Översikt över högspänningsanslutning
Högspänningskontakter, även kända som högspänningsanslutningar, är en typ av bilkontakt. De hänvisar i allmänhet till kontakter med en driftspänning över 60V och är huvudsakligen ansvariga för att överföra stora strömmar.
Högspänningsanslutningar används huvudsakligen i högspännings- och högströmskretsar av elektriska fordon. De arbetar med ledningar för att transportera batteripaketets energi genom olika elektriska kretsar till olika komponenter i fordonssystemet, såsom batteripaket, motorstyrare och DCDC -omvandlare. Högspänningskomponenter som omvandlare och laddare.
För närvarande finns det tre huvudsakliga standardsystem för högspänningsanslutningar, nämligen LV Standard-plug-in, USCAR Standard-plug-in och japansk standardplugin. Bland dessa tre plug-ins har LV för närvarande den största cirkulationen på den inhemska marknaden och de mest kompletta processtandarderna.
Högspänningskontaktmonteringsprocessdiagram
Grundstruktur för högspänningsanslutning
Högspänningskontakter består huvudsakligen av fyra grundläggande strukturer, nämligen kontaktorer, isolatorer, plastskal och tillbehör.
(1) Kontakter: kärndelar som slutför elektriska anslutningar, nämligen manliga och kvinnliga terminaler, vass, etc.;
(2) isolator: stöder kontakterna och säkerställer isoleringen mellan kontakterna, det vill säga det inre plastskalet;
(3) Plastskal: Kontaktens skal säkerställer anslutningen av kontakten och skyddar hela kontakten, det vill säga det yttre plastskalet;
(4) Tillbehör: Inklusive strukturella tillbehör och installationstillbehör, nämligen placeringsstift, styrstift, anslutningsringar, tätningsringar, roterande spakar, låstrukturer etc.
Högspänningskontakt exploderad vy
Klassificering av högspänningsanslutningar
Högspänningsanslutningar kan särskiljas på flera sätt. Huruvida kontakten har en skärmfunktion, antalet anslutningsstift etc. kan alla användas för att definiera kontaktklassificeringen.
1.Huruvida det finns skärmning eller inte
Högspänningsanslutningar är indelade i oskärmade kontakter och skärmade kontakter beroende på om de har skyddsfunktioner.
Oskakade kontakter har en relativt enkel struktur, ingen skärmfunktion och relativt låga kostnader. Används på platser som inte kräver skärmning, såsom elektriska apparater som täcks av metallfodral såsom laddningskretsar, batteripaketets interiörer och kontrollinredningar.
Exempel på kontakter utan skyddsskikt och ingen högspänningslåsdesign
Skärmade kontakter har komplexa strukturer, skärmningskrav och relativt höga kostnader. Det är lämpligt för platser där skärmfunktion krävs, till exempel där utsidan av elektriska apparater är anslutna till högspänningsanslutningar.
Anslutning med exempel på sköld och hvil
2. Antal pluggar
Högspänningsanslutningar är uppdelade enligt antalet anslutningsportar (PIN). För närvarande är de vanligaste 1P -kontakten, 2p -kontakten och 3p -kontakten.
1p -kontakten har en relativt enkel struktur och låg kostnad. Den uppfyller kraven på skärmning och vattentätning för högspänningssystem, men monteringsprocessen är något komplicerad och omarbetningsföretaget är dålig. Används vanligtvis i batteripaket och motorer.
2P- och 3P -kontakter har komplexa strukturer och relativt höga kostnader. Den uppfyller kraven på skärmning och vattentätning i högspänningssystem och har god underhållbarhet. Används vanligtvis för DC-ingång och utgång, såsom på högspänningsbatteripaket, styrterminaler, laddare DC utgångsterminaler, etc.
1p/2p/3p högspänningskontaktexempel
Allmänna krav för högspänningsanslutningar
Högspänningskontakter bör uppfylla de krav som anges av SAE J1742 och ha följande tekniska krav:
Tekniska krav som anges av SAE J1742
Designelement av högspänningsanslutningar
Kraven för högspänningsanslutningar i högspänningssystem inkluderar men är inte begränsade till: högspänning och hög strömprestanda; behovet av att kunna uppnå högre skyddsnivåer under olika arbetsförhållanden (såsom hög temperatur, vibration, kollisionspåverkan, dammtät och vattentät, etc.); Har installerbarhet; har god elektromagnetisk skärmning; Kostnaden bör vara så låg som möjligt och hållbar.
Enligt ovanstående egenskaper och krav som högspänningsanslutningar bör ha, i början av utformningen av högspänningsanslutningar, måste följande designelement beaktas och riktad design och testverifiering genomförs.
Jämförelselista över designelement, motsvarande prestanda och verifieringstester av högspänningsanslutningar
Felanalys och motsvarande mått på högspänningsanslutningar
För att förbättra tillförlitligheten för anslutningsdesign bör dess felläge först analyseras så att motsvarande förebyggande designarbete kan utföras.
Kontakter har vanligtvis tre huvudfellägen: dålig kontakt, dålig isolering och lös fixering.
(1) För dålig kontakt kan indikatorer som statisk kontaktmotstånd, dynamisk kontaktmotstånd, enskilda hålseparationskraft, anslutningspunkter och vibrationsmotstånd hos komponenter användas för att bedöma;
(2) För dålig isolering kan isoleringsresistensen för isolatorn, tidens nedbrytningshastighet för isolatorn, storleksindikatorerna för isolatorn, kontakter och andra delar upptäckas för att bedöma;
(3) För tillförlitligheten för den fasta och fristående typen kan monteringsoleransen, uthållighetsmomentet, anslutning av stiftretentionskraft, anslutning av stiftets införingskraft, retentionskraft under miljömässiga stressförhållanden och andra indikatorer på terminalen och kontakten testas för att bedöma.
Efter att ha analyserat de viktigaste fellägen och felformerna för anslutningen kan följande åtgärder vidtas för att förbättra tillförlitligheten för anslutningsdesignen:
(1) Välj lämplig kontakt.
Valet av kontakter bör inte bara beakta typen och antalet anslutna kretsar, utan också underlätta utrustningens sammansättning. Till exempel påverkas cirkulära anslutningar mindre av klimat och mekaniska faktorer än rektangulära kontakter, har mindre mekaniskt slitage och är pålitligt anslutna till trådändarna, så cirkulära kontakter bör väljas så mycket som möjligt.
(2) Ju större antal kontakter i en kontakt, desto lägre är systemets tillförlitlighet. Därför, om utrymme och vikt tillåter, försök att välja ett kontakt med ett mindre antal kontakter.
(3) När du väljer en anslutning bör arbetsförhållandena för utrustningen övervägas.
Detta beror på att den totala belastningsströmmen och maximala driftsströmmen för kontakten ofta bestäms baserat på den tillåtna värmen vid drift under de högsta temperaturförhållandena i den omgivande miljön. För att minska anslutningstemperaturen för anslutningen bör anslutningsförhållandena för anslutningen övervägas fullt ut. Till exempel kan kontakter längre från mitten av kontakten användas för att ansluta strömförsörjningen, vilket är mer gynnsamt för värmeavledning.
(4) Vattentät och antikorrosion.
När kontakten arbetar i en miljö med frätande gaser och vätskor, för att förhindra korrosion, bör uppmärksamhet ägnas åt möjligheten att installera den horisontellt från sidan under installationen. När förhållandena kräver vertikal installation bör vätskan förhindras från att strömma in i kontakten längs ledningarna. Använd vanligtvis vattentäta kontakter.
Nyckelpunkter i utformningen av högspänningsanslutningskontakter
Kontaktanslutningsteknologi undersöker huvudsakligen kontaktområdet och kontaktkraften, inklusive kontaktanslutningen mellan terminaler och ledningar, och kontaktanslutningen mellan terminaler.
Kontakternas tillförlitlighet är en viktig faktor för att bestämma systemtillförlitligheten och är också en viktig del av hela högspänningsanslutningsenheten. På grund av den hårda arbetsmiljön för vissa terminaler, ledningar och kontakter, är sambandet mellan terminaler och ledningar och anslutningen mellan terminaler och terminaler benägna att olika fel, såsom korrosion, åldrande och lossning på grund av vibrationer.
Eftersom elektriska ledningsnätningsfel orsakade av skador, löshet, fallande och misslyckande med kontakter står för mer än 50% av fel i hela elektriska systemet, bör full uppmärksamhet ägnas åt tillförlitlighetsdesignen för kontakterna i tillförlitlighetsdesignen för fordonets högspänningselektriska system.
1. Kontaktanslutning mellan terminal och tråd
Anslutningen mellan terminaler och ledningar avser anslutningen mellan de två genom en crimping -process eller en ultraljudssvetsningsprocess. För närvarande används ofta crimping-processen och ultraljudssvetsprocessen i högspänningstrådssele, var och en med sina egna fördelar och nackdelar.
(1) Crimping Process
Principen för crimping -processen är att använda yttre kraft för att helt enkelt fysiskt pressa ledartråden i den krympade delen av terminalen. Höjden, bredd, tvärsnittsstatus och dragkraft för terminal krimpning är kärninnehållet i terminal kriminell kvalitet, som bestämmer kvaliteten på crimping.
Det bör emellertid noteras att mikrostrukturen för alla fint bearbetade fasta ytor alltid är grov och ojämn. Efter att terminalerna och ledningarna är krimpade är det inte kontakten med hela kontaktytan, utan kontakten med några punkter spridda på kontaktytan. , den faktiska kontaktytan måste vara mindre än den teoretiska kontaktytan, vilket också är orsaken till att kontaktmotståndet för krimpningsprocessen är hög.
Mekanisk krimpning påverkas kraftigt av krimpningsprocessen, såsom tryck, krimningshöjd, etc. Produktionskontroll måste utföras med hjälp av medel såsom crimping höjd och profilanalys/metallografisk analys. Därför är krympningskonsistensen i crimping -processen genomsnittlig och verktygsslitage är påverkan är stor och tillförlitligheten är genomsnittlig.
Krimningsprocessen med mekanisk krimpning är mogen och har ett brett utbud av praktiska tillämpningar. Det är en traditionell process. Nästan alla stora leverantörer har trådsele -produkter som använder denna process.
Terminal- och trådkontaktprofiler med Crimping Process
（2) Ultraljudssvetsningsprocess
Ultraljudssvetsning använder högfrekventa vibrationsvågor för att överföra till ytorna på två föremål som ska svetsas. Under tryck gnider ytorna på de två föremålen mot varandra för att bilda fusion mellan molekylskikten.
Ultraljudssvetsning använder en ultraljudsgenerator för att konvertera 50/60 Hz ström till 15, 20, 30 eller 40 kHz elektrisk energi. Den konverterade högfrekventa elektriska energin omvandlas igen till mekanisk rörelse av samma frekvens genom givaren, och sedan överförs den mekaniska rörelsen till svetshuvudet genom en uppsättning hornanordningar som kan förändra amplituden. Svetshuvudet överför den mottagna vibrationsenergin till leden på arbetsstycket som ska svetsas. I detta område omvandlas vibrationsenergin till värmeenergi genom friktion och smälter metallen.
När det gäller prestanda har ultraljudssvetsningsprocessen liten kontaktmotstånd och låg överströmsvärme under lång tid; När det gäller säkerhet är det tillförlitligt och inte lätt att lossa och falla av under långvarig vibration; Det kan användas för svetsning mellan olika material; Det påverkas av ytoxidation eller beläggning nästa; Svetskvaliteten kan bedömas genom att övervaka de relevanta vågformerna i crimping -processen.
Även om utrustningskostnaden för ultraljudssvetsningsprocessen är relativt hög, och de metalldelar som ska svetsas kan inte vara för tjock (i allmänhet ≤5 mm), är ultraljudssvetsning en mekanisk process och inga strömflöden under hela svetsningsprocessen, så det finns inga problem med värmeledning och resistivitet är de framtida trenderna för högvolningstråd som svetsar.
Terminaler och ledare med ultraljudssvetsning och deras kontakt tvärsnitt
Oavsett krympningsprocess eller ultraljudssvetsprocess, efter att terminalen är ansluten till tråden, måste dess avdragskraft uppfylla standardkraven. Efter att tråden är ansluten till kontakten bör avdragningskraften inte vara mindre än den minsta avslagkraften.
Posttid: dec-06-2023