Přehled konektoru s vysokým napětím
Vysokopěťové konektory, známé také jako konektory s vysokým napětím, jsou typem automobilového konektoru. Obecně se odkazují na konektory s provozním napětím nad 60V a jsou zodpovědní hlavně za přenos velkých proudů.
Vysokopěťové konektory se používají hlavně ve vysoce napěťových a vysokohorubních obvodech elektrických vozidel. Pracují s dráty na přepravě energie baterie různými elektrickými obvody na různé komponenty v systému vozidla, jako jsou bateriové sady, motorové ovladače a DCDC převodníky. Komponenty s vysokým napětím, jako jsou převaděče a nabíječky.
V současné době existují tři hlavní standardní systémy pro konektory s vysokým napětím, jmenovitě LV Standard Plug-In, USCAR standardní plug-in a japonský standardní plug-in. Mezi těmito třemi zásuvnými zásuvkami má LV v současné době největší oběh na domácím trhu a nejkompletnější procesní standardy.
Schéma sestavení konektoru s vysokým napětím
Základní struktura konektoru s vysokým napětím
Vysokopěťové konektory se skládají hlavně ze čtyř základních struktur, jmenovitě stykačů, izolátorů, plastových skořápek a příslušenství.
(1) Kontakty: základní díly, které dokončují elektrické připojení, jmenovitě mužské a ženské terminály, rákosí atd.;
(2) Izolátor: Podporuje kontakty a zajišťuje izolaci mezi kontakty, tj. Vnitřní plastovou skořápkou;
(3) Plastová skořápka: Shell konektoru zajišťuje zarovnání konektoru a chrání celý konektor, tj. Vnější plastovou skořápku;
(4) Příslušenství: včetně strukturálního příslušenství a instalačního příslušenství, jmenovitě umístění kolíků, vodicích kolíků, spojovacích prstenů, těsnicích kroužků, rotujících pák, uzamykací struktury atd.
Pohled konektoru s vysokým napětím explodoval
Klasifikace konektorů s vysokým napětím
Konektory s vysokým napětím lze rozlišit mnoha způsoby. Zda konektor má funkci stínění, počet kolíků konektoru atd. Lze použít k definování klasifikace konektoru.
1.Zda dochází k stínění
Konektory s vysokým napětím jsou rozděleny do nevázaných konektorů a stíněných konektorů podle toho, zda mají stínění.
Neochlaněné konektory mají relativně jednoduchou strukturu, žádnou funkci stínění a relativně nízké náklady. Používá se v místech, která nevyžadují stínění, jako jsou elektrické spotřebiče pokryté kovovými pouzdrami, jako jsou nabíjecí obvody, interiéry baterií a kontrolní interiéry.
Příklady konektorů bez stínící vrstvy a bez vysokopěťového blokovacího designu
Stíněné konektory mají složité struktury, požadavky na stínění a relativně vysoké náklady. Je vhodný pro místa, kde je vyžadována funkce stínění, například kde je vnější zařízení elektrických spotřebičů připojena k vysoce napěťovým kabelovým svazkům.
Konektor s příkladem návrhu Shield a HVIL
2. Počet zástrček
Konektory s vysokým napětím jsou rozděleny podle počtu připojovacích portů (PIN). V současné době jsou nejčastěji používanými 1P Connector, 2P Connector a 3P Connector.
Konektor 1P má relativně jednoduchou strukturu a nízké náklady. Splňuje požadavky na stínění a hydroizolaci ve vysokopěťových systémech, ale proces montáže je mírně komplikovaný a provozovatelnost přepracování je špatná. Obecně se používá v bateriích a motorech.
Konektory 2P a 3P mají složité struktury a relativně vysoké náklady. Splňuje požadavky na stínění a hydroizolaci vysokopěťových systémů a má dobrou udržovatelnost. Obecně se používá pro vstup a výstup DC, například na vysokopěťových bateriích, terminály řadiče, výstupní terminály nabíječky atd.
Příklad konektoru 1P/2P/3P
Obecné požadavky na konektory s vysokým napětím
Vysokopěťové konektory by měly splňovat požadavky stanovené SAE J1742 a mít následující technické požadavky:
Technické požadavky stanovené společností SAE J1742
Návrh prvků konektorů s vysokým napětím
Požadavky na vysokopěťové konektory ve vysokopěťových systémech zahrnují, ale nejsou omezeny na: vysoký napětí a výkon s vysokým proudem; potřeba být schopna dosáhnout vyšších úrovní ochrany za různých pracovních podmínek (jako je vysoká teplota, vibrace, dopad kolize, pracho odolný a vodotěsný atd.); Mít instalaci; mít dobrý výkon elektromagnetického stínění; Náklady by měly být co nejnižší a odolné.
Podle výše uvedených charakteristik a požadavků, které by měly mít vysokopěťové konektory na začátku návrhu vysokopěťových konektorů, je třeba vzít v úvahu následující konstrukční prvky a je prováděno cílené návrhové a testovací ověření.
Srovnávací seznam konstrukčních prvků, odpovídající výkonnostní a ověřovací testy vysokopěťových konektorů
Analýza poruch a odpovídající míry konektorů vysokopětí
Za účelem zlepšení spolehlivosti návrhu konektoru by měl být nejprve analyzován jeho selhání, aby bylo možné provést odpovídající preventivní návrhové práce.
Konektory mají obvykle tři hlavní režimy selhání: špatný kontakt, špatná izolace a volná fixace.
(1) Pro špatný kontakt lze k posouzení použít ukazatele, jako je statický kontaktní odpor, dynamický kontaktní odpor, síla separace jedné díry, body připojení a odolnost vůči vibracím;
(2) Pro špatnou izolaci lze detekovat izolační odolnost izolátoru, míra degradace časové degradace izolátoru, ukazatele velikosti izolátoru, kontaktů a dalších částí;
(3) Pro spolehlivost pevného a odděleného typu, tolerance sestavy, vytrvalostní moment, retenční síla spojovacího kolíku, spojovací síla vložení kolíku, retenční síla za podmínek stresu v životním prostředí a další ukazatele terminálu a konektoru lze testovat.
Po analýze hlavních režimů selhání a selhání formulářů konektoru lze přijmout následující opatření ke zlepšení spolehlivosti návrhu konektoru:
(1) Vyberte příslušný konektor.
Výběr konektorů by měl nejen zvážit typ a počet připojených obvodů, ale také usnadnit složení zařízení. Například kruhové konektory jsou méně ovlivněny klimatickými a mechanickými faktory než obdélníkové konektory, mají menší mechanické opotřebení a jsou spolehlivě spojeny s koncem drátu, takže kruhové konektory by měly být vybrány co nejvíce.
(2) Čím větší počet kontaktů ve konektoru, tím nižší je spolehlivost systému. Proto, pokud to prostor a hmotnost dovolí, zkuste si vybrat konektor s menším počtem kontaktů.
(3) Při výběru konektoru by měly být zváženy pracovní podmínky zařízení.
Je to proto, že celkový proud zatížení a maximální provozní proud konektoru jsou často stanoveny na základě tepla povoleného při provozu za nejvyšší teplotní podmínky okolního prostředí. Aby se snížila pracovní teplota konektoru, měly by se plně zvážit podmínky rozptylu tepla konektoru. Například kontakty dále od středu konektoru lze použít k propojení napájení, které je více napomáhající rozptylu tepla.
(4) vodotěsná a antikorroze.
Když konektor pracuje v prostředí s korozivními plyny a kapalinami, aby se zabránilo korozi, měla by být pozornost věnována možnosti instalace horizontálně ze strany během instalace. Pokud podmínky vyžadují vertikální instalaci, mělo by být zabráněno tekutému proudění do konektoru podél vodičů. Obecně používejte vodotěsné konektory.
Klíčové body při navrhování kontaktů s vysokým napětím
Technologie kontaktního připojení zkoumá hlavně kontaktní oblast a kontaktní sílu, včetně kontaktního spojení mezi terminály a dráty a kontaktní spojení mezi terminály.
Spolehlivost kontaktů je důležitým faktorem při určování spolehlivosti systému a je také důležitou součástí celé sestavy kabelového svazku s vysokým napětím. Kvůli tvrdému pracovnímu prostředí některých terminálů, vodičů a konektorů, spojení mezi terminály a dráty a spojení mezi terminály a terminály jsou náchylné k různým selháním, jako je koroze, stárnutí a uvolnění v důsledku vibrací.
Vzhledem k tomu, že selhání kabelového svazku způsobeného poškozením, uvolněním, pádem a selháním kontaktů představují více než 50% poruch v celém elektrickém systému, měla by být plná pozornost věnována návrhu spolehlivosti v návrhu spolehlivosti vysoce napěťového elektrického systému.
1. Kontaktní spojení mezi terminálem a drátem
Spojení mezi terminály a dráty se týká spojení mezi těmito dvěma procesem krimpování nebo ultrazvukovým procesem svařování. V současné době se proces krimpování a ultrazvukový svařovací proces běžně používají ve vysoce napěťových kabelových svazcích, z nichž každá má vlastní výhody a nevýhodou.
(1) Proces krimpování
Principem krimpovacího procesu je použít vnější sílu k jednoduše fyzickému vytlačení vodičového vodiče do omezené části terminálu. Výška, šířka, průřezový stav a tahací síla terminálu krimpování jsou jádrem obsahu kvality krimpování terminálu, které určují kvalitu krimpování.
Je však třeba poznamenat, že mikrostruktura jakéhokoli jemně zpracovaného pevného povrchu je vždy drsná a nerovnoměrná. Poté, co jsou terminály a dráty omezeny, není to kontakt celé kontaktní plochy, ale kontakt některých bodů rozptýlených na kontaktní ploše. , skutečný kontaktní povrch musí být menší než teoretický kontaktní povrch, což je také důvod, proč je kontaktní odpor procesu krimpování vysoký.
Mechanické krimpování je velmi ovlivněno procesem krimpování, jako je tlak, výška krimpování atd. Ovládání výroby je třeba provádět prostředky, jako je krimpovací výška a analýza profilu/metalografická analýza. Proto je krimpovací konzistence procesu krimpování průměrná a opotřebení nástroje je dopad je velký a spolehlivost je průměrná.
Proces krimpování mechanického krimpování je zralý a má širokou škálu praktických aplikací. Je to tradiční proces. Téměř všichni velcí dodavatelé mají tento proces produkty s drátěnými postrojemi.
Profily kontaktu terminálu a drátu pomocí procesu krimpování
（2) Proces ultrazvuku
Ultrazvukové svařování používá vysokofrekvenční vibrační vlny k přenosu na povrchy dvou objektů, které mají být svařovány. Pod tlakem se povrchy dvou objektů otírají proti sobě, aby vytvořily fúzi mezi molekulárními vrstvami.
Ultrazvukové svařování používá ultrazvukový generátor k přeměně proudu 50/60 Hz na elektrickou energii 15, 20, 30 nebo 40 kHz. Převedená vysokofrekvenční elektrická energie je opět přeměněna na mechanický pohyb stejné frekvence přes převodník a poté se mechanický pohyb přenáší na svařovací hlavu sadou rohových zařízení, která mohou změnit amplitudu. Svařovací hlava přenáší přijímanou vibrační energii na kloub obrobku, který má být svařován. V této oblasti je vibrační energie přeměněna na tepelnou energii třením a roztaví kov.
Pokud jde o výkon, ultrazvukový proces svařování má po dlouhou dobu malý kontaktní odpor a nízké nadproudové zahřívání; Pokud jde o bezpečnost, je spolehlivé a není snadné uvolnit a spadnout pod dlouhodobými vibracemi; Může být použit pro svařování mezi různými materiály; je ovlivněna oxidací povrchu nebo povlakem; Kvalitu svařování lze posoudit sledováním příslušných průběhů procesu krimpování.
Ačkoli náklady na zařízení ultrazvukového procesu svařování jsou relativně vysoké a kovové části, které mají být svařovány, nemohou být příliš silné (obvykle ≤ 5 mm), ultrazvukové svařování je mechanický proces a žádné proudy toků během celého procesu svařování, takže neexistují žádné problémy s vedením tepla a odolností jsou budoucí trendy přivádění s vysokým protažením.
Terminály a vodiče s ultrazvukovým svařováním a jejich kontaktními průřezy
Bez ohledu na proces krimpování nebo ultrazvukový svařovací proces, poté, co je terminál připojen k drátu, musí jeho vytahovací síla splňovat standardní požadavky. Poté, co je vodič připojen k konektoru, by síla vytahování neměla být menší než minimální tah-off síla.
Čas příspěvku: prosinec-06-2023