Descripción general del conector de alto voltaje
Los conectores de alto voltaje, también conocidos como conectores de alto voltaje, son un tipo de conector para automóviles.Generalmente se refieren a conectores con una tensión de funcionamiento superior a 60V y son los principales responsables de transmitir grandes corrientes.
Los conectores de alto voltaje se utilizan principalmente en circuitos de alto voltaje y alta corriente de vehículos eléctricos.Trabajan con cables para transportar la energía del paquete de baterías a través de diferentes circuitos eléctricos a varios componentes del sistema del vehículo, como paquetes de baterías, controladores de motor y convertidores DCDC.Componentes de alto voltaje como convertidores y cargadores.
En la actualidad, existen tres sistemas estándar principales para conectores de alto voltaje: el enchufe estándar LV, el enchufe estándar USCAR y el enchufe estándar japonés.Entre estos tres complementos, LV tiene actualmente la mayor circulación en el mercado nacional y los estándares de proceso más completos.
Diagrama del proceso de montaje del conector de alto voltaje.
Estructura básica del conector de alto voltaje.
Los conectores de alto voltaje se componen principalmente de cuatro estructuras básicas: contactores, aisladores, carcasas de plástico y accesorios.
(1) Contactos: partes centrales que completan las conexiones eléctricas, a saber, terminales macho y hembra, lengüetas, etc.;
(2) Aislador: soporta los contactos y asegura el aislamiento entre los contactos, es decir, la carcasa plástica interior;
(3) Carcasa de plástico: La carcasa del conector asegura la alineación del conector y protege todo el conector, es decir, la carcasa de plástico exterior;
(4) Accesorios: incluidos accesorios estructurales y accesorios de instalación, en concreto pasadores de posicionamiento, pasadores guía, anillos de conexión, anillos de sellado, palancas giratorias, estructuras de bloqueo, etc.
Vista despiezada del conector de alto voltaje
Clasificación de conectores de alta tensión.
Los conectores de alto voltaje se pueden distinguir de varias formas.Para definir la clasificación del conector se puede utilizar si el conector tiene una función de blindaje, el número de pines del conector, etc.
1.Si hay o no blindaje
Los conectores de alto voltaje se dividen en conectores no blindados y conectores blindados según tengan funciones de blindaje.
Los conectores no blindados tienen una estructura relativamente simple, no tienen función de blindaje y tienen un costo relativamente bajo.Se utiliza en ubicaciones que no requieren blindaje, como aparatos eléctricos cubiertos por cajas metálicas, como circuitos de carga, interiores de paquetes de baterías e interiores de controles.
Ejemplos de conectores sin capa protectora y sin diseño de enclavamiento de alto voltaje
Los conectores blindados tienen estructuras complejas, requisitos de blindaje y costos relativamente altos.Es adecuado para lugares donde se requiere una función de blindaje, como donde el exterior de aparatos eléctricos está conectado a mazos de cables de alto voltaje.
Conector con pantalla y diseño HVIL Ejemplo
2. Número de enchufes
Los conectores de alto voltaje se dividen según el número de puertos de conexión (PIN).Actualmente, los más utilizados son el conector 1P, el conector 2P y el conector 3P.
El conector 1P tiene una estructura relativamente simple y de bajo costo.Cumple con los requisitos de blindaje e impermeabilización de los sistemas de alto voltaje, pero el proceso de ensamblaje es un poco complicado y la operatividad del retrabajo es deficiente.Generalmente utilizado en paquetes de baterías y motores.
Los conectores 2P y 3P tienen estructuras complejas y costes relativamente elevados.Cumple con los requisitos de blindaje e impermeabilización de los sistemas de alto voltaje y tiene buena mantenibilidad.Generalmente se utiliza para entrada y salida de CC, como en paquetes de baterías de alto voltaje, terminales de controlador, terminales de salida de CC del cargador, etc.
Ejemplo de conector de alto voltaje 1P/2P/3P
Requisitos generales para conectores de alto voltaje.
Los conectores de alto voltaje deben cumplir con los requisitos especificados por SAE J1742 y tener los siguientes requisitos técnicos:
Requisitos técnicos especificados por SAE J1742
Elementos de diseño de conectores de alto voltaje.
Los requisitos para conectores de alto voltaje en sistemas de alto voltaje incluyen, entre otros: rendimiento de alto voltaje y alta corriente;la necesidad de poder alcanzar niveles más altos de protección en diversas condiciones de trabajo (como altas temperaturas, vibraciones, impactos de colisión, resistencia al agua y al polvo, etc.);Tener instalabilidad;tener un buen rendimiento de blindaje electromagnético;el costo debe ser lo más bajo posible y duradero.
De acuerdo con las características y requisitos anteriores que deben tener los conectores de alto voltaje, al comienzo del diseño de los conectores de alto voltaje, se deben tener en cuenta los siguientes elementos de diseño y se deben llevar a cabo un diseño específico y una verificación de prueba.
Lista comparativa de elementos de diseño, correspondientes pruebas de rendimiento y verificación de conectores de alta tensión.
Análisis de fallos y medidas correspondientes de conectores de alta tensión.
Para mejorar la confiabilidad del diseño del conector, primero se debe analizar su modo de falla para poder realizar el trabajo de diseño preventivo correspondiente.
Los conectores suelen tener tres modos de falla principales: mal contacto, mal aislamiento y fijación floja.
(1) Para un contacto deficiente, se pueden utilizar indicadores como la resistencia de contacto estático, la resistencia de contacto dinámico, la fuerza de separación de un solo orificio, los puntos de conexión y la resistencia a la vibración de los componentes para juzgar;
(2) En caso de aislamiento deficiente, se puede detectar para juzgar la resistencia de aislamiento del aislador, la tasa de degradación del tiempo del aislador, los indicadores de tamaño del aislador, los contactos y otras partes;
(3) Para determinar la confiabilidad del tipo fijo y separado, se pueden probar la tolerancia del ensamblaje, el momento de resistencia, la fuerza de retención del pasador de conexión, la fuerza de inserción del pasador de conexión, la fuerza de retención en condiciones de estrés ambiental y otros indicadores del terminal y el conector.
Después de analizar los principales modos de falla y formas de falla del conector, se pueden tomar las siguientes medidas para mejorar la confiabilidad del diseño del conector:
(1) Seleccione el conector apropiado.
La selección de conectores no sólo debe considerar el tipo y número de circuitos conectados, sino también facilitar la composición del equipo.Por ejemplo, los conectores circulares se ven menos afectados por factores climáticos y mecánicos que los conectores rectangulares, tienen menos desgaste mecánico y están conectados de manera confiable a los extremos de los cables, por lo que se deben seleccionar conectores circulares tanto como sea posible.
(2) Cuanto mayor sea el número de contactos en un conector, menor será la confiabilidad del sistema.Por tanto, si el espacio y el peso lo permiten, intente elegir un conector con menor número de contactos.
(3) Al seleccionar un conector, se deben considerar las condiciones de trabajo del equipo.
Esto se debe a que la corriente de carga total y la corriente operativa máxima del conector a menudo se determinan en función del calor permitido cuando se opera en las condiciones de temperatura más altas del entorno.Para reducir la temperatura de trabajo del conector, se deben considerar completamente las condiciones de disipación de calor del conector.Por ejemplo, se pueden utilizar contactos más alejados del centro del conector para conectar la fuente de alimentación, lo que favorece más la disipación del calor.
(4) Impermeable y anticorrosión.
Cuando el conector funciona en un ambiente con gases y líquidos corrosivos, para evitar la corrosión, se debe prestar atención a la posibilidad de instalarlo horizontalmente desde un lado durante la instalación.Cuando las condiciones requieran una instalación vertical, se debe evitar que fluya líquido hacia el conector a lo largo de los cables.Generalmente utilice conectores impermeables.
Puntos clave en el diseño de contactos de conectores de alta tensión.
La tecnología de conexión de contactos examina principalmente el área de contacto y la fuerza de contacto, incluida la conexión de contacto entre terminales y cables, y la conexión de contacto entre terminales.
La confiabilidad de los contactos es un factor importante para determinar la confiabilidad del sistema y también es una parte importante de todo el conjunto del mazo de cables de alto voltaje..Debido al duro entorno de trabajo de algunos terminales, cables y conectores, la conexión entre terminales y cables y la conexión entre terminales y terminales son propensas a diversas fallas, como corrosión, envejecimiento y aflojamiento debido a la vibración.
Dado que las fallas en los mazos de cables eléctricos causadas por daños, aflojamiento, caída y falla de los contactos representan más del 50% de las fallas en todo el sistema eléctrico, se debe prestar total atención al diseño de confiabilidad de los contactos en el diseño de confiabilidad del sistema. sistema eléctrico de alto voltaje del vehículo.
1. Conexión de contacto entre terminal y cable.
La conexión entre terminales y cables se refiere a la conexión entre ambos mediante un proceso de engarzado o un proceso de soldadura ultrasónica.En la actualidad, el proceso de engarzado y el proceso de soldadura ultrasónica se utilizan comúnmente en mazos de cables de alto voltaje, cada uno con sus propias ventajas y desventajas.
(1) Proceso de prensado
El principio del proceso de engarzado es utilizar fuerza externa para simplemente apretar físicamente el cable conductor en la parte engarzada del terminal.La altura, el ancho, el estado de la sección transversal y la fuerza de tracción del engarzado de terminales son los contenidos centrales de la calidad del engarzado de terminales, que determinan la calidad del engarzado.
Sin embargo, cabe señalar que la microestructura de cualquier superficie sólida finamente procesada es siempre rugosa y desigual.Una vez engarzados los terminales y los cables, no es el contacto de toda la superficie de contacto, sino el contacto de algunos puntos dispersos en la superficie de contacto., la superficie de contacto real debe ser menor que la superficie de contacto teórica, lo que también es la razón por la cual la resistencia de contacto del proceso de engarzado es alta.
El engarzado mecánico se ve muy afectado por el proceso de engarzado, como la presión, la altura de engarzado, etc. El control de la producción debe realizarse a través de medios como la altura de engarzado y el análisis de perfil/análisis metalográfico.Por lo tanto, la consistencia de engarzado del proceso de engarzado es promedio y el desgaste de la herramienta es grande y la confiabilidad es promedio.
El proceso de engarzado mecánico está maduro y tiene una amplia gama de aplicaciones prácticas.Es un proceso tradicional.Casi todos los grandes proveedores tienen productos de mazos de cables que utilizan este proceso.
Perfiles de contacto de terminales y cables mediante proceso de engarzado
(2) Proceso de soldadura ultrasónica
La soldadura ultrasónica utiliza ondas de vibración de alta frecuencia para transmitirse a las superficies de dos objetos a soldar.Bajo presión, las superficies de los dos objetos rozan entre sí para formar una fusión entre las capas moleculares.
La soldadura ultrasónica utiliza un generador ultrasónico para convertir la corriente de 50/60 Hz en energía eléctrica de 15, 20, 30 o 40 KHz.La energía eléctrica de alta frecuencia convertida se convierte nuevamente en movimiento mecánico de la misma frecuencia a través del transductor, y luego el movimiento mecánico se transmite al cabezal de soldadura a través de un conjunto de dispositivos de bocina que pueden cambiar la amplitud.El cabezal de soldadura transmite la energía de vibración recibida a la unión de la pieza a soldar.En esta zona, la energía de vibración se convierte en energía térmica mediante fricción, fundiendo el metal.
En términos de rendimiento, el proceso de soldadura ultrasónica tiene una pequeña resistencia de contacto y un bajo calentamiento por sobrecorriente durante mucho tiempo;en términos de seguridad, es confiable y no es fácil de aflojar y caer bajo vibraciones prolongadas;se puede utilizar para soldar entre diferentes materiales;se ve afectado por la oxidación de la superficie o el recubrimiento Siguiente;La calidad de la soldadura se puede juzgar monitoreando las formas de onda relevantes del proceso de engarzado.
Aunque el costo del equipo del proceso de soldadura ultrasónica es relativamente alto y las piezas metálicas a soldar no pueden ser demasiado gruesas (generalmente ≤5 mm), la soldadura ultrasónica es un proceso mecánico y no fluye corriente durante todo el proceso de soldadura, por lo que no hay Las cuestiones de la conducción de calor y la resistividad son las tendencias futuras de la soldadura de mazos de cables de alto voltaje.
Terminales y conductores con soldadura ultrasónica y sus secciones de contacto.
Independientemente del proceso de engarzado o del proceso de soldadura ultrasónica, después de conectar el terminal al cable, su fuerza de extracción debe cumplir con los requisitos estándar.Después de conectar el cable al conector, la fuerza de extracción no debe ser menor que la fuerza de extracción mínima.
Hora de publicación: 06-dic-2023