Visão geral do conector de alta tensão
Os conectores de alta tensão, também conhecidos como conectores de alta tensão, são um tipo de conector automotivo. Eles geralmente se referem aos conectores com uma tensão operacional acima de 60V e são principalmente responsáveis pela transmissão de grandes correntes.
Os conectores de alta tensão são usados principalmente em circuitos de alta e alta corrente de veículos elétricos. Eles trabalham com fios para transportar a energia da bateria através de diferentes circuitos elétricos para vários componentes no sistema de veículos, como baterias, controladores de motor e conversores DCDC. Componentes de alta tensão, como conversores e carregadores.
Atualmente, existem três sistemas padrão principais para conectores de alta tensão, a saber, o plug-in padrão do LV, o plug-in padrão do USCAR e o plug-in padrão japonês. Entre esses três plug-ins, o LV atualmente possui a maior circulação no mercado doméstico e os padrões de processo mais completos.
Diagrama de processo de montagem de conector de alta tensão
Estrutura básica do conector de alta tensão
Os conectores de alta tensão são compostos principalmente por quatro estruturas básicas, ou seja, contatores, isoladores, conchas de plástico e acessórios.
(1) Contatos: Peças principais que completam conexões elétricas, a saber, terminais masculinos e femininos, juncos, etc.;
(2) isolador: suporta os contatos e garante o isolamento entre os contatos, ou seja, a concha de plástico interna;
(3) Casca de plástico: A concha do conector garante o alinhamento do conector e protege todo o conector, ou seja, a concha de plástico externo;
(4) Acessórios: incluindo acessórios estruturais e acessórios de instalação, ou seja, pinos de posicionamento, pinos guia, anéis de conexão, anéis de vedação, alavancas rotativas, estruturas de travamento, etc.
Visualização explodiu de alta tensão
Classificação de conectores de alta tensão
Os conectores de alta tensão podem ser distinguidos de várias maneiras. Se o conector possui uma função de blindagem, o número de pinos do conector etc. pode ser usado para definir a classificação do conector.
1.Se há ou não blindagem
Os conectores de alta tensão são divididos em conectores não blindados e conectores blindados, de acordo com se possuem funções de blindagem.
Os conectores não montados têm uma estrutura relativamente simples, sem função de blindagem e custo relativamente baixo. Utilizado em locais que não requerem blindagem, como aparelhos elétricos cobertos por casos de metal, como circuitos de carregamento, interiores de bateria e interiores de controle.
Exemplos de conectores sem camada de blindagem e sem design de intertravamento de alta tensão
Os conectores blindados têm estruturas complexas, requisitos de proteção e custos relativamente altos. É adequado para locais onde é necessária a função de blindagem, como onde a parte externa dos aparelhos elétricos está conectada a chicotes de fiação de alta tensão.
Exemplo de design de conector com escudo e hvil
2. Número de plugues
Os conectores de alta tensão são divididos de acordo com o número de portas de conexão (PIN). Atualmente, os mais usados são o conector 1P, o conector 2P e o conector 3P.
O conector 1P possui uma estrutura relativamente simples e baixo custo. Ele atende aos requisitos de blindagem e impermeabilização dos sistemas de alta tensão, mas o processo de montagem é um pouco complicado e a operabilidade de retrabalho é ruim. Geralmente usado em baterias e motores.
Os conectores 2P e 3P têm estruturas complexas e custos relativamente altos. Atende aos requisitos de blindagem e impermeabilização dos sistemas de alta tensão e possui boa manutenção. Geralmente usado para entrada e saída de CC, como em baterias de alta tensão, terminais de controladores, terminais de saída DC do carregador, etc.
Exemplo de conector de alta tensão 1p/2p/3p
Requisitos gerais para conectores de alta tensão
Os conectores de alta tensão devem cumprir os requisitos especificados pelo SAE J1742 e ter os seguintes requisitos técnicos:
Requisitos técnicos especificados por SAE J1742
Elementos de design de conectores de alta tensão
Os requisitos para conectores de alta tensão em sistemas de alta tensão incluem, mas não estão limitados a: alta tensão e alto desempenho de corrente; a necessidade de obter níveis mais altos de proteção sob várias condições de trabalho (como alta temperatura, vibração, impacto em colisão, à prova de poeira e à prova d'água, etc.); Ter instalabilidade; ter um bom desempenho de blindagem eletromagnética; O custo deve ser o mais baixo possível e durável.
De acordo com as características e requisitos acima que os conectores de alta tensão devem ter, no início do projeto de conectores de alta tensão, os seguintes elementos de design precisam ser levados em consideração e o projeto e a verificação de teste direcionados são realizados.
Lista de comparação de elementos de design, testes correspondentes de desempenho e verificação de conectores de alta tensão
Análise de falhas e medidas correspondentes de conectores de alta tensão
Para melhorar a confiabilidade do design do conector, seu modo de falha deve ser analisado primeiro para que o trabalho de design preventivo correspondente possa ser realizado.
Os conectores geralmente têm três modos de falha principal: baixo contato, isolamento ruim e fixação frouxa.
(1) Para um contato ruim, indicadores como resistência ao contato estático, resistência dinâmica em contato, força de separação de orifícios, pontos de conexão e resistência à vibração dos componentes podem ser usados para julgar;
(2) Para um isolamento ruim, a resistência ao isolamento do isolador, a taxa de degradação do tempo do isolador, os indicadores de tamanho do isolador, contatos e outras peças podem ser detectados para julgar;
(3) Para a confiabilidade do tipo fixo e destacado, a tolerância à montagem, o momento de resistência, a força de retenção de pinos, a força de inserção de pinos, a força de retenção sob condições de estresse ambiental e outros indicadores do terminal e do conector podem ser testados para julgar.
Depois de analisar os principais modos de falha e as formas de falha do conector, as seguintes medidas podem ser tomadas para melhorar a confiabilidade do projeto do conector:
(1) Selecione o conector apropriado.
A seleção de conectores não deve apenas considerar o tipo e o número de circuitos conectados, mas também facilitar a composição do equipamento. Por exemplo, os conectores circulares são menos afetados por fatores climáticos e mecânicos que os conectores retangulares, têm menos desgaste mecânico e estão conectados com segurança às extremidades do fio; portanto, os conectores circulares devem ser selecionados o máximo possível.
(2) Quanto maior o número de contatos em um conector, menor a confiabilidade do sistema. Portanto, se o espaço e o peso permitirem, tente escolher um conector com um número menor de contatos.
(3) Ao selecionar um conector, as condições de trabalho do equipamento devem ser consideradas.
Isso ocorre porque a corrente total da carga e a corrente operacional máxima do conector são frequentemente determinadas com base no calor permitido ao operar sob as condições de temperatura mais altas do ambiente circundante. Para reduzir a temperatura de trabalho do conector, as condições de dissipação de calor do conector devem ser totalmente consideradas. Por exemplo, os contatos mais distantes do centro do conector podem ser usados para conectar a fonte de alimentação, o que é mais propício à dissipação de calor.
(4) impermeável e anticorrosão.
Quando o conector trabalha em um ambiente com gases e líquidos corrosivos, a fim de evitar a corrosão, deve -se prestar atenção à possibilidade de instalá -lo horizontalmente do lado durante a instalação. Quando as condições requerem instalação vertical, o líquido deve ser impedido de fluir para o conector ao longo dos cabos. Geralmente use conectores à prova d'água.
Pontos-chave no design de contatos de conectores de alta tensão
A tecnologia de conexão de contato examina principalmente a área de contato e a força de contato, incluindo a conexão de contato entre terminais e fios e a conexão de contato entre os terminais.
A confiabilidade dos contatos é um fator importante na determinação da confiabilidade do sistema e também é uma parte importante de toda a montagem da fiação de alta tensão de alta tensão. Devido ao ambiente de trabalho severo de alguns terminais, fios e conectores, a conexão entre terminais e fios e a conexão entre terminais e terminais são propensos a várias falhas, como corrosão, envelhecimento e afrouxamento devido à vibração.
Como as falhas na fiação elétrica causadas por danos, frouxidão, queda e falha dos contatos representam mais de 50% das falhas em todo o sistema elétrico, deve ser dada atenção total ao projeto de confiabilidade dos contatos no projeto de confiabilidade do sistema elétrico de alta tensão do veículo.
1. Conexão de contato entre o terminal e o fio
A conexão entre terminais e fios refere -se à conexão entre os dois através de um processo de crimpagem ou um processo de soldagem ultrassônica. Atualmente, o processo de crimpagem e o processo de soldagem ultrassônica são comumente usados em arnês de arame de alta tensão, cada um com suas próprias vantagens e desvantagens.
(1) Processo de crimpagem
O princípio do processo de crimpagem é usar a força externa para simplesmente espremer fisicamente o fio do condutor na parte crimposta do terminal. A altura, a largura, o estado transversal e a força de tração da crimpagem terminal são o conteúdo central da qualidade do crimpador terminal, que determinam a qualidade da crimpagem.
No entanto, deve -se notar que a microestrutura de qualquer superfície sólida finamente processada é sempre áspera e desigual. Depois que os terminais e fios são crimpados, não é o contato de toda a superfície de contato, mas o contato de alguns pontos espalhados na superfície de contato. , a superfície de contato real deve ser menor que a superfície de contato teórica, que também é a razão pela qual a resistência ao contato do processo de crimpagem é alta.
A crimpagem mecânica é bastante afetada pelo processo de crimpagem, como pressão, altura de crimpagem, etc. O controle da produção precisa ser realizado por meios como altura de crimpagem e análise de perfil/análise metalográfica. Portanto, a consistência de crimpagem do processo de crimpagem é média e o desgaste da ferramenta é o impacto grande e a confiabilidade é média.
O processo de crimpagem de crimpagem mecânica é maduro e tem uma ampla gama de aplicações práticas. É um processo tradicional. Quase todos os grandes fornecedores possuem produtos de arnês de arame usando esse processo.
Perfis de contato de terminal e arame usando o processo de crimpagem
（2) Processo de soldagem ultrassônica
A soldagem ultrassônica usa ondas de vibração de alta frequência para transmitir para as superfícies de dois objetos a serem soldados. Sob pressão, as superfícies dos dois objetos se esfregam para formar a fusão entre as camadas moleculares.
A soldagem ultrassônica usa um gerador ultrassônico para converter a corrente de 50/60 Hz em energia elétrica de 15, 20, 30 ou 40 kHz. A energia elétrica de alta frequência convertida é convertida novamente em movimento mecânico da mesma frequência através do transdutor e, em seguida, o movimento mecânico é transmitido para a cabeça de soldagem através de um conjunto de dispositivos de chifre que podem alterar a amplitude. A cabeça de soldagem transmite a energia de vibração recebida para a junta da peça a ser soldada. Nesta área, a energia de vibração é convertida em energia térmica através do atrito, derretendo o metal.
Em termos de desempenho, o processo de soldagem ultrassônica possui pequena resistência ao contato e aquecimento de baixa sobrecorrente por um longo tempo; Em termos de segurança, é confiável e não é fácil soltar e cair sob vibração a longo prazo; Pode ser usado para soldagem entre diferentes materiais; É afetado pela oxidação da superfície ou revestimento a seguir; A qualidade da soldagem pode ser julgada monitorando as formas de onda relevantes do processo de crimpagem.
Embora o custo do equipamento do processo de soldagem ultrassônica seja relativamente alto e as peças de metal a serem soldadas não podem ser muito grossas (geralmente ≤5 mm), a soldagem ultrassônica é um processo mecânico e não há fluxos de corrente durante todo o processo de soldagem, não há problemas de condução de calor e resistividade são as truques futuras do soldado de arame de alta tensão.
Terminais e condutores com soldagem ultrassônica e suas seções transversais de contato
Independentemente do processo de crimpagem ou do processo de soldagem ultrassônica, depois que o terminal estiver conectado ao fio, sua força de retirada deve atender aos requisitos padrão. Depois que o fio é conectado ao conector, a força de tração não deve ser menor que a força mínima de tração.
Hora de postagem: dez-06-2023