Преглед на съединителя за високо напрежение
Съединителите за високо напрежение, известни също като съединители за високо напрежение, са вид автомобилни съединители.Те обикновено се отнасят за конектори с работно напрежение над 60V и са отговорни главно за предаване на големи токове.
Съединителите за високо напрежение се използват главно във вериги за високо напрежение и висок ток на електрически превозни средства.Те работят с кабели, за да транспортират енергията на акумулаторния пакет през различни електрически вериги до различни компоненти в системата на превозното средство, като батерийни пакети, моторни контролери и DCDC преобразуватели.високоволтови компоненти като преобразуватели и зарядни устройства.
Понастоящем има три основни стандартни системи за съединители за високо напрежение, а именно стандартен плъгин LV, стандартен плъгин USCAR и японски стандартен плъгин.Сред тези три добавки, LV в момента има най-голямото разпространение на вътрешния пазар и най-пълните стандарти за процеси.
Диаграма на процеса на сглобяване на конектор за високо напрежение
Основна структура на конектор за високо напрежение
Съединителите за високо напрежение се състоят главно от четири основни структури, а именно контактори, изолатори, пластмасови черупки и аксесоари.
(1) Контакти: части на ядрото, които осъществяват електрически връзки, а именно мъжки и женски клеми, ябълки и др.;
(2) Изолатор: поддържа контактите и осигурява изолацията между контактите, тоест вътрешната пластмасова обвивка;
(3) Пластмасова обвивка: Черупката на конектора осигурява подравняването на конектора и защитава целия конектор, тоест външната пластмасова обвивка;
(4) Аксесоари: включително структурни аксесоари и аксесоари за монтаж, а именно позициониращи щифтове, водещи щифтове, свързващи пръстени, уплътнителни пръстени, въртящи се лостове, заключващи конструкции и др.
Конектор за високо напрежение в разглобен вид
Класификация на съединителите за високо напрежение
Съединителите за високо напрежение могат да бъдат разграничени по няколко начина.Дали конекторът има функция за екраниране, броят на щифтовете на конектора и т.н. могат да се използват за определяне на класификацията на конектора.
1.Независимо дали има или няма екранировка
Съединителите за високо напрежение се разделят на неекранирани съединители и екранирани съединители според това дали имат екраниращи функции.
Неекранираните съединители имат сравнително проста структура, без екранираща функция и сравнително ниска цена.Използва се на места, които не изискват екраниране, като например електрически уреди, покрити с метални кутии, като вериги за зареждане, вътрешности на батерии и вътрешности за контрол.
Примери за съединители без екраниращ слой и без високоволтово блокиране
Екранираните съединители имат сложни структури, изисквания за екраниране и относително високи разходи.Подходящо е за места, където се изисква екранираща функция, като например където външната част на електрическите уреди е свързана към високоволтови кабелни снопове.
Конектор с екран и HVIL дизайн Пример
2. Брой щепсели
Конекторите за високо напрежение се разделят според броя на портовете за свързване (PIN).В момента най-често използваните са 1P конектор, 2P конектор и 3P конектор.
1P конекторът има сравнително проста структура и ниска цена.Той отговаря на изискванията за екраниране и хидроизолация на системи с високо напрежение, но процесът на сглобяване е леко сложен и възможността за преработка е лоша.Обикновено се използва в батерии и двигатели.
2P и 3P съединителите имат сложни структури и относително високи разходи.Той отговаря на изискванията за екраниране и хидроизолация на системи с високо напрежение и има добра поддръжка.Обикновено се използва за вход и изход за постоянен ток, като на батерии с високо напрежение, клеми на контролера, изходни клеми за постоянен ток на зарядно устройство и др.
Пример за конектор за високо напрежение 1P/2P/3P
Общи изисквания за съединители за високо напрежение
Съединителите за високо напрежение трябва да отговарят на изискванията, определени от SAE J1742, и да имат следните технически изисквания:
Технически изисквания, определени от SAE J1742
Конструктивни елементи на съединители за високо напрежение
Изискванията за съединители за високо напрежение в системи за високо напрежение включват, но не се ограничават до: високо напрежение и висок ток;необходимостта от постигане на по-високи нива на защита при различни работни условия (като висока температура, вибрации, удар при сблъсък, прахоустойчивост и водоустойчивост и др.);Има възможност за инсталиране;имат добро електромагнитно екраниране;цената трябва да е възможно най-ниска и трайна.
Съгласно горните характеристики и изисквания, които високоволтовите съединители трябва да имат, в началото на проектирането на високоволтови съединители трябва да се вземат под внимание следните конструктивни елементи и да се извърши целенасочен дизайн и тестова проверка.
Сравнителен списък на конструктивни елементи, съответстваща производителност и тестове за проверка на съединители за високо напрежение
Анализ на повредата и съответните мерки на съединители за високо напрежение
За да се подобри надеждността на дизайна на конектора, неговият режим на повреда трябва първо да бъде анализиран, така че да може да се извърши съответната превантивна работа по проектирането.
Съединителите обикновено имат три основни режима на повреда: лош контакт, лоша изолация и хлабава фиксация.
(1) За лош контакт могат да се използват индикатори като статично контактно съпротивление, динамично контактно съпротивление, сила на разделяне на един отвор, точки на свързване и устойчивост на вибрации на компонентите;
(2) За лоша изолация, съпротивлението на изолацията на изолатора, скоростта на разграждане на изолатора във времето, индикаторите за размер на изолатора, контактите и други части могат да бъдат открити, за да се прецени;
(3) За надеждността на фиксирания и отделен тип могат да бъдат тествани толерансът на сглобяване, моментът на издръжливост, силата на задържане на свързващия щифт, силата на вкарване на свързващия щифт, силата на задържане при условия на стрес на околната среда и други показатели на клемата и конектора.
След анализиране на основните режими на повреда и форми на повреда на съединителя, могат да се предприемат следните мерки за подобряване на надеждността на конструкцията на съединителя:
(1) Изберете подходящия конектор.
Изборът на конектори трябва не само да отчита вида и броя на свързаните вериги, но и да улеснява състава на оборудването.Например, кръглите съединители са по-малко засегнати от климатични и механични фактори, отколкото правоъгълните съединители, имат по-малко механично износване и са надеждно свързани към краищата на проводника, така че кръглите съединители трябва да бъдат избрани колкото е възможно повече.
(2) Колкото по-голям е броят на контактите в конектора, толкова по-ниска е надеждността на системата.Ето защо, ако пространството и теглото позволяват, опитайте се да изберете конектор с по-малък брой контакти.
(3) При избора на конектор трябва да се имат предвид условията на работа на оборудването.
Това е така, защото общият ток на натоварване и максималният работен ток на съединителя често се определят въз основа на топлината, разрешена при работа при най-високите температурни условия на околната среда.За да се намали работната температура на конектора, трябва да се вземат предвид условията за разсейване на топлината на конектора.Например контакти, които са по-далеч от центъра на конектора, могат да се използват за свързване на захранването, което е по-благоприятно за разсейване на топлината.
(4) Водоустойчив и антикорозионен.
Когато конекторът работи в среда с корозивни газове и течности, за да се предотврати корозия, трябва да се обърне внимание на възможността за хоризонтално монтиране отстрани по време на монтажа.Когато условията изискват вертикална инсталация, течността трябва да бъде предотвратена от изтичане в конектора по дължината на проводниците.Обикновено използвайте водоустойчиви съединители.
Основни моменти при проектирането на високоволтови съединителни контакти
Технологията за контактна връзка изследва главно контактната площ и контактната сила, включително контактната връзка между клемите и проводниците и контактната връзка между клемите.
Надеждността на контактите е важен фактор при определяне на надеждността на системата и също така е важна част от целия комплект кабелни снопове за високо напрежение.Поради суровата работна среда на някои клеми, проводници и съединители, връзката между клемите и проводниците и връзката между клемите и клемите са податливи на различни повреди, като корозия, стареене и разхлабване поради вибрации.
Тъй като повредите в снопа на електрическите кабели, причинени от повреда, разхлабване, падане и повреда на контактите, представляват повече от 50% от повредите в цялата електрическа система, трябва да се обърне пълно внимание на дизайна за надеждност на контактите в проекта за надеждност на високоволтовата електрическа система на автомобила.
1. Контактна връзка между клема и проводник
Връзката между клеми и проводници се отнася до връзката между двете чрез процес на кримпване или процес на ултразвуково заваряване.Понастоящем процесът на кримпване и процесът на ултразвуково заваряване обикновено се използват в кабелни снопове за високо напрежение, всеки със своите предимства и недостатъци.
(1) Процес на кримпване
Принципът на процеса на кримпване е да се използва външна сила за просто физическо притискане на проводника в гофрираната част на клемата.Височината, ширината, състоянието на напречното сечение и силата на издърпване на кримпването на клемите са основното съдържание на качеството на кримпване на клемите, което определя качеството на кримпване.
Все пак трябва да се отбележи, че микроструктурата на всяка фино обработена твърда повърхност винаги е грапава и неравна.След като клемите и проводниците са гофрирани, това не е контактът на цялата контактна повърхност, а контактът на някои точки, разпръснати по контактната повърхност., действителната контактна повърхност трябва да бъде по-малка от теоретичната контактна повърхност, което също е причината, поради която контактното съпротивление на процеса на кримпване е високо.
Механичното кримпване се влияе в голяма степен от процеса на кримпване, като налягане, височина на кримпване и т.н. Контролът на производството трябва да се извършва чрез средства като височина на кримпване и анализ на профила/металографски анализ.Следователно консистенцията на кримпване на процеса на кримпване е средна и износването на инструмента е. Ударът е голям и надеждността е средна.
Процесът на кримпване на механично кримпване е зрял и има широк спектър от практически приложения.Това е традиционен процес.Почти всички големи доставчици имат продукти за кабелни снопове, използващи този процес.
Контактни профили на клеми и проводници чрез кримпване
（2) Процес на ултразвуково заваряване
Ултразвуковото заваряване използва високочестотни вибрационни вълни за предаване към повърхностите на два обекта, които трябва да бъдат заварени.Под натиск повърхностите на двата обекта се търкат един в друг, за да образуват сливане между молекулярните слоеве.
Ултразвуковото заваряване използва ултразвуков генератор за преобразуване на 50/60 Hz ток в 15, 20, 30 или 40 KHz електрическа енергия.Преобразуваната високочестотна електрическа енергия се преобразува отново в механично движение със същата честота през преобразувателя и след това механичното движение се предава към заваръчната глава чрез набор от звукови устройства, които могат да променят амплитудата.Заваръчната глава предава получената вибрационна енергия към съединението на детайла, който трябва да бъде заварен.В тази област енергията на вибрациите се преобразува в топлинна енергия чрез триене, разтапяйки метала.
По отношение на производителността, процесът на ултразвуково заваряване има малко контактно съпротивление и ниско нагряване на свръхток за дълго време;по отношение на безопасността е надежден и не е лесно да се разхлаби и да падне при продължителна вибрация;може да се използва за заваряване между различни материали;повлиян е от повърхностно окисление или покритие Следващ;качеството на заваряване може да се прецени чрез наблюдение на съответните вълнови форми на процеса на кримпване.
Въпреки че цената на оборудването за процеса на ултразвуково заваряване е сравнително висока и металните части, които трябва да бъдат заварени, не могат да бъдат твърде дебели (обикновено ≤5 mm), ултразвуковото заваряване е механичен процес и по време на целия процес на заваряване не протича ток, така че няма Проблемите с топлопроводимостта и съпротивлението са бъдещите тенденции при заваряването на кабелни снопове с високо напрежение.
Накрайници и проводници с ултразвуково заваряване и техните контактни сечения
Независимо от процеса на кримпване или процеса на ултразвуково заваряване, след като терминалът е свързан към проводника, неговата сила на издърпване трябва да отговаря на стандартните изисквания.След като проводникът е свързан към конектора, силата на издърпване не трябва да бъде по-малка от минималната сила на издърпване.
Време на публикуване: 6 декември 2023 г