Descripción general del conector de alto voltaje
Los conectores de alto voltaje, también conocidos como conectores de alto voltaje, son un tipo de conector automotriz. Generalmente se refieren a conectores con un voltaje operativo superior a 60 V y son principales responsables de transmitir grandes corrientes.
Los conectores de alto voltaje se utilizan principalmente en circuitos de alto voltaje y de alta corriente de vehículos eléctricos. Trabajan con cables para transportar la energía de la batería a través de diferentes circuitos eléctricos a varios componentes del sistema de vehículos, como paquetes de baterías, controladores de motor y convertidores DCDC. Componentes de alto voltaje, como convertidores y cargadores.
En la actualidad, hay tres sistemas estándar principales para conectores de alto voltaje, a saber, el complemento estándar LV, el complemento estándar de USCAR y el complemento estándar japonés. Entre estos tres complementos, el LV actualmente tiene la mayor circulación en el mercado interno y los estándares de proceso más completos.
Diagrama de proceso de ensamblaje del conector de alto voltaje
Estructura básica del conector de alto voltaje
Los conectores de alto voltaje se componen principalmente de cuatro estructuras básicas, a saber, contactores, aislantes, conchas de plástico y accesorios.
(1) Contactos: piezas centrales que completan conexiones eléctricas, a saber, terminales masculinas y femeninas, juncos, etc.;
(2) aislante: admite los contactos y garantiza el aislamiento entre los contactos, es decir, la carcasa de plástico interna;
(3) Concha 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: incluyendo accesorios estructurales y accesorios de instalación, alfileres de posicionamiento, alfileres de guía, anillos de conexión, anillos de sellado, palancas giratorias, estructuras de bloqueo, etc.
Vista explotada del conector de alto voltaje
Clasificación de conectores de alto voltaje
Los conectores de alto voltaje se pueden distinguir de varias maneras. Si el conector tiene una función de blindaje, el número de pines del conector, etc. se puede usar para definir la clasificación del conector.
1.Si está o no blindando
Los conectores de alto voltaje se dividen en conectores sin blindaje y conectores blindados de acuerdo con si tienen funciones de blindaje.
Los conectores sin blindaje tienen una estructura relativamente simple, sin función de blindaje y un costo relativamente bajo. Se utiliza en ubicaciones que no requieren blindaje, como electrodomésticos cubiertos por cajas de metales como circuitos de carga, interiores de baterías e interiores de control.
Ejemplos de conectores sin capa de blindaje 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 función de blindaje, como donde el exterior de los electrodomésticos está conectado a arneses de cableado de alto voltaje.
Conector con ejemplo de diseño de escudo y hvil
2. Número de enchufes
Los conectores de alto voltaje se dividen de acuerdo con 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 un bajo costo. Cumple con los requisitos de blindaje e impermeabilización de los sistemas de alto voltaje, pero el proceso de ensamblaje es ligeramente complicado y la operabilidad de retrabajo es pobre. Generalmente utilizado en baterías y motores.
Los conectores 2P y 3P tienen estructuras complejas y costos relativamente altos. Cumple con los requisitos de blindaje e impermeabilización de los sistemas de alto voltaje y tiene una buena capacidad de mantenimiento. Generalmente utilizado para la entrada y salida de CC, como en paquetes de baterías de alto voltaje, terminales de controlador, terminales de salida de CC de cargador, etc.
1p/2p/3p Ejemplo de conector de alto voltaje
Requisitos generales para conectores de alto voltaje
Los conectores de alto voltaje deben cumplir con los requisitos especificados por SAE J1742 y tienen los siguientes requisitos técnicos:
Requisitos técnicos especificados por SAE J1742
Elementos de diseño de conectores de alto voltaje
Los requisitos para los conectores de alto voltaje en los sistemas de alto voltaje incluyen, pero no se limitan a: alto voltaje y alto rendimiento de corriente; la necesidad de poder lograr niveles más altos de protección en diversas condiciones de trabajo (como alta temperatura, vibración, impacto de colisión, a prueba de polvo e impermeable, etc.); Tener instalación; 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 deberían tener los conectores de alto voltaje, al comienzo del diseño de conectores de alto voltaje, se deben tener en cuenta los siguientes elementos de diseño y se llevan a cabo la verificación de diseño y prueba específicos.
Lista de comparación de elementos de diseño, pruebas de rendimiento y verificación correspondientes de conectores de alto voltaje
Análisis de fallas y medidas correspondientes de conectores de alto voltaje
Para mejorar la fiabilidad del diseño del conector, su modo de falla debe analizarse primero para que se pueda realizar un trabajo de diseño preventivo correspondiente.
Los conectores generalmente tienen tres modos principales de falla: mal contacto, aislamiento deficiente y fijación suelta.
(1) Para un contacto deficiente, los indicadores como la resistencia de contacto estático, la resistencia a la resistencia de contacto dinámico, la fuerza de separación de un solo agujero, los puntos de conexión y la resistencia a la vibración de los componentes pueden usarse para juzgar;
(2) Para el aislamiento deficiente, la resistencia del aislamiento del aislante, la tasa de degradación del tiempo del aislante, los indicadores de tamaño del aislante, los contactos y otras partes se pueden detectar para juzgar;
(3) Para la confiabilidad del tipo fijo y separado, la tolerancia al ensamblaje, el momento de resistencia, la fuerza de retención de pines de conexión, la fuerza de inserción del alfiler, la fuerza de retención en condiciones de estrés ambiental y otros indicadores del terminal y conector pueden probarse para juzgar.
Después de analizar los principales modos de falla y las 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 solo debe considerar el tipo y el número de circuitos conectados, sino también facilitar la composición del equipo. Por ejemplo, los conectores circulares están menos afectados por los factores climáticos y mecánicos que los conectores rectangulares, tienen menos desgaste mecánico y están conectados de manera confiable a los extremos de alambre, por lo que los conectores circulares deben seleccionarse lo más posible.
(2) Cuanto mayor sea el número de contactos en un conector, menor será la confiabilidad del sistema. Por lo tanto, si el espacio y el peso lo permiten, intente elegir un conector con un número menor 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 de operación máxima del conector a menudo se determinan en función del calor permitido cuando se operan bajo las condiciones de temperatura más altas del entorno circundante. Para reducir la temperatura de trabajo del conector, las condiciones de disipación de calor del conector deben considerarse completamente. Por ejemplo, los contactos más lejos del centro del conector pueden usarse para conectar la fuente de alimentación, que es más propicio para la disipación de calor.
(4) impermeable y anticorrosión.
Cuando el conector funciona en un entorno con gases corrosivos y líquidos, para evitar la corrosión, se debe prestar atención a la posibilidad de instalarlo horizontalmente desde el lado durante la instalación. Cuando las condiciones requieren instalación vertical, se debe evitar que el líquido fluya hacia el conector a lo largo de los cables. Generalmente usa conectores impermeables.
Puntos clave en el diseño de contactos de conector de alto voltaje
La tecnología de conexión de contacto 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 cableado de alto voltaje. Debido al entorno de trabajo duro 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 la corrosión, el envejecimiento y la aflojamiento debido a la vibración.
Dado que las fallas del arnés de cableado eléctrico causados por daños, flojedad, caída y falla de los contactos representan más del 50% de las fallas en todo el sistema eléctrico, se debe prestar toda la atención al diseño de confiabilidad de los contactos en el diseño de confiabilidad del sistema eléctrico de alto voltaje del vehículo.
1. Conexión de contacto entre el terminal y el cable
La conexión entre terminales y cables se refiere a la conexión entre los dos a través de un proceso de engestión o un proceso de soldadura ultrasónica. En la actualidad, el proceso de enrging y el proceso de soldadura ultrasónica se usan comúnmente en arneses de alambre de alto voltaje, cada uno con sus propias ventajas y desventajas.
(1) Proceso de engaste
El principio del proceso de enrging es usar la fuerza externa para simplemente apretar físicamente el cable del conductor en la parte delgarada de la terminal. La altura, el ancho, el estado transversal y la fuerza de tracción del enrollamiento terminal son el contenido central de la calidad de engarzamiento terminal, que determinan la calidad del enrollamiento.
Sin embargo, debe tenerse en cuenta que la microestructura de cualquier superficie sólida finamente procesada es siempre áspera y desigual. Después de que los terminales y los cables se enganchan, 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 más pequeña que la superficie de contacto teórica, que también es la razón por la cual la resistencia de contacto del proceso de engaste es alta.
El enmendamiento mecánico se ve muy afectado por el proceso de enggro, como la presión, la altura de enggro, etc. El control de la producción debe llevarse a cabo a través de medios como la altura de engarzamiento y el análisis de perfil/análisis metalográfico. Por lo tanto, la consistencia de engaste del proceso de engestión es promedio y el desgaste de la herramienta es que el impacto es grande y la confiabilidad es promedio.
El proceso de enmascaramiento de la copa mecánica es maduro y tiene una amplia gama de aplicaciones prácticas. Es un proceso tradicional. Casi todos los grandes proveedores tienen productos de arnés de cables utilizando este proceso.
Perfiles de contacto con terminal y alambre utilizando el proceso de engestión
（2) Proceso de soldadura ultrasónica
La soldadura ultrasónica utiliza ondas de vibración de alta frecuencia para transmitir a las superficies de dos objetos a soldar. Bajo presión, las superficies de los dos objetos se frotan entre sí para formar fusión entre las capas moleculares.
La soldadura ultrasónica utiliza un generador ultrasónico para convertir la corriente de 50/60 Hz en energía eléctrica 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 a la cabeza 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 junta de la pieza de trabajo a soldar. En esta área, la energía de vibración se convierte en energía térmica a través de la fricción, derritiendo el metal.
En términos de rendimiento, el proceso de soldadura ultrasónica tiene una pequeña resistencia de contacto y un calentamiento de baja sobrecorriente durante mucho tiempo; En términos de seguridad, es confiable y no es fácil de aflojar y caer bajo vibración a largo plazo; Se puede usar para soldar entre diferentes materiales; Se ve afectado por la oxidación de la superficie o el recubrimiento a continuación; La calidad de la soldadura se puede juzgar al monitorear las formas de onda relevantes del proceso de enggro.
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 hay flujos de corriente durante todo el proceso de soldadura, por lo que no hay problemas de conducción y resistividad de calor son las tendencias futuras de la soldadura de alambre de alambre de alto voltaje.
Terminales y conductores con soldadura ultrasónica y sus secciones transversales de contacto
Independientemente del proceso de engestión o el proceso de soldadura ultrasónica, después de que el terminal esté conectado al cable, su fuerza de extracción debe cumplir con los requisitos estándar. Después de que el cable está conectado al conector, la fuerza de extracción no debe ser menor que la fuerza mínima de extracción.
Tiempo de publicación: Dic-06-2023