Обзор разъемов высокого напряжения
Высоковольтные разъемы, также известные как высоковольтные разъемы, представляют собой разновидность автомобильного разъема.Обычно они относятся к разъемам с рабочим напряжением выше 60 В и в основном отвечают за передачу больших токов.
Высоковольтные разъемы в основном используются в высоковольтных и сильноточных цепях электромобилей.Они работают с проводами для передачи энергии аккумуляторной батареи через различные электрические цепи к различным компонентам системы автомобиля, таким как аккумуляторные блоки, контроллеры двигателей и преобразователи постоянного тока.высоковольтные компоненты, такие как преобразователи и зарядные устройства.
В настоящее время существует три основные стандартные системы для высоковольтных разъемов, а именно стандартная вилка низкого напряжения, стандартная вилка USCAR и вилка японского стандарта.Среди этих трех плагинов LV в настоящее время имеет самый большой тираж на внутреннем рынке и наиболее полные технологические стандарты.
Технологическая схема сборки разъема высокого напряжения
Базовая конструкция разъема высокого напряжения
Высоковольтные разъемы в основном состоят из четырех основных конструкций, а именно контакторов, изоляторов, пластиковых корпусов и аксессуаров.
(1) Контакты: основные части, выполняющие электрические соединения, а именно клеммы «папа» и «мама», герконы и т. д.;
(2) Изолятор: поддерживает контакты и обеспечивает изоляцию между контактами, то есть внутренняя пластиковая оболочка;
(3) Пластиковый корпус: Корпус разъема обеспечивает выравнивание разъема и защищает весь разъем, то есть внешнюю пластиковую оболочку;
(4) Аксессуары: включая конструкционные аксессуары и аксессуары для установки, а именно позиционирующие штифты, направляющие штифты, соединительные кольца, уплотнительные кольца, вращающиеся рычаги, запирающие конструкции и т. д.
Разъем высокого напряжения в разобранном виде
Классификация соединителей высокого напряжения
Разъемы высокого напряжения можно отличить по-разному.Имеет ли разъем функцию экранирования, количество контактов разъема и т. д. — все это можно использовать для определения классификации разъема.
1.Есть или нет экранирование
Высоковольтные разъемы делятся на неэкранированные и экранированные в зависимости от наличия у них экранирующих функций.
Неэкранированные разъемы имеют относительно простую конструкцию, не имеют функции экранирования и относительно низкую стоимость.Используется в местах, не требующих экранирования, например, в электроприборах, закрытых металлическими корпусами, таких как цепи зарядки, внутри аккумуляторных блоков и внутри органов управления.
Примеры разъемов без экранирующего слоя и без высоковольтной блокировки.
Экранированные разъемы имеют сложную конструкцию, требования к экранированию и относительно высокую стоимость.Он подходит для мест, где требуется функция экранирования, например, там, где внешняя часть электроприборов подключена к жгутам проводов высокого напряжения.
Разъем с экраном и исполнением HVIL Пример
2. Количество вилок
Высоковольтные разъемы разделяются по количеству портов подключения (PIN).В настоящее время наиболее часто используемыми являются разъем 1P, разъем 2P и разъем 3P.
Разъем 1P имеет относительно простую конструкцию и низкую стоимость.Он удовлетворяет требованиям по экранированию и гидроизоляции высоковольтных систем, но процесс сборки несколько сложен, а ремонтопригодность плохая.Обычно используется в аккумуляторных блоках и двигателях.
Разъемы 2P и 3P имеют сложную конструкцию и относительно высокую стоимость.Он отвечает требованиям экранирования и гидроизоляции высоковольтных систем и обладает хорошей ремонтопригодностью.Обычно используется для входа и выхода постоянного тока, например, в высоковольтных аккумуляторных блоках, клеммах контроллера, выходных клеммах постоянного тока зарядного устройства и т. д.
Пример высоковольтного разъема 1P/2P/3P
Общие требования к соединителям высокого напряжения
Высоковольтные соединители должны соответствовать требованиям, установленным SAE J1742, и соответствовать следующим техническим требованиям:
Технические требования, указанные SAE J1742.
Элементы конструкции разъемов высокого напряжения
Требования к высоковольтным разъемам в высоковольтных системах включают, помимо прочего: характеристики высокого напряжения и большого тока;необходимость достижения более высокого уровня защиты в различных условиях работы (таких как высокая температура, вибрация, удары при столкновении, пыле- и водонепроницаемость и т. д.);Иметь возможность установки;иметь хорошие характеристики электромагнитного экранирования;стоимость должна быть как можно более низкой и долговечной.
В соответствии с вышеуказанными характеристиками и требованиями, которым должны соответствовать высоковольтные соединители, в начале проектирования высоковольтных соединителей необходимо принять во внимание следующие элементы конструкции и провести целенаправленную проектную и испытательную проверку.
Сравнительный перечень элементов конструкции, соответствующие эксплуатационные и проверочные испытания высоковольтных соединителей
Анализ неисправностей и соответствующие меры высоковольтных соединителей
Чтобы повысить надежность конструкции разъема, сначала следует проанализировать режим его отказа, чтобы можно было провести соответствующие профилактические работы по проектированию.
У разъемов обычно есть три основных вида неисправности: плохой контакт, плохая изоляция и слабая фиксация.
(1) Для оценки плохого контакта можно использовать такие показатели, как статическое сопротивление контакта, динамическое сопротивление контакта, сила разделения одного отверстия, точки соединения и вибростойкость компонентов;
(2) При плохой изоляции можно определить сопротивление изоляции изолятора, скорость деградации изолятора во времени, показатели размера изолятора, контактов и других частей;
(3) Для оценки надежности фиксированного и отсоединенного типа можно проверить допуск сборки, момент выдержки, силу удержания соединительного штифта, силу вставки соединительного штифта, силу удержания в условиях стресса окружающей среды и другие показатели клеммы и разъема.
После анализа основных видов отказов и форм отказов соединителя можно принять следующие меры для повышения надежности конструкции соединителя:
(1) Выберите соответствующий разъем.
Выбор разъемов должен не только учитывать тип и количество подключаемых цепей, но и облегчать компоновку оборудования.Например, круглые разъемы меньше подвержены климатическим и механическим факторам, чем прямоугольные, имеют меньший механический износ и надежно соединяются с концами проводов, поэтому следует выбирать как можно более круглые разъемы.
(2) Чем больше контактов в разъеме, тем ниже надежность системы.Поэтому, если позволяет место и вес, постарайтесь выбрать разъем с меньшим количеством контактов.
(3) При выборе разъема следует учитывать условия работы оборудования.
Это связано с тем, что общий ток нагрузки и максимальный рабочий ток разъема часто определяются на основе количества тепла, выделяемого при работе в условиях самой высокой температуры окружающей среды.Чтобы снизить рабочую температуру разъема, следует полностью учитывать условия рассеивания тепла разъема.Например, для подключения источника питания можно использовать контакты, расположенные дальше от центра разъема, что более способствует рассеиванию тепла.
(4) Водонепроницаемость и защита от коррозии.
При работе соединителя в среде с агрессивными газами и жидкостями во избежание коррозии следует обратить внимание на возможность установки его горизонтально сбоку при монтаже.Если условия требуют вертикальной установки, следует предотвратить попадание жидкости в разъем вдоль выводов.Обычно используйте водонепроницаемые разъемы.
Основные моменты проектирования контактов высоковольтного разъема
Технология контактного соединения в основном исследует площадь контакта и силу контакта, включая контактное соединение между клеммами и проводами, а также контактное соединение между клеммами.
Надежность контактов является важным фактором, определяющим надежность системы, а также является важной частью всей сборки высоковольтной проводки..Из-за суровых условий эксплуатации некоторых клемм, проводов и разъемов соединения между клеммами и проводами, а также соединение между клеммами и клеммами подвержены различным сбоям, таким как коррозия, старение и ослабление из-за вибрации.
Поскольку неисправности жгута электропроводки, вызванные повреждением, разболтанностью, выпадением и выходом из строя контактов, составляют более 50% отказов во всей электрической системе, то при проектировании надежности работы системы следует уделить все внимание обеспечению надежности контактов. Высоковольтная электрическая система автомобиля.
1. Контактное соединение между клеммой и проводом
Соединение между клеммами и проводами подразумевает соединение между ними посредством процесса обжатия или процесса ультразвуковой сварки.В настоящее время в высоковольтных жгутах широко используются процессы обжатия и ультразвуковой сварки, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.
(1) Процесс обжима
Принцип процесса обжима заключается в использовании внешней силы для простого физического вдавливания жильного провода в обжимаемую часть клеммы.Высота, ширина, состояние поперечного сечения и тяговое усилие обжима клемм являются основными показателями качества обжима клемм, которые определяют качество обжима.
Однако следует отметить, что микроструктура любой тонко обработанной твердой поверхности всегда шероховатая и неровная.После обжима клемм и проводов происходит не контакт всей контактной поверхности, а контакт некоторых точек, разбросанных по контактной поверхности.Фактическая контактная поверхность должна быть меньше теоретической контактной поверхности, что также является причиной высокого контактного сопротивления в процессе обжима.
На механическое обжатие сильно влияет сам процесс обжатия, например, давление, высота обжима и т. д. Контроль производства должен осуществляться с помощью таких средств, как высота обжатия и анализ профиля/металлографический анализ.Таким образом, консистенция процесса обжима средняя, износ инструмента большой, а надежность средняя.
Процесс механического обжатия является зрелым и имеет широкий спектр практического применения.Это традиционный процесс.Почти все крупные поставщики изготавливают жгуты проводов, использующие этот процесс.
Профили контактов клемм и проводов с использованием процесса обжима
（2) Процесс ультразвуковой сварки
Ультразвуковая сварка использует высокочастотные вибрационные волны для передачи на поверхности двух свариваемых объектов.Под давлением поверхности двух объектов трутся друг о друга, образуя сплав молекулярных слоев.
Ультразвуковая сварка использует ультразвуковой генератор для преобразования тока частотой 50/60 Гц в электрическую энергию частотой 15, 20, 30 или 40 кГц.Преобразованная высокочастотная электрическая энергия снова преобразуется в механическое движение той же частоты через преобразователь, а затем механическое движение передается на сварочную головку через набор рупорных устройств, способных изменять амплитуду.Сварочная головка передает полученную энергию вибрации на место свариваемого соединения.В этой области энергия вибрации преобразуется в тепловую энергию посредством трения, плавя металл.
С точки зрения производительности, процесс ультразвуковой сварки имеет небольшое контактное сопротивление и низкий нагрев при перегрузке по току в течение длительного времени;с точки зрения безопасности он надежен, его нелегко ослабить и упасть при длительной вибрации;его можно использовать для сварки различных материалов;на него влияет окисление поверхности или покрытие Next;О качестве сварки можно судить, наблюдая за соответствующими осциллограммами процесса обжима.
Хотя стоимость оборудования для процесса ультразвуковой сварки относительно высока, а свариваемые металлические детали не могут быть слишком толстыми (обычно ≤5 мм), ультразвуковая сварка представляет собой механический процесс, и в течение всего процесса сварки ток не течет, поэтому нет необходимости Вопросы теплопроводности и удельного сопротивления – это будущие тенденции сварки жгутов высоковольтной проволокой.
Клеммы и проводники ультразвуковой сваркой и их контактные сечения
Независимо от процесса обжима или процесса ультразвуковой сварки, после подключения клеммы к проводу ее усилие отрыва должно соответствовать стандартным требованиям.После подключения провода к разъему усилие отрыва не должно быть меньше минимального усилия отрыва.
Время публикации: 6 декабря 2023 г.