Visión xeral do conector de alta tensión
Os conectores de alta tensión, tamén coñecidos como conectores de alta tensión, son un tipo de conector de automoción. Xeralmente refírense a conectores cunha tensión de funcionamento superior a 60V e son os principais responsables de transmitir grandes correntes.
Os conectores de alta tensión úsanse principalmente en circuítos de alta tensión e de alta corrente de vehículos eléctricos. Funcionan con fíos para transportar a enerxía do paquete de baterías a través de diferentes circuítos eléctricos a varios compoñentes do sistema de vehículos, como paquetes de baterías, controladores de motor e convertedores DCDC. Compoñentes de alta tensión como convertedores e cargadores.
Na actualidade, hai tres sistemas estándar principais para conectores de alta tensión, concretamente o complemento estándar LV, o complemento estándar de USCAR e o complemento estándar xaponés. Entre estes tres complementos, LV ten actualmente a maior circulación no mercado interno e os estándares de proceso máis completos.
Diagrama de procesos de montaxe de conector de alta tensión
Estrutura básica do conector de alta tensión
Os conectores de alta tensión están compostos principalmente por catro estruturas básicas, é dicir, os contactores, os illantes, as cunchas de plástico e os accesorios.
(1) Contactos: pezas básicas que completan conexións eléctricas, é dicir, terminais masculinos e femininos, cañas, etc.;
(2) illante: admite os contactos e asegura o illamento entre os contactos, é dicir, a cuncha de plástico interno;
(3) cuncha de plástico: a cuncha do conector asegura o aliñamento do conector e protexe todo o conector, é dicir, a cuncha de plástico exterior;
(4) Accesorios: incluíndo accesorios estruturais e accesorios de instalación, a saber os pasadores de posicionamento, pinos de guía, aneis de conexión, aneis de selado, palancas rotativas, estruturas de bloqueo, etc.
Vista de conector de alta tensión explotada
Clasificación de conectores de alta tensión
Os conectores de alta tensión pódense distinguir de varias formas. Se o conector ten unha función de blindaje, o número de pasadores do conector, etc. pódese usar para definir a clasificación do conector.
1.Se hai ou non blindaje
Os conectores de alta tensión divídense en conectores non protexidos e conectores blindados segundo se teñen funcións de blindaje.
Os conectores non protexidos teñen unha estrutura relativamente sinxela, sen función de blindaje e un custo relativamente baixo. Usado en lugares que non precisan blindaje, como aparellos eléctricos cubertos por casos metálicos como circuítos de carga, interiores de paquete de baterías e interiores de control.
Exemplos de conectores sen capa de blindaje e sen deseño de interbloqueo de alta tensión
Os conectores blindados teñen estruturas complexas, requisitos de blindaje e custos relativamente elevados. É adecuado para lugares onde se require a función de blindaje, como onde o exterior dos aparellos eléctricos está conectado a arneses de cableado de alta tensión.
Conector con escudo e exemplo de deseño hvil
2. Número de enchufes
Os conectores de alta tensión divídense segundo o número de portos de conexión (PIN). Actualmente, os máis usados son o conector de 1p, o conector 2p e o conector 3p.
O conector 1P ten unha estrutura relativamente sinxela e baixo custo. Cumpre os requisitos de blindaje e impermeabilización de sistemas de alta tensión, pero o proceso de montaxe é lixeiramente complicado e a operación de reelaboración é deficiente. Xeralmente usado en paquetes de baterías e motores.
Os conectores 2p e 3p teñen estruturas complexas e custos relativamente altos. Cumpre os requisitos de blindaje e impermeabilización de sistemas de alta tensión e ten unha boa mantemento. Xeralmente usado para a entrada e saída de corrente continua, como en paquetes de baterías de alta tensión, terminais do controlador, terminais de saída DC de cargador, etc.
Exemplo de conector de alta tensión de 1p/2p/3p
Requisitos xerais para conectores de alta tensión
Os conectores de alta tensión deben cumprir os requisitos especificados por SAE J1742 e ter os seguintes requisitos técnicos:
Requisitos técnicos especificados por SAE J1742
Elementos de deseño de conectores de alta tensión
Os requisitos para conectores de alta tensión en sistemas de alta tensión inclúen pero non se limitan a: alta tensión e alto rendemento de corrente; a necesidade de poder alcanzar maiores niveis de protección en diversas condicións de traballo (como alta temperatura, vibración, impacto de colisión, a proba de po e impermeables, etc.); Ter instalabilidade; ten un bo rendemento de blindaje electromagnético; O custo debe ser o máis baixo posible e duradeiro.
Segundo as características e requisitos anteriores que deberían ter os conectores de alta tensión, ao comezo do deseño de conectores de alta tensión, hai que ter en conta os seguintes elementos de deseño e se realizan o deseño e a verificación de probas dirixidas.
Lista de comparación de elementos de deseño, correspondentes probas de rendemento e verificación de conectores de alta tensión
Análise de fallos e medidas correspondentes de conectores de alta tensión
Para mellorar a fiabilidade do deseño de conectores, o seu modo de fallo debe analizarse primeiro para que se poida facer un traballo de deseño preventivo correspondente.
Os conectores adoitan ter tres modos de fallo principais: contacto deficiente, illamento deficiente e fixación solta.
(1) Para un contacto deficiente, pódense empregar indicadores como resistencia ao contacto estático, resistencia ao contacto dinámico, forza de separación dun só burato, puntos de conexión e resistencia ás vibracións dos compoñentes;
(2) para un mal illamento, pódense detectar a resistencia ao illamento do illante, a taxa de degradación do tempo do illante, os indicadores de tamaño do illante, contactos e outras partes para xulgar;
(3) Para a fiabilidade do tipo fixo e separado, a tolerancia do conxunto, o momento de resistencia, a forza de retención de pinos, a forza de inserción de pinos, a forza de retención en condicións de estrés ambiental e outros indicadores do terminal e o conector poden ser probados ao xuíz.
Despois de analizar os principais modos de fallo e formas de fallo do conector, pódense adoptar as seguintes medidas para mellorar a fiabilidade do deseño do conector:
(1) Seleccione o conector adecuado.
A selección de conectores non só debe considerar o tipo e o número de circuítos conectados, senón que tamén facilitar a composición do equipo. Por exemplo, os conectores circulares están menos afectados por factores climáticos e mecánicos que os conectores rectangulares, teñen menos desgaste mecánico e están conectados de forma fiable aos extremos do fío, polo que os conectores circulares deben ser seleccionados o máximo posible.
(2) Canto maior sexa o número de contactos nun conector, menor será a fiabilidade do sistema. Polo tanto, se o espazo e o peso permiten, intente escoller un conector cun número menor de contactos.
(3) Ao seleccionar un conector, deben considerarse as condicións de traballo do equipo.
Isto débese a que a corrente total de carga e a corrente máxima de funcionamento do conector adoitan determinarse en función da calor permitida ao funcionar nas condicións de temperatura máis altas do ambiente circundante. Para reducir a temperatura de traballo do conector, deberían considerarse completamente as condicións de disipación de calor do conector. Por exemplo, os contactos máis lonxe do centro do conector pódense usar para conectar a fonte de alimentación, que é máis propicio para a disipación de calor.
(4) Profesor e anticorrosión.
Cando o conector funciona nun ambiente con gases e líquidos corrosivos, para evitar a corrosión, debe prestar atención á posibilidade de instalalo horizontalmente desde o lado durante a instalación. Cando as condicións requiren unha instalación vertical, debe evitarse que o líquido flúa no conector ao longo dos cables. Xeralmente usa conectores impermeables.
Puntos clave no deseño de contactos de conectores de alta tensión
A tecnoloxía de conexión de contacto examina principalmente a área de contacto e a forza de contacto, incluída a conexión de contacto entre terminais e fíos e a conexión de contacto entre terminais.
A fiabilidade dos contactos é un factor importante para determinar a fiabilidade do sistema e tamén é unha parte importante de toda a montaxe do cableado de alta tensión. Debido ao duro ambiente de traballo dalgúns terminais, fíos e conectores, a conexión entre terminais e fíos e a conexión entre terminais e terminais son propensas a diversos fallos, como a corrosión, o envellecemento e o soltura debido á vibración.
Dado que os fallos do cableado eléctrico causados por danos, soltura, caída e falla de contactos representan máis do 50% dos fallos en todo o sistema eléctrico, débese prestar toda a atención ao deseño de fiabilidade dos contactos no deseño de fiabilidade do sistema eléctrico de alta tensión do vehículo.
1. Conexión de contacto entre o terminal e o fío
A conexión entre terminais e fíos refírese á conexión entre os dous a través dun proceso de crimping ou a un proceso de soldadura por ultrasóns. Na actualidade, o proceso de crimping e o proceso de soldadura por ultrasóns úsanse habitualmente en arneses de alta tensión, cada un coas súas propias vantaxes e desvantaxes.
(1) Proceso de crimping
O principio do proceso de crimping é empregar forza externa para simplemente espremer físicamente o fío do condutor na parte do terminal. A altura, o ancho, o estado transversal e a forza de tracción da crimping terminal son o contido fundamental da calidade de crimping terminal, que determinan a calidade da crimping.
Non obstante, cabe sinalar que a microestrutura de calquera superficie sólida procesada finamente é sempre áspera e desigual. Despois de que os terminais e os fíos sexan arruinados, non é o contacto de toda a superficie de contacto, senón o contacto dalgúns puntos espallados na superficie de contacto. , a superficie de contacto real debe ser menor que a superficie de contacto teórica, que tamén é a razón pola que a resistencia de contacto do proceso de crimping é alta.
O crimping mecánico está moi afectado polo proceso de crimping, como a presión, a altura de crimping, etc. O control da produción debe realizarse a través de medios como a altura de crimping e a análise de perfil/análise mealográfica. Polo tanto, a coherencia de crimping do proceso de crimping é media e o desgaste das ferramentas é o impacto é grande e a fiabilidade é media.
O proceso de crimping de crimping mecánico é maduro e ten unha ampla gama de aplicacións prácticas. É un proceso tradicional. Case todos os grandes provedores teñen produtos de arnés de arame usando este proceso.
Perfís de contacto terminal e fíos mediante proceso de crimping
（2) Proceso de soldadura por ultrasóns
A soldadura por ultrasóns usa ondas de vibración de alta frecuencia para transmitir ás superficies de dous obxectos a soldar. Baixo a presión, as superficies dos dous obxectos frotan uns contra outros para formar fusión entre as capas moleculares.
A soldadura por ultrasóns usa un xerador de ultrasóns para converter a corrente de 50/60 Hz en enerxía eléctrica de 15, 20, 30 ou 40 kHz. A enerxía eléctrica de alta frecuencia convertida convértese de novo en movemento mecánico da mesma frecuencia a través do transductor, e logo o movemento mecánico transmítese á cabeza de soldadura a través dun conxunto de dispositivos de corno que poden cambiar a amplitude. A cabeza de soldadura transmite a enerxía de vibración recibida á articulación da peza para ser soldada. Nesta zona, a enerxía de vibración convértese en enerxía térmica mediante fricción, fundindo o metal.
En termos de rendemento, o proceso de soldadura por ultrasóns ten unha pequena resistencia de contacto e un calefacción de sobrecorrente baixa durante moito tempo; En termos de seguridade, é fiable e non é fácil de soltar e caer baixo vibración a longo prazo; Pódese usar para soldar entre diferentes materiais; Está afectado pola oxidación superficial ou o revestimento a continuación; A calidade da soldadura pódese xulgar controlando as formas de onda pertinentes do proceso de crimping.
Aínda que o custo dos equipos do proceso de soldadura por ultrasóns é relativamente alto, e as pezas metálicas que se soldan non poden ser demasiado grosas (xeralmente ≤5 mm), a soldadura por ultrasóns é un proceso mecánico e non hai fluxos actuais durante todo o proceso de soldadura, polo que non hai os problemas de condución de calor e resistividade son as futuras tendencias de alta tensión de cachorro de cachorro.
Terminais e condutores con soldadura por ultrasóns e as súas seccións de contacto
Independentemente do proceso de crimping ou do proceso de soldadura por ultrasóns, despois de que o terminal estea conectado ao fío, a súa forza de retirada debe cumprir os requisitos estándar. Despois de que o fío estea conectado ao conector, a forza de retirada non debe ser inferior á forza mínima de retirada.
Tempo de publicación: decembro do 06-2023