Visión xeral do conector de alta tensión
Os conectores de alta tensión, tamén coñecidos como conectores de alta tensión, son un tipo de conector para automóbiles.Xeralmente refírense a conectores cunha tensión de funcionamento superior a 60 V e son os principais responsables de transmitir grandes correntes.
Os conectores de alta tensión utilízanse principalmente en circuítos de alta tensión e alta corrente de vehículos eléctricos.Funcionan con fíos para transportar a enerxía da batería a través de diferentes circuítos eléctricos a varios compoñentes do sistema do vehículo, como paquetes de baterías, controladores de motores e conversores DCDC.compoñentes de alta tensión como conversores e cargadores.
Actualmente, existen tres sistemas estándar principais para conectores de alta tensión, a saber, o plug-in estándar LV, o plug-in estándar USCAR e o plug-in estándar xaponés.Entre estes tres complementos, LV ten actualmente a maior circulación no mercado doméstico e os estándares de proceso máis completos.
Diagrama do proceso de montaxe de conectores de alta tensión
Estrutura básica do conector de alta tensión
Os conectores de alta tensión están compostos principalmente por catro estruturas básicas, a saber, contactores, illantes, carcasas de plástico e accesorios.
(1) Contactos: pezas fundamentais que completan as conexións eléctricas, é dicir, terminais macho e femia, cañas, etc.;
(2) Illante: soporta os contactos e garante o illamento entre os contactos, é dicir, a carcasa de plástico interior;
(3) Carcasa de plástico: a carcasa do conector garante o aliñamento do conector e protexe todo o conector, é dicir, a carcasa de plástico exterior;
(4) Accesorios: incluíndo accesorios estruturais e accesorios de instalación, a saber, pasadores de posicionamento, pasadores guía, aneis de conexión, aneis de selado, pancas xiratorias, estruturas de bloqueo, etc.
Vista explosionada do conector de alta tensión
Clasificación dos conectores de alta tensión
Os conectores de alta tensión pódense distinguir de varias maneiras.Se o conector ten unha función de apantallamento, o número de pinos do conector, etc. pódense usar para definir a clasificación do conector.
1.Se hai ou non blindaxe
Os conectores de alta tensión divídense en conectores non apantallados e conectores apantallados segundo teñan funcións de apantallamento.
Os conectores non apantallados teñen unha estrutura relativamente sinxela, sen función de apantallamento e un custo relativamente baixo.Úsase en lugares que non requiren blindaxe, como aparellos eléctricos cubertos por carcasas metálicas, como circuítos de carga, interiores de baterías e interiores de control.
Exemplos de conectores sen capa de blindaxe e sen deseño de bloqueo de alta tensión
Os conectores blindados teñen estruturas complexas, requisitos de blindaxe e custos relativamente elevados.É axeitado para lugares onde se require a función de blindaxe, como onde o exterior dos aparellos eléctricos está conectado a cables de alta tensión.
Conector con blindaxe e deseño HVIL Exemplo
2. Número de enchufes
Os conectores de alta tensión divídense segundo o número de portos de conexión (PIN).Actualmente, os máis utilizados son o conector 1P, o conector 2P e o conector 3P.
O conector 1P ten unha estrutura relativamente sinxela e un custo baixo.Cumpre os requisitos de blindaxe e impermeabilización dos sistemas de alta tensión, pero o proceso de montaxe é lixeiramente complicado e a operatividade de reelaboración é pobre.Úsase xeralmente en baterías e motores.
Os conectores 2P e 3P teñen estruturas complexas e custos relativamente elevados.Cumpre os requisitos de blindaxe e impermeabilización dos sistemas de alta tensión e ten unha boa capacidade de mantemento.Xeralmente úsase para entrada e saída de CC, como baterías de alta tensión, terminais de controlador, terminais de saída de CC do cargador, etc.
Exemplo de conector de alta tensión 1P/2P/3P
Requisitos xerais para conectores de alta tensión
Os conectores de alta tensión deben cumprir cos requisitos especificados pola SAE J1742 e ter os seguintes requisitos técnicos:
Requisitos técnicos especificados pola SAE J1742
Elementos de deseño de conectores de alta tensión
Os requisitos para os conectores de alta tensión en sistemas de alta tensión inclúen, pero non se limitan a: rendemento de alta tensión e alta corrente;a necesidade de ser capaz de acadar niveis de protección máis altos en varias condicións de traballo (como alta temperatura, vibracións, impactos de colisión, a proba de po e impermeable, etc.);Ter instalabilidade;ter un bo rendemento de blindaxe electromagnética;o custo debe ser o máis baixo posible e duradeiro.
De acordo coas características e requisitos anteriores que deben ter os conectores de alta tensión, ao comezo do deseño dos conectores de alta tensión, débense ter en conta os seguintes elementos de deseño e levar a cabo un deseño específico e verificación de probas.
Lista comparativa de elementos de deseño, probas de rendemento e verificación correspondentes de conectores de alta tensión
Análise de avarías e medidas correspondentes de conectores de alta tensión
Co fin de mellorar a fiabilidade do deseño do conector, primeiro debe analizarse o seu modo de fallo para poder realizar o traballo de deseño preventivo correspondente.
Os conectores adoitan ter tres modos de falla principais: mal contacto, mal illamento e fixación solta.
(1) Para un mal contacto, pódense utilizar indicadores como a resistencia de contacto estático, a resistencia de contacto dinámico, a forza de separación dun só burato, os puntos de conexión e a resistencia ás vibracións dos compoñentes para xulgar;
(2) Para un mal illamento, a resistencia de illamento do illante, a taxa de degradación do tempo do illante, os indicadores de tamaño do illante, os contactos e outras pezas pódense detectar para xulgar;
(3) Para a fiabilidade do tipo fixo e separado, a tolerancia de montaxe, o momento de resistencia, a forza de retención do pin de conexión, a forza de inserción do pin de conexión, a forza de retención en condicións de estrés ambiental e outros indicadores do terminal e do conector pódense probar para xulgar.
Despois de analizar os principais modos de fallo e formas de fallo do conector, pódense tomar as seguintes medidas para mellorar a fiabilidade do deseño do conector:
(1) Seleccione o conector axeitado.
A selección de conectores non só debe considerar o tipo e número de circuítos conectados, senón que tamén debe facilitar a composición do equipo.Por exemplo, os conectores circulares están menos afectados polos factores climáticos e mecánicos que os conectores rectangulares, teñen menos desgaste mecánico e están conectados de forma fiable aos extremos dos cables, polo que os conectores circulares deben seleccionarse na medida do 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 o permiten, intente escoller un conector cun menor número de contactos.
(3) Ao seleccionar un conector, débense considerar as condicións de traballo do equipo.
Isto débese a que a corrente de carga total e a corrente máxima de funcionamento do conector adoitan determinarse en función da calor permitida cando se opera nas condicións de temperatura máis altas do ambiente circundante.Para reducir a temperatura de traballo do conector, débense ter en conta as condicións de disipación de calor do conector.Por exemplo, os contactos máis afastados do centro do conector pódense usar para conectar a fonte de alimentación, o que é máis propicio para a disipación de calor.
(4) Impermeable e anticorrosión.
Cando o conector funciona nun ambiente con gases e líquidos corrosivos, para evitar a corrosión, debe prestarse atención á posibilidade de instalalo horizontalmente desde o lado durante a instalación.Cando as condicións requiran a instalación vertical, debe evitarse que o líquido flúe ao conector ao longo dos cables.Xeralmente use 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, incluíndo a conexión de contacto entre terminais e fíos e a conexión de contacto entre os terminais.
A fiabilidade dos contactos é un factor importante para determinar a fiabilidade do sistema e tamén é unha parte importante de todo o conxunto do arnés de 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 varios fallos, como corrosión, envellecemento e afrouxamento debido á vibración.
Dado que os fallos do mazo de cables eléctricos causados por danos, solturas, caídas e fallos de contactos representan máis do 50% dos fallos en todo o sistema eléctrico, debe prestarse toda a atención ao deseño de fiabilidade dos contactos no deseño de fiabilidade do sistema eléctrico. sistema eléctrico de alta tensión do vehículo.
1. Conexión de contacto entre terminal e cable
A conexión entre terminais e fíos refírese á conexión entre ambos mediante un proceso de prensado ou un proceso de soldadura por ultrasóns.Na actualidade, o proceso de prensado e o proceso de soldadura por ultrasóns úsanse habitualmente en arneses de cables de alta tensión, cada un coas súas propias vantaxes e desvantaxes.
(1) Proceso de prensado
O principio do proceso de prensado é usar forza externa para simplemente espremer fisicamente o fío condutor na parte engarzada do terminal.A altura, a anchura, o estado da sección transversal e a forza de tracción do engarzado do terminal son os contidos básicos da calidade do prensado do terminal, que determinan a calidade do engarzado.
Non obstante, hai que ter en conta que a microestrutura de calquera superficie sólida finamente procesada é sempre áspera e irregular.Despois de que os terminais e os fíos estean engastados, non é o contacto de toda a superficie de contacto, senón o contacto dalgúns puntos espallados pola superficie de contacto., a superficie de contacto real debe ser menor que a superficie de contacto teórica, o que tamén é a razón pola que a resistencia de contacto do proceso de prensado é alta.
O engaste mecánico vese moi afectado polo proceso de prensado, como a presión, a altura de prensado, etc. O control da produción debe realizarse a través de medios como a altura de prensado e a análise de perfil/análise metalográfica.Polo tanto, a consistencia de prensado do proceso de prensado é media e o desgaste da ferramenta é O impacto é grande e a fiabilidade é media.
O proceso de prensado de prensado mecánico é maduro e ten unha ampla gama de aplicacións prácticas.É un proceso tradicional.Case todos os grandes provedores teñen produtos de arneses que utilizan este proceso.
Perfís de contacto de terminal e cable mediante proceso de prensado
(2) Proceso de soldadura por ultrasóns
A soldadura ultrasónica utiliza ondas de vibración de alta frecuencia para transmitir ás superficies de dous obxectos a soldar.Baixo presión, as superficies dos dous obxectos frotan unha contra a outra 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 transdutor, e despois o movemento mecánico transmítese ao cabezal de soldadura a través dun conxunto de dispositivos de corna que poden cambiar a amplitude.O cabezal de soldadura transmite a enerxía de vibración recibida á unión da peza a soldar.Nesta zona, a enerxía de vibración convértese en enerxía térmica a través da fricción, fundíndose o metal.
En termos de rendemento, o proceso de soldadura por ultrasóns ten unha pequena resistencia de contacto e unha baixa sobreintensidade de calefacción durante moito tempo;en termos de seguridade, é fiable e non é fácil de soltar e caer baixo vibracións a longo prazo;pódese usar para soldar entre diferentes materiais;é afectado pola oxidación da superficie ou o revestimento A continuación;a calidade da soldadura pódese xulgar controlando as formas de onda relevantes do proceso de prensado.
Aínda que o custo do equipo do proceso de soldadura por ultrasóns é relativamente alto e as pezas metálicas a soldar non poden ser demasiado grosas (xeralmente ≤5 mm), a soldadura por ultrasóns é un proceso mecánico e non circula corrente durante todo o proceso de soldadura, polo que non hai Os problemas de condución de calor e resistividade son as tendencias futuras da soldadura de arneses de alta tensión.
Bornes e condutores con soldadura ultrasónica e as súas seccións de contacto
Independentemente do proceso de prensado ou de soldadura por ultrasóns, despois de que o terminal estea conectado ao fío, a súa forza de extracción debe cumprir os requisitos estándar.Despois de conectar o cable ao conector, a forza de extracción non debe ser inferior á forza de extracción mínima.
Hora de publicación: Dec-06-2023