Visão geral do conector de alta tensão
Conectores de alta tensão, também conhecidos como conectores de alta tensão, são um tipo de conector automotivo.Geralmente se referem a conectores com tensão de operação acima de 60V e são os principais responsáveis pela transmissão de grandes correntes.
Os conectores de alta tensão são usados principalmente em circuitos de alta tensão e alta corrente de veículos elétricos.Eles trabalham com fios para transportar a energia da bateria através de diferentes circuitos elétricos para vários componentes do sistema do veículo, 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: plug-in padrão LV, plug-in padrão USCAR e plug-in padrão japonês.Dentre esses três plug-ins, o LV possui atualmente a maior circulação no mercado nacional e os mais completos padrões de processo.
Diagrama do processo de montagem do conector de alta tensão
Estrutura básica do conector de alta tensão
Os conectores de alta tensão são compostos principalmente por quatro estruturas básicas, nomeadamente contatores, isoladores, invólucros plásticos e acessórios.
(1) Contactos: peças centrais que completam as ligações eléctricas, nomeadamente terminais macho e fêmea, palhetas, etc.;
(2) Isolador: suporta os contatos e garante o isolamento entre os contatos, ou seja, o invólucro plástico interno;
(3) Invólucro plástico: O invólucro do conector garante o alinhamento do conector e protege todo o conector, ou seja, o invólucro plástico externo;
(4) Acessórios: incluindo acessórios estruturais e acessórios de instalação, nomeadamente pinos de posicionamento, pinos guia, anéis de conexão, anéis de vedação, alavancas rotativas, estruturas de travamento, etc.
Vista explodida do conector de alta tensão
Classificação de conectores de alta tensão
Os conectores de alta tensão podem ser distinguidos de várias maneiras.Se o conector tem uma função de blindagem, o número de pinos do conector, etc. podem ser usados 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, dependendo de terem funções de blindagem.
Os conectores não blindados têm uma estrutura relativamente simples, nenhuma função de blindagem e um custo relativamente baixo.Usado em locais que não necessitam de blindagem, como aparelhos elétricos cobertos por caixas metálicas, como circuitos de carga, interiores de baterias e interiores de controle.
Exemplos de conectores sem camada de blindagem e sem projeto de intertravamento de alta tensão
Conectores blindados possuem estruturas complexas, requisitos de blindagem e custos relativamente altos.É adequado para locais onde a função de blindagem é necessária, como onde a parte externa de aparelhos elétricos está conectada a chicotes elétricos de alta tensão.
Exemplo de conector com blindagem e design 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 utilizados são o conector 1P, o conector 2P e o conector 3P.
O conector 1P possui estrutura relativamente simples e baixo custo.Atende aos requisitos de blindagem e impermeabilização de sistemas de alta tensão, mas o processo de montagem é um pouco complicado e a operabilidade de retrabalho é baixa.Geralmente usado em baterias e motores.
Os conectores 2P e 3P possuem estruturas complexas e custos relativamente elevados.Atende aos requisitos de blindagem e impermeabilização de sistemas de alta tensão e possui boa manutenção.Geralmente usado para entrada e saída CC, como em baterias de alta tensão, terminais de controlador, terminais de saída CC 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 atender aos requisitos especificados pela SAE J1742 e possuir os seguintes requisitos técnicos:
Requisitos técnicos especificados pela 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: desempenho de alta tensão e alta corrente;a necessidade de conseguir níveis mais elevados de proteção sob diversas condições de trabalho (tais como alta temperatura, vibração, impacto de colisão, proteção contra poeira e água, etc.);Possuem instalabilidade;ter 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 dos conectores de alta tensão, os seguintes elementos de projeto precisam ser levados em consideração e o projeto direcionado e a verificação de teste são realizados.
Lista de comparação de elementos de projeto, desempenho correspondente e testes de verificação de conectores de alta tensão
Análise de falhas e medidas correspondentes de conectores de alta tensão
A fim de melhorar a confiabilidade do projeto do conector, seu modo de falha deve primeiro ser analisado para que o trabalho de projeto preventivo correspondente possa ser realizado.
Os conectores geralmente apresentam três modos principais de falha: mau contato, mau isolamento e fixação frouxa.
(1) Para mau contato, indicadores como resistência de contato estático, resistência de contato dinâmico, força de separação de furo único, pontos de conexão e resistência à vibração dos componentes podem ser usados para avaliar;
(2) Para isolamento deficiente, a resistência de 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 julgamento;
(3) Para a confiabilidade do tipo fixo e desconectado, a tolerância de montagem, momento de resistência, força de retenção do pino de conexão, força de inserção do pino de conexão, força de retenção sob condições de estresse ambiental e outros indicadores do terminal e conector podem ser testados para julgar.
Após analisar os principais modos de falha e 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 dos conectores não deve considerar apenas o tipo e a quantidade de circuitos conectados, mas também facilitar a composição do equipamento.Por exemplo, os conectores circulares são menos afetados por fatores climáticos e mecânicos do que os conectores retangulares, têm menos desgaste mecânico e são conectados de forma confiável às extremidades dos fios, portanto, os conectores circulares devem ser selecionados tanto quanto possível.
(2) Quanto maior for o número de contactos num conector, menor será a fiabilidade do sistema.Portanto, se o espaço e o peso permitirem, tente escolher um conector com menor número de contatos.
(3) Ao selecionar um conector, as condições de trabalho do equipamento devem ser consideradas.
Isso ocorre porque a corrente de carga total 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, 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) À prova d'água e anticorrosivo.
Quando o conector trabalha em ambiente com gases e líquidos corrosivos, para evitar corrosão, deve-se atentar para a possibilidade de instalação lateralmente na horizontal durante a instalação.Quando as condições exigirem instalação vertical, deve-se evitar que o líquido flua para dentro do conector ao longo dos cabos.Geralmente use conectores à prova d'água.
Pontos-chave no projeto 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 terminais.
A confiabilidade dos contatos é um fator importante na determinação da confiabilidade do sistema e também é uma parte importante de todo o conjunto do chicote elétrico de alta tensão..Devido ao ambiente de trabalho rigoroso de alguns terminais, fios e conectores, a conexão entre terminais e fios e a conexão entre terminais e terminais estão sujeitas a várias falhas, como corrosão, envelhecimento e afrouxamento devido à vibração.
Como as falhas nos chicotes elétricos causadas por danos, folgas, quedas e falhas de contatos são responsáveis por mais de 50% das falhas em todo o sistema elétrico, toda atenção deve ser dada ao projeto de confiabilidade dos contatos no projeto de confiabilidade do sistema elétrico de alta tensão do veículo.
1. Conexão de contato entre terminal e fio
A conexão entre terminais e fios refere-se à conexão entre os dois por meio de um processo de crimpagem ou soldagem ultrassônica.Atualmente, o processo de crimpagem e o processo de soldagem ultrassônica são comumente usados em chicotes de fios de alta tensão, cada um com suas próprias vantagens e desvantagens.
(1) Processo de crimpagem
O princípio do processo de crimpagem é usar força externa para simplesmente apertar fisicamente o fio condutor na parte crimpada do terminal.A altura, largura, estado da seção transversal e força de tração da crimpagem do terminal são os conteúdos principais da qualidade da crimpagem do terminal, que determinam a qualidade da crimpagem.
Contudo, deve-se notar que a microestrutura de qualquer superfície sólida finamente processada é sempre áspera e irregular.Após a crimpagem dos terminais e fios, 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, o que também é a razão pela qual a resistência de contato do processo de crimpagem é alta.
A crimpagem mecânica é muito 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 é grande e a confiabilidade é média.
O processo de crimpagem mecânica está maduro e possui uma ampla gama de aplicações práticas.É um processo tradicional.Quase todos os grandes fornecedores possuem produtos de chicote de fios que utilizam esse processo.
Perfis de contato de terminais e fios usando processo de crimpagem
（2) Processo de soldagem ultrassônica
A soldagem ultrassônica usa ondas de vibração de alta frequência para transmitir às superfícies de dois objetos a serem soldados.Sob pressão, as superfícies dos dois objetos esfregam uma contra a outra 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 à cabeça de soldagem através de um conjunto de dispositivos de buzina que podem alterar a amplitude.A cabeça de soldagem transmite a energia vibratória recebida para a junta da peça a ser soldada.Nesta área, a energia vibratória é convertida em energia térmica por meio do atrito, derretendo o metal.
Em termos de desempenho, o processo de soldagem ultrassônica possui pequena resistência de contato e baixo aquecimento de sobrecorrente por um longo tempo;em termos de segurança, é confiável e não é fácil de se soltar e cair sob vibração de longo prazo;pode ser utilizado para soldagem entre diferentes materiais;é afetado pela oxidação da superfície ou revestimento. Próximo;a qualidade da soldagem pode ser avaliada 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 metálicas a serem soldadas não possam ser muito espessas (geralmente ≤5 mm), a soldagem ultrassônica é um processo mecânico e nenhuma corrente flui durante todo o processo de soldagem, portanto não há As questões de condução de calor e resistividade são as tendências futuras da soldagem de chicotes de fios de alta tensão.
Terminais e condutores com soldagem ultrassônica e suas seções transversais de contato
Independentemente do processo de crimpagem ou soldagem ultrassônica, após o terminal ser conectado ao fio, sua força de tração deve atender aos requisitos padrão.Depois que o fio for conectado ao conector, a força de tração não deve ser menor que a força de tração mínima.
Horário da postagem: 06/12/2023