Omówienie złącza wysokiego napięcia
Złącza wysokiego napięcia, znane również jako złącza wysokiego napięcia, są rodzajem złącza samochodowego. Zasadniczo odnoszą się do złącza z napięciem roboczym powyżej 60 V i są głównie odpowiedzialne za przesyłanie dużych prądów.
Złącza wysokiego napięcia są stosowane głównie w obwodach o wysokim napięciu i o wysokim napięciu pojazdów elektrycznych. Pracują z przewodami w celu transportu energii pakietu akumulatora przez różne obwody elektryczne do różnych komponentów w systemie pojazdów, takich jak pakiety akumulatorów, kontrolery silnika i przetworniki DCDC. Komponenty wysokiego napięcia, takie jak konwertery i ładowarki.
Obecnie istnieją trzy główne standardowe systemy dla złączy wysokiego napięcia, a mianowicie standardowa wtyczka LV, standardowa wtyczka USCAR i japońska standardowa wtyczka. Spośród tych trzech wtyczek LV ma obecnie największy obieg na rynku krajowym i najbardziej kompletne standardy procesowe.
Schemat procesu montażu złącza wysokiego napięcia
Podstawowa struktura złącza wysokiego napięcia
Złącza wysokiego napięcia składają się głównie z czterech podstawowych konstrukcji, a mianowicie styczników, izolatorów, skorupek z tworzyw sztucznych i akcesoriów.
(1) kontakty: części rdzeniowe, które wypełniają połączenia elektryczne, a mianowicie terminale męskie i żeńskie, trzciny itp.;
(2) izolator: Obsługuje kontakty i zapewnia izolację między kontaktami, to znaczy wewnętrznej skorupy plastikowej;
(3) skorupa z tworzywa sztucznego: skorupa złącza zapewnia wyrównanie złącza i chroni cały złącze, to znaczy zewnętrznej skorupy plastikowej;
(4) Akcesoria: w tym akcesoria strukturalne i akcesoria instalacyjne, mianowicie pozycjonowanie pinów, szpilki prowadzące, pierścienie łączące, pierścienie uszczelniające, obrotowe dźwignie, struktury blokujące itp.
Złącze wysokiego napięcia eksplodował widok
Klasyfikacja złączy wysokiego napięcia
Złącza wysokiego napięcia można wyróżnić na wiele sposobów. Niezależnie od tego, czy złącze ma funkcję ochrony, liczbę pinów złącza itp. Można użyć do zdefiniowania klasyfikacji złącza.
1.Czy jest osłonięcie
Złącza wysokiego napięcia są podzielone na nieskrępowane złącza i złącza osłonięte w zależności od tego, czy mają funkcje ochrony.
Niezarodowe złącza mają stosunkowo prostą strukturę, bez funkcji ekranowania i stosunkowo niski koszt. Stosowane w lokalizacjach, które nie wymagają ochrony, takich jak urządzenia elektryczne pokryte metalowymi skrzynkami, takimi jak obwody ładowania, wnętrza pakietów akumulatorów i wnętrza kontrolne.
Przykłady złącza bez warstwy osłania i bezpiętrowego konstrukcji blokady
Złącza ekranowane mają złożone struktury, wymagania dotyczące ochrony i stosunkowo wysokie koszty. Jest odpowiedni do miejsc, w których wymagana jest funkcja ochrony, na przykład tam, gdzie zewnętrzne urządzenia elektryczne jest podłączone do wiązek przewodów wysokiego napięcia.
Złącze z tarczą i przykładem projektu HVIL
2. Liczba wtyczek
Złącza wysokiego napięcia są podzielone zgodnie z liczbą portów połączenia (PIN). Obecnie najczęściej używanymi są złącze 1p, złącze 2p i złącze 3p.
Złącze 1p ma stosunkowo prostą strukturę i niski koszt. Spełnia wymagania dotyczące ochrony i wodoodporności systemów wysokiego napięcia, ale proces montażu jest nieco skomplikowany, a działanie przeróbki jest słabe. Zwykle stosowane w pakietach i silnikach.
Złącza 2P i 3P mają złożone struktury i stosunkowo wysokie koszty. Spełnia wymagania dotyczące ochrony i wodoodporności systemów wysokiego napięcia i ma dobrą możliwość utrzymania. Zasadniczo używane do wejścia i wyjścia DC, na przykład na pakietach akumulatorów o wysokim napięciu, zaciskach sterownika, terminale wyjściowe DC ładowarki itp.
Przykład złącza wysokiego napięcia 1p/2p/3p
Ogólne wymagania dotyczące złącza wysokiego napięcia
Złącza wysokiego napięcia powinny być zgodne z wymaganiami określonymi przez SAE J1742 i mieć następujące wymagania techniczne:
Wymagania techniczne określone przez SAE J1742
Elementy projektu złączy wysokiego napięcia
Wymagania dotyczące złączy wysokiego napięcia w systemach wysokiego napięcia obejmują między innymi: wysokie napięcie i wysokie wyniki prądu; Konieczność osiągnięcia wyższego poziomu ochrony w różnych warunkach pracy (takich jak wysoka temperatura, wibracje, uderzenie kolizji, odporność na kurz i wodoodporność itp.); Mieć możliwość instalacji; mieć dobrą wydajność ekranowania elektromagnetycznego; Koszt powinien być jak najniższy i trwały.
Zgodnie z powyższymi cechami i wymaganiami, które złącza wysokiego napięcia powinny mieć, na początku projektu złączy wysokiego napięcia, należy wziąć pod uwagę następujące elementy projektu oraz docelowej projektowania i weryfikacji testu.
Lista porównawczy elementów projektu, odpowiednie testy wydajności i weryfikacji złączy wysokiego napięcia
Analiza awarii i odpowiednie pomiary złączy wysokiego napięcia
Aby poprawić niezawodność projektowania złącza, jego tryb awarii należy najpierw przeanalizować, aby można było wykonać odpowiednie prace projektowe zapobiegawcze.
Złącza zwykle mają trzy główne tryby awarii: słaby kontakt, słabą izolację i luźne fiksacja.
(1) W przypadku słabego kontaktu wskaźniki, takie jak statyczna odporność kontaktowa, dynamiczna odporność kontaktowa, siła separacji pojedynczej otworu, punkty połączenia i odporność na wibracje komponentów można użyć do oceny;
(2) W przypadku słabej izolacji odporność na izolację izolatora, szybkość degradacji czasu izolatora, wskaźniki wielkości izolatora, styki i inne części można wykryć do oceny;
(3) W przypadku niezawodności stałego i odłączonego typu tolerancja montażu, moment wytrzymałościowy, siła zatrzymywania pinów, siła podłączania pinu, siła retencyjna w warunkach naprężenia środowiskowego oraz inne wskaźniki terminalu i złącza można przetestować w celu oceny.
Po przeanalizowaniu głównych trybów awarii i form awarii złącza można podjąć następujące środki w celu poprawy niezawodności projektu złącza:
(1) Wybierz odpowiednie złącze.
Wybór złączy powinien nie tylko uwzględniać rodzaj i liczbę podłączonych obwodów, ale także ułatwić skład sprzętu. Na przykład okrągłe złącza mają mniej wpływu klimatem i czynnikami mechanicznymi niż złącza prostokątne, mają mniejsze zużycie mechaniczne i są niezawodnie podłączone do końców drutu, więc złącza okrągłe należy wybrać w jak największym stopniu.
(2) Im większa liczba kontaktów w złączu, tym niższa niezawodność systemu. Dlatego jeśli pozwalają na to przestrzeń i waga, spróbuj wybrać złącze z mniejszą liczbą kontaktów.
(3) Przy wyborze złącza należy wziąć pod uwagę warunki pracy sprzętu.
Wynika to z faktu, że całkowity prąd obciążenia i maksymalny prąd roboczy złącza są często określane na podstawie ciepła dozwolonego podczas pracy w najwyższych warunkach temperatury otaczającego środowiska. Aby zmniejszyć temperaturę roboczą złącza, należy w pełni wziąć pod uwagę warunki rozpraszania ciepła złącza. Na przykład kontakty dalej od środka złącza można użyć do połączenia zasilania, co bardziej sprzyja rozproszeniu ciepła.
(4) Wodoodporny i antykorozyjny.
Gdy złącze działa w środowisku z żrącymi gazami i cieczami, aby zapobiec korozji, należy zwrócić uwagę na możliwość zainstalowania go poziomo z boku podczas instalacji. Gdy warunki wymagają instalacji pionowej, należy zapobiec przepływie cieczy do złącza wzdłuż potencjalnych klientów. Ogólnie używaj wodoodpornych złączy.
Kluczowe punkty w projektowaniu styków złączy wysokiego napięcia
Technologia połączenia kontaktowego analizuje głównie obszar kontaktu i siłę kontaktową, w tym połączenie kontaktowe między terminalami i przewodami oraz połączenie kontaktowe między terminalami.
Niezawodność kontaktów jest ważnym czynnikiem w określaniu niezawodności systemu i jest również ważną częścią całego zespołu wiązki przewodów wysokiego napięcia. Ze względu na trudne środowisko pracy niektórych zacisków, przewodów i złączy, połączenie między zaciskami i przewodami oraz połączenie między zaciskami i zaciskami są podatne na różne awarie, takie jak korozja, starzenie się i rozluźnienie z powodu wibracji.
Ponieważ awarie wiązki przewodów elektrycznych spowodowane uszkodzeniem, luźnością, upadkiem i awarią kontaktów stanowią ponad 50% awarii w całym układzie elektrycznym, należy zwrócić pełną uwagę na projekt niezawodności kontaktów w projekcie niezawodności wysokiego napięcia układu elektrycznego.
1. Połączenie kontaktowe między zaciskiem a drutem
Połączenie między terminalami a przewodami odnosi się do połączenia między nimi poprzez proces zaciskania lub proces spawania ultradźwiękowego. Obecnie proces ograniczania i procesu spawania ultradźwiękowego są powszechnie stosowane w wiązce przewodów wysokiego napięcia, każda z własnymi zaletami i wadami.
(1) Proces zaciśnięcia
Zasada procesu zaciskania jest użycie siły zewnętrznej do po prostu fizycznego ściskającego przewód przewodnika do zaciśniętej części terminalu. Wysokość, szerokość, stan przekrojowy i siła ciągnięcia terminalu są podstawową zawartością końcowej jakości zaciśnięcia, które określają jakość zaciskania.
Należy jednak zauważyć, że mikrostruktura dowolnej drobno przetworzonej powierzchni stałej jest zawsze szorstka i nierówna. Po zakończeniu zacisków i przewodów nie jest to kontakt całej powierzchni kontaktowej, ale kontakt niektórych punktów rozproszony na powierzchni styku. , rzeczywista powierzchnia kontaktu musi być mniejsza niż teoretyczna powierzchnia kontaktu, co jest również powodem, dla którego odporność kontaktowa procesu zaciskania jest wysoka.
Skurcz mechaniczny ma duży wpływ proces zaciśnięcia, taki jak presja, wysokość zaciskania itp. Kontrola produkcji należy przeprowadzić za pomocą takich środków, jak analiza zaciśnienia i analiza profilu/analiza metalograficzna. Dlatego spójność zaciskania procesu zaciskania jest średnia, a zużycie narzędzia jest duży, a niezawodność jest średnia.
Proces zaciskania mechanicznego zaciskania jest dojrzały i ma szeroki zakres praktycznych zastosowań. To tradycyjny proces. Prawie wszyscy duży dostawcy mają produkty wiązki przewodowej przy użyciu tego procesu.
Profile kontaktowe terminali i przewodów za pomocą procesu zaciskania
（2) Proces spawania ultradźwiękowego
Spawanie ultradźwiękowe wykorzystuje fale wibracyjne o wysokiej częstotliwości do przenoszenia na powierzchnie dwóch obiektów, które mają być spawane. Pod ciśnieniem powierzchnie dwóch obiektów ocierają się o siebie, tworząc fuzję między warstwami molekularnymi.
Spawanie ultradźwiękowe wykorzystuje generator ultradźwiękowy do przekształcenia prądu 50/60 Hz na energię elektryczną 15, 20, 30 lub 40 kHz. Przekształcona energia elektryczna o wysokiej częstotliwości jest ponownie przekształcana w ruch mechaniczny o tej samej częstotliwości przez przetwornik, a następnie ruch mechaniczny jest przenoszony do głowicy spawalniczej przez zestaw urządzeń rogowych, które mogą zmienić amplitudę. Głowica spawalnicza przesyła otrzymaną energię wibracyjną do złącza obrabia, który ma być spawany. W tym obszarze energia wibracyjna jest przekształcana w energię cieplną przez tarcia, topiąc metal.
Pod względem wydajności proces spawania ultradźwiękowego ma niewielką odporność na kontakt i niskie ogrzewanie nadprądowe od dłuższego czasu; Pod względem bezpieczeństwa jest niezawodne i nie jest łatwe do rozluźnienia i spadku w długoterminowych wibracjach; Może być stosowany do spawania między różnymi materiałami; Wpływa na na nią następny utlenianie powierzchniowe lub powłoka; Jakość spawania można ocenić poprzez monitorowanie odpowiednich przebiegów procesu zaciskania.
Chociaż koszt sprzętu procesu spawania ultradźwiękowego jest stosunkowo wysoki, a części metalowe do spawania nie mogą być zbyt gęste (ogólnie ≤5 mm), spawanie ultradźwiękowe jest procesem mechanicznym i przepływem prądu podczas całego procesu spawania, więc nie ma problemów związanych z przewodnictwem cieplnym, a rezystywnością są przyszłymi trendami przepisu.
Terminale i przewody z spawaniem ultradźwiękowym i ich przekrojami kontaktowymi
Niezależnie od procesu zaciskania lub procesu spawania ultradźwiękowego, po podłączeniu terminala z drutem, jego siła odciągania musi spełniać standardowe wymagania. Po podłączeniu drutu do złącza siła odchylania nie powinna być mniejsza niż minimalna siła odchylania.
Czas postu: grudzień 06-2023