Overzicht hoogspanningsconnectoren
Hoogspanningsconnectoren, ook wel hoogspanningsconnectoren genoemd, zijn een soort autoconnectoren.Ze verwijzen over het algemeen naar connectoren met een bedrijfsspanning boven 60V en zijn voornamelijk verantwoordelijk voor het overbrengen van grote stromen.
Hoogspanningsconnectoren worden voornamelijk gebruikt in hoogspannings- en hoogstroomcircuits van elektrische voertuigen.Ze werken met draden om de energie van het accupakket via verschillende elektrische circuits naar verschillende componenten in het voertuigsysteem te transporteren, zoals accupakketten, motorcontrollers en DCDC-converters.hoogspanningscomponenten zoals omvormers en laders.
Momenteel zijn er drie belangrijke standaardsystemen voor hoogspanningsconnectoren, namelijk LV-standaardplug-in, USCAR-standaardplug-in en Japanse standaardplug-in.Van deze drie plug-ins heeft LV momenteel de grootste oplage op de binnenlandse markt en de meest complete processtandaarden.
Assemblageprocesschema voor hoogspanningsconnectoren
Basisstructuur van hoogspanningsconnector
Hoogspanningsconnectoren bestaan hoofdzakelijk uit vier basisstructuren, namelijk contactors, isolatoren, plastic omhulsels en accessoires.
(1) Contacten: kernonderdelen die de elektrische verbindingen voltooien, namelijk mannelijke en vrouwelijke aansluitingen, rieten, enz.;
(2) Isolator: ondersteunt de contacten en zorgt voor de isolatie tussen de contacten, dat wil zeggen de binnenste plastic schaal;
(3) Plastic omhulsel: het omhulsel van de connector zorgt voor de uitlijning van de connector en beschermt de gehele connector, dat wil zeggen de buitenste plastic omhulsel;
(4) Accessoires: inclusief structurele accessoires en installatieaccessoires, namelijk positioneringspennen, geleidepennen, verbindingsringen, afdichtringen, roterende hendels, vergrendelingsconstructies, enz.
Explosietekening van de hoogspanningsconnector
Classificatie van hoogspanningsconnectoren
Hoogspanningsconnectoren kunnen op een aantal manieren worden onderscheiden.Of de connector een afschermende functie heeft, het aantal connectorpinnen, etc. kunnen allemaal worden gebruikt om de connectorclassificatie te definiëren.
1.Of er wel of geen afscherming is
Hoogspanningsconnectoren worden onderverdeeld in niet-afgeschermde connectoren en afgeschermde connectoren, afhankelijk van of ze een afschermende functie hebben.
Niet-afgeschermde connectoren hebben een relatief eenvoudige structuur, geen afschermende functie en relatief lage kosten.Wordt gebruikt op locaties waar geen afscherming nodig is, zoals elektrische apparaten die zijn afgedekt door metalen behuizingen, zoals oplaadcircuits, het interieur van accu's en het interieur van de besturing.
Voorbeelden van connectoren zonder afschermingslaag en zonder hoogspanningsvergrendelingsontwerp
Afgeschermde connectoren hebben complexe structuren, afschermingsvereisten en relatief hoge kosten.Het is geschikt voor plaatsen waar een afschermende functie vereist is, zoals waar de buitenkant van elektrische apparaten is aangesloten op hoogspanningskabelbomen.
Connector met afscherming en HVIL-ontwerp Voorbeeld
2. Aantal stekkers
Hoogspanningsconnectoren zijn onderverdeeld op basis van het aantal verbindingspoorten (PIN).Momenteel zijn de meest gebruikte connectoren de 1P-connector, 2P-connector en 3P-connector.
De 1P-connector heeft een relatief eenvoudige structuur en lage kosten.Het voldoet aan de eisen op het gebied van afscherming en waterdichtheid van hoogspanningssystemen, maar het assemblageproces is enigszins gecompliceerd en de herbewerking is slecht.Over het algemeen gebruikt in accupakketten en motoren.
2P- en 3P-connectoren hebben complexe structuren en relatief hoge kosten.Het voldoet aan de eisen op het gebied van afscherming en waterdichtheid van hoogspanningssystemen en is goed te onderhouden.Over het algemeen gebruikt voor DC-invoer en -uitvoer, zoals op hoogspanningsaccu's, controllerterminals, DC-uitgangsterminals van de lader, enz.
Voorbeeld van een 1P/2P/3P hoogspanningsconnector
Algemene eisen voor hoogspanningsconnectoren
Hoogspanningsconnectoren moeten voldoen aan de eisen van SAE J1742 en aan de volgende technische eisen voldoen:
Technische vereisten gespecificeerd door SAE J1742
Ontwerpelementen van hoogspanningsconnectoren
De vereisten voor hoogspanningsconnectoren in hoogspanningssystemen omvatten, maar zijn niet beperkt tot: prestaties bij hoge spanning en hoge stroom;de noodzaak om hogere beschermingsniveaus te kunnen bereiken onder verschillende werkomstandigheden (zoals hoge temperaturen, trillingen, botsingen, stof- en waterdicht, enz.);Installeerbaarheid hebben;goede elektromagnetische afschermingsprestaties hebben;de kosten moeten zo laag mogelijk en duurzaam zijn.
Volgens de bovenstaande kenmerken en vereisten die hoogspanningsconnectoren zouden moeten hebben, moeten bij het begin van het ontwerp van hoogspanningsconnectoren de volgende ontwerpelementen in overweging worden genomen en moeten gerichte ontwerp- en testverificaties worden uitgevoerd.
Vergelijkingslijst van ontwerpelementen, bijbehorende prestatie- en verificatietests van hoogspanningsconnectoren
Storingsanalyse en bijbehorende maatregelen van hoogspanningsconnectoren
Om de betrouwbaarheid van het connectorontwerp te verbeteren, moet eerst de faalwijze ervan worden geanalyseerd, zodat overeenkomstig preventief ontwerpwerk kan worden gedaan.
Connectoren hebben doorgaans drie belangrijke faalwijzen: slecht contact, slechte isolatie en losse fixatie.
(1) Voor slecht contact kunnen indicatoren zoals statische contactweerstand, dynamische contactweerstand, scheidingskracht bij één gat, verbindingspunten en trillingsweerstand van componenten worden gebruikt om te beoordelen;
(2) Voor slechte isolatie kunnen de isolatieweerstand van de isolator, de tijdsdegradatiesnelheid van de isolator, de maatindicatoren van de isolator, contacten en andere onderdelen worden gedetecteerd om te beoordelen;
(3) Voor de betrouwbaarheid van het vaste en vrijstaande type kunnen de montagetolerantie, het uithoudingsvermogen, de retentiekracht van de verbindingspin, de inbrengkracht van de verbindingspin, de retentiekracht onder omgevingsstress en andere indicatoren van de terminal en connector worden getest om te beoordelen.
Na analyse van de belangrijkste faalmodi en faalvormen van de connector kunnen de volgende maatregelen worden genomen om de betrouwbaarheid van het connectorontwerp te verbeteren:
(1) Selecteer de juiste connector.
Bij de selectie van connectoren moet niet alleen rekening worden gehouden met het type en het aantal aangesloten circuits, maar ook met de samenstelling van de apparatuur.Ronde connectoren worden bijvoorbeeld minder beïnvloed door klimaat- en mechanische factoren dan rechthoekige connectoren, hebben minder mechanische slijtage en zijn betrouwbaar verbonden met de draaduiteinden. Daarom moeten ronde connectoren zoveel mogelijk worden gekozen.
(2) Hoe groter het aantal contacten in een connector, hoe lager de betrouwbaarheid van het systeem.Probeer daarom, als de ruimte en het gewicht het toelaten, een connector te kiezen met een kleiner aantal contacten.
(3) Bij het selecteren van een connector moet rekening worden gehouden met de werkomstandigheden van de apparatuur.
Dit komt omdat de totale belastingsstroom en maximale bedrijfsstroom van de connector vaak worden bepaald op basis van de toegestane warmte bij gebruik onder de hoogste temperatuuromstandigheden van de omgeving.Om de werktemperatuur van de connector te verlagen, moet volledig rekening worden gehouden met de warmteafvoeromstandigheden van de connector.Contacten verder van het midden van de connector kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om de voeding aan te sluiten, wat gunstiger is voor de warmteafvoer.
(4) Waterdicht en corrosiebestendig.
Wanneer de connector in een omgeving met corrosieve gassen en vloeistoffen werkt, moet er, om corrosie te voorkomen, aandacht worden besteed aan de mogelijkheid om deze tijdens de installatie horizontaal vanaf de zijkant te installeren.Als de omstandigheden een verticale installatie vereisen, moet worden voorkomen dat er vloeistof langs de kabels in de connector stroomt.Gebruik over het algemeen waterdichte connectoren.
Kernpunten bij het ontwerp van hoogspanningsconnectorcontacten
Contactverbindingstechnologie onderzoekt voornamelijk het contactoppervlak en de contactkracht, inclusief de contactverbinding tussen terminals en draden, en de contactverbinding tussen terminals.
De betrouwbaarheid van contacten is een belangrijke factor bij het bepalen van de systeembetrouwbaarheid en is ook een belangrijk onderdeel van de gehele hoogspanningskabelboomassemblage.Vanwege de zware werkomgeving van sommige terminals, draden en connectoren, zijn de verbindingen tussen terminals en draden, en de verbinding tussen terminals en terminals gevoelig voor verschillende storingen, zoals corrosie, veroudering en losraken als gevolg van trillingen.
Aangezien defecten aan de elektrische bedrading veroorzaakt door schade, losheid, vallen en falen van contacten verantwoordelijk zijn voor meer dan 50% van de storingen in het gehele elektrische systeem, moet bij het betrouwbaarheidsontwerp van de elektrische kabelboom de volledige aandacht worden besteed aan het betrouwbaarheidsontwerp van de contacten. het elektrische hoogspanningssysteem van het voertuig.
1. Contactverbinding tussen klem en draad
De verbinding tussen aansluitingen en draden verwijst naar de verbinding tussen de twee via een krimpproces of een ultrasoon lasproces.Momenteel worden het krimpproces en het ultrasone lasproces vaak gebruikt in hoogspanningskabelbomen, elk met zijn eigen voor- en nadelen.
(1) Krimpproces
Het principe van het krimpproces is het gebruik van externe kracht om de geleiderdraad eenvoudigweg fysiek in het gekrompen deel van de aansluiting te drukken.De hoogte, breedte, dwarsdoorsnede en trekkracht van het krimpen van terminals zijn de kerninhoud van de terminale crimpkwaliteit, die de kwaliteit van het krimpen bepalen.
Er moet echter worden opgemerkt dat de microstructuur van elk fijn bewerkt vast oppervlak altijd ruw en oneffen is.Nadat de aansluitingen en draden zijn gekrompen, is er niet het contact van het gehele contactoppervlak, maar het contact van enkele punten verspreid over het contactoppervlak.moet het werkelijke contactoppervlak kleiner zijn dan het theoretische contactoppervlak, wat ook de reden is waarom de contactweerstand van het krimpproces hoog is.
Mechanisch krimpen wordt sterk beïnvloed door het krimpproces, zoals druk, krimphoogte, enz. De productiecontrole moet worden uitgevoerd door middel van bijvoorbeeld krimphoogte en profielanalyse/metallografische analyse.Daarom is de krimpconsistentie van het krimpproces gemiddeld en is de gereedschapslijtage groot. De impact is groot en de betrouwbaarheid is gemiddeld.
Het krimpproces van mechanisch krimpen is volwassen en kent een breed scala aan praktische toepassingen.Het is een traditioneel proces.Bijna alle grote leveranciers hebben kabelboomproducten die dit proces gebruiken.
Klemmen- en draadcontactprofielen met behulp van het krimpproces
(2) Ultrasoon lasproces
Ultrasoon lassen maakt gebruik van hoogfrequente trillingsgolven die worden overgebracht naar de oppervlakken van twee te lassen voorwerpen.Onder druk wrijven de oppervlakken van de twee objecten tegen elkaar om een fusie tussen de moleculaire lagen te vormen.
Ultrasoon lassen maakt gebruik van een ultrasone generator die 50/60 Hz stroom omzet in elektrische energie van 15, 20, 30 of 40 KHz.De omgezette hoogfrequente elektrische energie wordt via de transducer opnieuw omgezet in een mechanische beweging met dezelfde frequentie, en vervolgens wordt de mechanische beweging naar de laskop verzonden via een reeks hoornapparaten die de amplitude kunnen veranderen.De laskop brengt de ontvangen trillingsenergie over op de verbinding van het te lassen werkstuk.In dit gebied wordt de trillingsenergie door wrijving omgezet in warmte-energie, waardoor het metaal smelt.
Wat de prestaties betreft, heeft het ultrasone lasproces gedurende lange tijd een kleine contactweerstand en een lage overstroomverwarming;in termen van veiligheid is het betrouwbaar en niet gemakkelijk los te maken en eraf te vallen bij langdurige trillingen;het kan worden gebruikt voor het lassen tussen verschillende materialen;het wordt aangetast door oxidatie of coating van het oppervlak. Volgende;de laskwaliteit kan worden beoordeeld door de relevante golfvormen van het krimpproces te monitoren.
Hoewel de apparatuurkosten van het ultrasone lasproces relatief hoog zijn en de te lassen metalen onderdelen niet te dik kunnen zijn (doorgaans ≤5 mm), is ultrasoon lassen een mechanisch proces en vloeit er geen stroom tijdens het gehele lasproces, dus er is geen De problemen van warmtegeleiding en soortelijke weerstand zijn de toekomstige trends bij het lassen van hoogspanningskabelbomen.
Klemmen en geleiders met ultrasoon lassen en hun contactdoorsneden
Ongeacht het krimpproces of het ultrasone lasproces, nadat de terminal op de draad is aangesloten, moet de trekkracht ervan aan de standaardvereisten voldoen.Nadat de draad op de connector is aangesloten, mag de trekkracht niet minder zijn dan de minimale trekkracht.
Posttijd: 06-dec-2023