Prehľad vysokonapäťových konektorov
Vysokonapäťové konektory, tiež známe ako vysokonapäťové konektory, sú typom automobilového konektora.Vo všeobecnosti sa vzťahujú na konektory s prevádzkovým napätím nad 60 V a sú zodpovedné hlavne za prenos veľkých prúdov.
Vysokonapäťové konektory sa používajú najmä vo vysokonapäťových a silnoprúdových obvodoch elektrických vozidiel.Pracujú s drôtmi na prenos energie batérie cez rôzne elektrické obvody do rôznych komponentov v systéme vozidla, ako sú batérie, ovládače motora a DCDC konvertory.vysokonapäťové komponenty, ako sú meniče a nabíjačky.
V súčasnosti existujú tri hlavné štandardné systémy pre vysokonapäťové konektory, a to štandardný zásuvný modul LV, štandardný zásuvný modul USCAR a japonský štandardný zásuvný modul.Spomedzi týchto troch zásuvných modulov má LV v súčasnosti najväčší obeh na domácom trhu a najkompletnejšie procesné štandardy.
Schéma procesu montáže vysokonapäťového konektora
Základná štruktúra vysokonapäťového konektora
Vysokonapäťové konektory sa skladajú hlavne zo štyroch základných štruktúr, a to stýkačov, izolátorov, plastových plášťov a príslušenstva.
(1) Kontakty: základné časti, ktoré dopĺňajú elektrické spojenia, menovite samčie a samičie svorky, jazýčky atď.;
(2) Izolátor: podporuje kontakty a zabezpečuje izoláciu medzi kontaktmi, to znamená vnútorný plastový obal;
(3) Plastové puzdro: Obal konektora zabezpečuje zarovnanie konektora a chráni celý konektor, teda vonkajší plastový obal;
(4) Príslušenstvo: vrátane konštrukčného príslušenstva a inštalačného príslušenstva, a to polohovacie čapy, vodiace čapy, spojovacie krúžky, tesniace krúžky, otočné páky, uzamykacie konštrukcie atď.
Rozložený pohľad na vysokonapäťový konektor
Klasifikácia vysokonapäťových konektorov
Vysokonapäťové konektory možno rozlíšiť mnohými spôsobmi.Na definovanie klasifikácie konektora možno použiť to, či má konektor funkciu tienenia, počet kolíkov konektora atď.
1.Či je tam tienenie alebo nie
Vysokonapäťové konektory sa delia na netienené konektory a tienené konektory podľa toho, či majú tienenie.
Netienené konektory majú relatívne jednoduchú štruktúru, žiadnu tieniacu funkciu a relatívne nízke náklady.Používa sa na miestach, ktoré si nevyžadujú tienenie, ako sú elektrické spotrebiče zakryté kovovými skriňami, ako sú nabíjacie obvody, vnútorné priestory batérií a ovládacie prvky.
Príklady konektorov bez tieniacej vrstvy a bez konštrukcie vysokého napätia
Tienené konektory majú zložité štruktúry, požiadavky na tienenie a relatívne vysoké náklady.Je vhodný na miesta, kde sa vyžaduje tieniaca funkcia, napríklad tam, kde je vonkajšia strana elektrických spotrebičov napojená na vysokonapäťové káblové zväzky.
Konektor so tienením a dizajnom HVIL Príklad
2. Počet zástrčiek
Vysokonapäťové konektory sú rozdelené podľa počtu pripojovacích portov (PIN).V súčasnosti sa najčastejšie používajú 1P konektor, 2P konektor a 3P konektor.
1P konektor má relatívne jednoduchú štruktúru a nízku cenu.Spĺňa požiadavky na tienenie a hydroizoláciu vysokonapäťových systémov, ale proces montáže je mierne komplikovaný a operatívnosť prepracovania je zlá.Všeobecne sa používa v batériových súpravách a motoroch.
2P a 3P konektory majú zložité štruktúry a relatívne vysoké náklady.Spĺňa požiadavky na tienenie a hydroizoláciu vysokonapäťových systémov a má dobrú udržiavateľnosť.Všeobecne sa používa na vstup a výstup jednosmerného prúdu, ako napríklad na vysokonapäťových batériových súpravách, svorkách regulátora, výstupných svorkách jednosmerného prúdu nabíjačky atď.
Príklad vysokonapäťového konektora 1P/2P/3P
Všeobecné požiadavky na vysokonapäťové konektory
Vysokonapäťové konektory by mali spĺňať požiadavky špecifikované SAE J1742 a mali by mať nasledujúce technické požiadavky:
Technické požiadavky špecifikované SAE J1742
Dizajnové prvky vysokonapäťových konektorov
Požiadavky na vysokonapäťové konektory vo vysokonapäťových systémoch zahŕňajú, ale nie sú obmedzené na: výkon vysokého napätia a vysokého prúdu;potreba dosiahnuť vyššiu úroveň ochrany pri rôznych pracovných podmienkach (ako je vysoká teplota, vibrácie, náraz pri náraze, prachotesnosť a vodotesnosť atď.);Majú možnosť inštalácie;majú dobrý výkon elektromagnetického tienenia;náklady by mali byť čo najnižšie a trvalé.
Podľa vyššie uvedených charakteristík a požiadaviek, ktoré by vysokonapäťové konektory mali mať, je potrebné na začiatku návrhu vysokonapäťových konektorov vziať do úvahy nasledujúce konštrukčné prvky a vykonať cielené overenie návrhu a skúšky.
Porovnávací zoznam konštrukčných prvkov, zodpovedajúce výkonové a overovacie testy vysokonapäťových konektorov
Analýza porúch a zodpovedajúce merania vysokonapäťových konektorov
Aby sa zlepšila spoľahlivosť návrhu konektora, mal by sa najskôr analyzovať jeho poruchový režim, aby bolo možné vykonať zodpovedajúce preventívne návrhové práce.
Konektory majú zvyčajne tri hlavné spôsoby zlyhania: zlý kontakt, zlá izolácia a uvoľnená fixácia.
(1) V prípade zlého kontaktu sa na posúdenie môžu použiť indikátory, ako je statický kontaktný odpor, dynamický kontaktný odpor, sila oddeľovania jedného otvoru, spojovacie body a odolnosť komponentov proti vibráciám;
(2) Pre zlú izoláciu je možné zistiť izolačný odpor izolátora, rýchlosť degradácie izolátora v čase, indikátory veľkosti izolátora, kontakty a ďalšie časti;
(3) Pre spoľahlivosť pevného a oddeleného typu možno na posúdenie otestovať montážnu toleranciu, moment výdrže, prídržnú silu spojovacieho kolíka, silu vloženia spojovacieho kolíka, prídržnú silu v podmienkach namáhania prostredia a ďalšie indikátory terminálu a konektora.
Po analýze hlavných poruchových režimov a foriem porúch konektora je možné vykonať nasledujúce opatrenia na zlepšenie spoľahlivosti konštrukcie konektora:
(1) Vyberte príslušný konektor.
Výber konektorov by mal zohľadňovať nielen typ a počet pripojených obvodov, ale aj uľahčiť skladbu zariadenia.Napríklad kruhové konektory sú menej ovplyvnené klimatickými a mechanickými faktormi ako pravouhlé konektory, majú menšie mechanické opotrebovanie a sú spoľahlivo spojené s koncami vodičov, takže kruhové konektory by sa mali vyberať čo najviac.
(2) Čím väčší je počet kontaktov v konektore, tým nižšia je spoľahlivosť systému.Preto, ak to priestor a hmotnosť dovoľujú, skúste zvoliť konektor s menším počtom kontaktov.
(3) Pri výbere konektora by sa mali zvážiť pracovné podmienky zariadenia.
Je to preto, že celkový zaťažovací prúd a maximálny prevádzkový prúd konektora sa často určujú na základe tepla povoleného pri prevádzke v podmienkach s najvyššou teplotou okolitého prostredia.Aby sa znížila pracovná teplota konektora, mali by sa plne zvážiť podmienky rozptylu tepla konektora.Napríklad kontakty ďalej od stredu konektora možno použiť na pripojenie napájacieho zdroja, čo viac prispieva k odvodu tepla.
(4) Vodotesné a antikorózne.
Keď konektor pracuje v prostredí s korozívnymi plynmi a kvapalinami, z dôvodu zabránenia korózie je potrebné venovať pozornosť možnosti inštalácie vodorovne zo strany pri inštalácii.Ak si podmienky vyžadujú vertikálnu inštaláciu, malo by sa zabrániť zatekaniu kvapaliny do konektora pozdĺž vodičov.Vo všeobecnosti používajte vodotesné konektory.
Kľúčové body v dizajne vysokonapäťových konektorových kontaktov
Technológia kontaktného spojenia skúma hlavne kontaktnú plochu a kontaktnú silu, vrátane kontaktného spojenia medzi svorkami a vodičmi a kontaktného spojenia medzi svorkami.
Spoľahlivosť kontaktov je dôležitým faktorom pri určovaní spoľahlivosti systému a je tiež dôležitou súčasťou celej zostavy vysokonapäťového káblového zväzku.Kvôli drsnému pracovnému prostrediu niektorých svoriek, vodičov a konektorov je spojenie medzi svorkami a vodičmi a spojenie medzi svorkami a svorkami náchylné na rôzne poruchy, ako je korózia, starnutie a uvoľnenie v dôsledku vibrácií.
Vzhľadom na to, že poruchy elektrických káblových zväzkov spôsobené poškodením, uvoľnením, odpadnutím a poruchou kontaktov predstavujú viac ako 50 % porúch v celom elektrickom systéme, mala by sa pri návrhu spoľahlivosti kontaktov venovať plná pozornosť návrhu spoľahlivosti kontaktov. vysokonapäťový elektrický systém vozidla.
1. Kontaktné spojenie medzi svorkou a vodičom
Spojenie medzi svorkami a drôtmi sa vzťahuje na spojenie medzi nimi prostredníctvom procesu krimpovania alebo procesu ultrazvukového zvárania.V súčasnosti sa vo vysokonapäťových káblových zväzkoch bežne používa proces krimpovania a ultrazvukového zvárania, pričom každý má svoje výhody a nevýhody.
(1) Proces krimpovania
Princípom krimpovacieho procesu je použitie vonkajšej sily na jednoduché fyzické stlačenie vodiča do krimpovanej časti koncovky.Výška, šírka, stav prierezu a ťažná sila krimpovania koncoviek sú základnými obsahmi kvality zlisovania koncoviek, ktoré určujú kvalitu zlisovania.
Je však potrebné poznamenať, že mikroštruktúra akéhokoľvek jemne spracovaného pevného povrchu je vždy drsná a nerovnomerná.Po zlisovaní svoriek a vodičov nejde o kontakt celej kontaktnej plochy, ale o kontakt niektorých bodov rozptýlených na kontaktnej ploche.skutočná kontaktná plocha musí byť menšia ako teoretická kontaktná plocha, čo je tiež dôvod, prečo je prechodový odpor procesu krimpovania vysoký.
Mechanické krimpovanie je značne ovplyvnené procesom krimpovania, ako je tlak, výška krimpovania atď. Kontrola výroby sa musí vykonávať pomocou prostriedkov, ako je výška krimpovania a analýza profilu/metalografická analýza.Preto je konzistencia krimpovania pri krimpovacom procese priemerná a opotrebovanie nástroja je Vplyv je veľký a spoľahlivosť priemerná.
Proces mechanického krimpovania je vyspelý a má široké spektrum praktických aplikácií.Ide o tradičný proces.Takmer všetci veľkí dodávatelia používajú tento proces na káblové zväzky.
Profily kontaktov svoriek a drôtov pomocou procesu krimpovania
(2) Proces ultrazvukového zvárania
Ultrazvukové zváranie využíva vysokofrekvenčné vibračné vlny na prenos na povrchy dvoch predmetov, ktoré sa majú zvárať.Pod tlakom sa povrchy dvoch predmetov o seba trú a vytvárajú fúziu medzi molekulárnymi vrstvami.
Ultrazvukové zváranie využíva ultrazvukový generátor na premenu prúdu 50/60 Hz na elektrickú energiu 15, 20, 30 alebo 40 kHz.Prevedená vysokofrekvenčná elektrická energia sa opäť premení na mechanický pohyb rovnakej frekvencie cez prevodník a potom sa mechanický pohyb prenesie do zváracej hlavy cez sadu hornových zariadení, ktoré môžu meniť amplitúdu.Zváracia hlava prenáša prijatú vibračnú energiu do spoja zváraného obrobku.V tejto oblasti sa vibračná energia premieňa na tepelnú energiu trením, čím sa kov roztaví.
Z hľadiska výkonu má proces ultrazvukového zvárania malý kontaktný odpor a nízke nadprúdové zahrievanie po dlhú dobu;z hľadiska bezpečnosti je spoľahlivý a nie je ľahké ho uvoľniť a spadnúť pri dlhodobých vibráciách;môže byť použitý na zváranie medzi rôznymi materiálmi;je ovplyvnená povrchovou oxidáciou alebo povlakom Ďalej;kvalitu zvárania možno posúdiť sledovaním príslušných kriviek procesu krimpovania.
Hoci náklady na zariadenie procesu ultrazvukového zvárania sú relatívne vysoké a kovové časti, ktoré sa majú zvárať, nemôžu byť príliš hrubé (vo všeobecnosti ≤5 mm), ultrazvukové zváranie je mechanický proces a počas celého procesu zvárania nepreteká žiadny prúd, takže neexistuje Problémy vedenia tepla a rezistivity sú budúcimi trendmi vysokonapäťového zvárania káblových zväzkov.
Svorky a vodiče s ultrazvukovým zváraním a ich kontaktné prierezy
Bez ohľadu na proces krimpovania alebo procesu ultrazvukového zvárania, po pripojení koncovky k drôtu musí jej odťahová sila spĺňať štandardné požiadavky.Po pripojení drôtu ku konektoru by sila ťahu nemala byť menšia ako minimálna sila ťahu.
Čas odoslania: 06. december 2023