment i verificació corresponents dels connectors d'alta tensió
Anàlisi de fallades i mesures corresponents de connectors d'alta tensió
Per tal de millorar la fiabilitat del disseny del connector, primer s'ha d'analitzar el seu mode de fallada perquè es pugui fer el treball de disseny preventiu corresponent.
Els connectors solen tenir tres modes de fallada principals: mal contacte, mal aïllament i fixació solta.
(1) Per a un contacte deficient, es poden utilitzar indicadors com la resistència de contacte estàtica, la resistència de contacte dinàmica, 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 poden detectar per jutjar la resistència d'aïllament de l'aïllant, la taxa de degradació del temps de l'aïllant, els indicadors de mida de l'aïllant, els contactes i altres peces;
(3) Per a la fiabilitat del tipus fix i separat, la tolerància del muntatge, el moment de resistència, la força de retenció del pin de connexió, la força d'inserció del pin de connexió, la força de retenció en condicions d'estrès ambiental i altres indicadors del terminal i del connector es poden provar per jutjar.
Després d'analitzar els principals modes de fallada i 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 tenir en compte el tipus i el nombre de circuits connectats, sinó que també ha de facilitar la composició de l'equip.Per exemple, els connectors circulars es veuen menys afectats pel clima i els factors mecànics que els connectors rectangulars, tenen menys desgast mecànic i estan connectats de manera fiable als extrems dels cables, de manera que els connectors circulars s'han de seleccionar tant com sigui possible.
(2) Com més gran sigui el nombre de contactes en un connector, menor serà 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, s'han de tenir en compte les condicions de treball de l'equip.
Això es deu al fet que el corrent de càrrega total i el corrent màxim de funcionament del connector sovint es determinen en funció de la calor permesa quan es treballa sota les condicions de temperatura més altes de l'entorn.Per reduir la temperatura de treball del connector, s'han de tenir en compte les condicions de dissipació de calor del connector.Per exemple, els contactes més allunyats del centre del connector es poden utilitzar per connectar la font d'alimentació, que és més propici per a la dissipació de calor.
(4) Impermeable i anticorrosió.
Quan el connector funciona en un entorn amb gasos i líquids corrosius, per 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.En general, utilitzeu connectors impermeables.
Punts clau en el disseny de contactes de connectors 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 terminals i cables, i la connexió de contacte entre terminals.
La fiabilitat dels contactes és un factor important per determinar la fiabilitat del sistema i també és una part important de tot el conjunt del 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 són propenses a diverses fallades, com ara corrosió, envelliment i afluixament a causa de la vibració.
Atès que les fallades del cablejat elèctric causades per danys, soltes, caigudes i fallades dels contactes representen més del 50% de les fallades en tot el sistema elèctric, s'ha de prestar tota l'atenció al disseny de fiabilitat dels contactes en el disseny de fiabilitat del sistema elèctric d'alta tensió del vehicle.
1. Connexió de contacte entre terminal i cable
La connexió entre terminals i cables es refereix a la connexió entre ambdós mitjançant un procés de crimpat o un procés de soldadura per ultrasons.Actualment, el procés de crimpat i el procés de soldadura per ultrasons s'utilitzen habitualment en arnesos de cables d'alta tensió, cadascun amb els seus propis avantatges i desavantatges.
(1) Procés de crimpat
El principi del procés de crimpat és utilitzar força externa per simplement prémer físicament el cable conductor a la part enganxada del terminal.L'alçada, l'amplada, l'estat de la secció transversal i la força de tracció del crimpat del terminal són els continguts bàsics de la qualitat del crimpat del terminal, que determinen la qualitat del crim.
Tanmateix, cal tenir en compte que la microestructura de qualsevol superfície sòlida finament processada és sempre rugosa i desigual.Després que els terminals i els cables estiguin enganxats, no és el contacte de tota la superfície de contacte, sinó el contacte d'alguns punts dispersos a la superfície de contacte., la superfície de contacte real ha de ser més petita que la superfície de contacte teòrica, que també és la raó per la qual la resistència de contacte del procés de crimpat és alta.
El crimpat mecànic es veu molt afectat pel procés de crimpat, com ara la pressió, l'alçada de crimpat, etc. El control de producció s'ha de dur a terme mitjançant mitjans com l'alçada de crimpat i l'anàlisi del perfil/anàlisi metal·logràfica.Per tant, la consistència de crimpat del procés de crim és mitjana i el desgast de l'eina és L'impacte és gran i la fiabilitat és mitjana.
El procés de crimpat de crimpat mecànic és madur i té una àmplia gamma d'aplicacions pràctiques.És un procés tradicional.Gairebé tots els grans proveïdors tenen productes d'arns de filferro que utilitzen aquest procés.
Perfils de contacte de terminals i cables mitjançant procés de crimpat
(2) Procés de soldadura per ultrasons
La soldadura per ultrasons utilitza ones de vibració d'alta freqüència per transmetre a les superfícies de dos objectes a soldar.Sota pressió, les superfícies dels dos objectes es freguen entre si per formar fusió entre les capes moleculars.
La soldadura per ultrasons 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 torna a convertir en moviment mecànic de la mateixa freqüència a través del transductor, i després el moviment mecànic es transmet al capçal de soldadura mitjançant un conjunt de dispositius de banya que poden canviar l'amplitud.El capçal de soldadura transmet l'energia de vibració rebuda a la unió de la peça a soldar.En aquesta zona, l'energia de vibració es converteix en energia calorífica mitjançant la fricció, fonent el metall.
Pel que fa al rendiment, el procés de soldadura per ultrasons té una petita resistència de contacte i un baix escalfament de sobreintensitat durant molt de temps;en termes de seguretat, és fiable i no és fàcil d'afluixar i caure sota vibracions a llarg termini;es pot utilitzar per soldar entre diferents materials;es veu afectat per l'oxidació superficial o el recobriment A continuació;la qualitat de la soldadura es pot jutjar controlant les formes d'ona rellevants del procés de crimpat.
Tot i que el cost de l'equip del procés de soldadura per ultrasons és relativament elevat i les peces metàl·liques a soldar no poden ser massa gruixudes (generalment ≤ 5 mm), la soldadura per ultrasons és un procés mecànic i no flueix corrent durant tot el procés de soldadura, de manera que no hi ha Els problemes de conducció de calor i resistivitat són les tendències futures de la soldadura d'arns de filferro d'alta tensió.
Terminals i conductors amb soldadura per ultrasons i les seves seccions de contacte
Independentment del procés de crimpat o del procés de soldadura per ultrasons, després de connectar el terminal al cable, la seva força d'extracció ha de complir els requisits estàndard.Després de connectar el cable al connector, la força d'extracció no ha de ser inferior a la força d'extracció mínima.
Hora de publicació: 06-12-2023