Hochspannungsanschlussübersicht
Hochspannungsanschlüsse, auch als Hochspannungsanschlüsse bezeichnet, sind eine Art Automobilanschluss. Sie beziehen sich im Allgemeinen auf Steckverbinder mit einer Betriebsspannung über 60 V und sind hauptsächlich für die Übertragung großer Ströme verantwortlich.
Hochspannungsanschlüsse werden hauptsächlich in Hochspannungs- und Hochstromkreisen von Elektrofahrzeugen verwendet. Sie arbeiten mit Drähten, um die Energie des Akkus durch verschiedene elektrische Schaltkreise zu verschiedenen Komponenten im Fahrzeugsystem zu transportieren, z. B. Batteriepackungen, Motorcontroller und DCDC -Wandler. Hochspannungskomponenten wie Wandler und Ladegeräte.
Gegenwärtig gibt es drei Hauptstandysteme für Hochspannungsanschlüsse, nämlich LV-Standard-Plug-In, USCAR-Standard-Plug-In und japanisches Standard-Plug-In. Unter diesen drei Plug-Ins hat LV derzeit den größten Kreislauf auf dem Inlandsmarkt und die umfassendsten Prozessstandards.
Hochspannungsanschluss -Verfahrensprozessdiagramm
Grundstruktur des Hochspannungsstecker
Hochspannungsanschlüsse bestehen hauptsächlich aus vier Grundstrukturen, nämlich Schützen, Isolatoren, Kunststoffschalen und Zubehör.
(1) Kontakte: Kernteile, die elektrische Verbindungen vervollständigen, nämlich männliche und weibliche Terminals, Schilf usw.;
(2) Isolator: Unterstützt die Kontakte und sorgt für die Isolierung zwischen den Kontakten, dh die innere Kunststoffschale;
(3) Kunststoffschale: Die Schale des Steckers sorgt für die Ausrichtung des Steckers und schützt den gesamten Stecker, dh die äußere Kunststoffschale;
(4) Zubehör: einschließlich strukturelles Zubehör und Installationszubehör, Stifte, Führungsstifte, Verbindungsringe, Dichtungsringe, rotierende Hebel, Verriegelungsstrukturen usw.
Hochspannungsanschluss explodierte Ansicht
Klassifizierung von Hochspannungsanschlüssen
Hochspannungsanschlüsse können auf verschiedene Weise unterschieden werden. Ob der Stecker eine Abschirmfunktion, die Anzahl der Steckerstifte usw. verwendet werden kann, um die Steckerklassifizierung zu definieren.
1.Ob es eine Abschirmung gibt oder nicht
Hochspannungsanschlüsse werden in ungeschützte Steckverbinder und abgeschirmte Anschlüsse unterteilt, je nachdem, ob sie Abschirmfunktionen haben.
Unschützte Anschlüsse haben eine relativ einfache Struktur, keine Abschirmungsfunktion und relativ niedrige Kosten. Wird an Orten verwendet, an denen keine Abschirmung erforderlich ist, wie z. B. Elektrogeräte, die von Metallhüllen wie Ladeschaltungen, Innenräumen der Akku -Packung und Steuerungsinnere bedeckt sind.
Beispiele für Steckverbinder ohne Abschirmschicht und ohne Hochspannungs-Verriegelungsdesign
Abschirmte Anschlüsse haben komplexe Strukturen, Abschirmanforderungen und relativ hohe Kosten. Es ist für Orte geeignet, an denen die Abschirmungsfunktion erforderlich ist, z.
Anschluss mit Schild- und HVIL -Designbeispiel
2. Anzahl der Stecker
Hochspannungsanschlüsse werden gemäß der Anzahl der Verbindungsanschlüsse (PIN) geteilt. Derzeit sind die am häufigsten verwendeten 1p -Anschluss, 2p -Stecker und 3p -Stecker.
Der 1p -Anschluss hat eine relativ einfache Struktur und niedrige Kosten. Es entspricht den Abschirm- und Abdichtungsanforderungen von Hochspannungssystemen, der Montageprozess ist jedoch leicht kompliziert und die Nacharbeit ist schlecht. Im Allgemeinen in Akku und Motoren verwendet.
2p- und 3p -Anschlüsse haben komplexe Strukturen und relativ hohe Kosten. Es entspricht den Abschirm- und Abdichtungsanforderungen von Hochspannungssystemen und hat eine gute Wartbarkeit. Im Allgemeinen wird für DC-Ein- und -ausgang verwendet, z.
1p/2p/3p Hochspannungsanschluss Beispiel
Allgemeine Anforderungen für Hochspannungsstecker
Hochspannungsanschlüsse sollten den von SAE J1742 angegebenen Anforderungen entsprechen und die folgenden technischen Anforderungen haben:
Technische Anforderungen von SAE J1742 angegeben
Designelemente von Hochspannungsanschlüssen
Zu den Anforderungen an Hochspannungsverbinder in Hochspannungssystemen gehören, sind unter anderem: Hochspannung und hohe Stromleistung; die Notwendigkeit, unter verschiedenen Arbeitsbedingungen ein höheres Schutzniveau zu erreichen (z. B. hohe Temperatur, Vibration, Kollisionseffekt, staubdicht und wasserdicht usw.); Installierbarkeit haben; eine gute elektromagnetische Abschirmleistung haben; Die Kosten sollten so niedrig wie möglich und langlebig sein.
Nach den oben genannten Eigenschaften und Anforderungen, die Hochspannungsverbinder zu Beginn des Entwurfs von Hochspannungsverbindungen haben sollten, müssen die folgenden Entwurfselemente berücksichtigt werden, und es werden gezielte Konstruktions- und Testüberprüfung durchgeführt.
Vergleichsliste von Designelementen, entsprechenden Leistungs- und Überprüfungstests von Hochspannungsanschlüssen
Ausfallanalyse und entsprechende Messungen von Hochspannungsanschlüssen
Um die Zuverlässigkeit des Konstruktionsdesigns zu verbessern, sollte der Fehlermodus zunächst so analysiert werden, dass entsprechende vorbeugende Entwurfsarbeiten durchgeführt werden können.
Anschlüsse haben normalerweise drei Hauptausfallmodi: schlechter Kontakt, schlechte Isolierung und lose Fixierung.
(1) Für schlechte Kontakte können Indikatoren wie statischer Kontaktwiderstand, dynamischer Kontaktwiderstand, Kraft -Trennungskraft mit einer Loch, Verbindungspunkte und Schwingungswiderstand von Komponenten verwendet werden, um zu beurteilen.
(2) Für eine schlechte Isolierung, die Isolationsresistenz des Isolators, die Zeitverschlechterungsrate des Isolators, die Größenindikatoren des Isolators, die Kontakte und andere Teile können festgestellt werden;
(3) Für die Zuverlässigkeit des festen und abgelösten Typs können die Montage -Toleranz, die Ausdauermoment, die Verbindungsstiftretentionskräfte, die Verbindungsstiftinsertionskraft, die Retentionskraft unter Umweltstressbedingungen und andere Indikatoren des Terminals und des Steckers an die Beurteilung getestet werden.
Nach Analyse der Hauptausfallmodi und -ausfallformulare des Steckers können folgende Maßnahmen ergriffen werden, um die Zuverlässigkeit des Steckerdesigns zu verbessern:
(1) Wählen Sie den entsprechenden Stecker aus.
Die Auswahl der Anschlüsse sollte nicht nur den Typ und die Anzahl der angeschlossenen Schaltungen berücksichtigen, sondern auch die Zusammensetzung der Geräte erleichtern. Beispielsweise sind kreisförmige Anschlüsse weniger von Klima und mechanischen Faktoren betroffen als rechteckige Anschlüsse, haben weniger mechanische Verschleiß und sind zuverlässig mit den Drahtenden verbunden, sodass kreisförmige Anschlüsse so weit wie möglich ausgewählt werden sollten.
(2) Je größer die Anzahl der Kontakte in einem Stecker ist, desto geringer ist die Zuverlässigkeit des Systems. Wenn Raum und Gewicht zulassen, versuchen Sie daher, einen Anschluss mit einer geringeren Anzahl von Kontakten auszuwählen.
(3) Bei der Auswahl eines Steckers sollten die Arbeitsbedingungen der Ausrüstung berücksichtigt werden.
Dies liegt daran, dass der Gesamtlaststrom und der maximale Betriebsstrom des Steckers häufig auf der Grundlage der Wärme ermittelt werden, die beim Betrieb unter den höchsten Temperaturbedingungen der Umgebung zulässig ist. Um die Arbeitstemperatur des Steckers zu verringern, sollte die Wärmeableitungsbedingungen des Steckers vollständig berücksichtigt werden. Zum Beispiel können Kontakte weiter von der Mitte des Steckers entfernt werden, um die Stromversorgung zu verbinden, was für die Wärmeableitung förderlicher ist.
(4) wasserdicht und gegen Korrosion.
Wenn der Stecker in einer Umgebung mit korrosiven Gasen und Flüssigkeiten arbeitet, sollte die Möglichkeit, ihn während der Installation horizontal von der Seite zu installieren, aufmerksam zu machen, um Korrosion zu verhindern. Wenn die Bedingungen eine vertikale Installation erfordern, sollte die Flüssigkeit daran hindern, in den Stecker entlang der Leitungen in den Stecker zu fließen. Verwenden Sie im Allgemeinen wasserdichte Anschlüsse.
Schlüsselpunkte bei der Gestaltung von Hochspannungsanschlusskontakten
Die Kontaktverbindungstechnologie untersucht hauptsächlich den Kontaktbereich und die Kontaktkraft, einschließlich der Kontaktverbindung zwischen Terminals und Drähten und der Kontaktverbindung zwischen den Terminals.
Die Zuverlässigkeit von Kontakten ist ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Systemzuverlässigkeit und auch ein wichtiger Bestandteil der gesamten Hochspannungskabelbaumbaugruppe. Aufgrund des harten Arbeitsumfelds einiger Terminals, Kabel und Anschlüsse sind die Verbindung zwischen Klemmen und Kabel und der Verbindung zwischen Klemmen und Klemmen anfällig für verschiedene Fehler wie Korrosion, Altern und Lockerung aufgrund von Vibrationen.
Da durch Schäden, Lockerheit, Abfall und Ausfall von Kontakten mehr als 50% der Fehler im gesamten elektrischen System ausmachen, sollte dem Zuverlässigkeitsdesign der Kontakte bei der Zuverlässigkeitsdesign des hochspannenden elektrischen Systems des Fahrzeugs eine vollständige Aufmerksamkeit geschenkt werden.
1. Kontaktverbindung zwischen Klemme und Kabel
Die Verbindung zwischen Klemmen und Kabeln bezieht sich auf die Verbindung zwischen den beiden durch einen Crimp -Prozess oder einem Ultraschallschweißverfahren. Gegenwärtig werden der Crimp-Prozess und das Ultraschallschweißprozess üblicherweise in Hochspannungs-Kabelbäumen verwendet, die jeweils eigene Vor- und Nachteile haben.
(1) Crimp -Prozess
Das Prinzip des Crimp -Prozesses besteht darin, die externe Kraft einzusetzen, um den Leiterdraht einfach physisch in den gekräuselten Teil des Terminals zu drücken. Die Höhe, die Breite, der Querschnittszustand und die Ziehkraft der terminalen Crimps sind der Kerngehalt der Klima-Crimp-Qualität, die die Qualität des Crimps bestimmen.
Es ist jedoch zu beachten, dass die Mikrostruktur einer fein verarbeiteten festen Oberfläche immer rau und ungleichmäßig ist. Nachdem die Terminals und Drähte gecräut sind, ist es nicht der Kontakt der gesamten Kontaktfläche, sondern der Kontakt einiger Punkte, die auf der Kontaktfläche verstreut sind. Die tatsächliche Kontaktfläche muss kleiner sein als die theoretische Kontaktfläche, was auch der Grund ist, warum der Kontaktbeständigkeit des Crimp -Prozesses hoch ist.
Das mechanische Crimping wird durch den Crimp -Verfahren wie Druck, Crimp -Höhe usw. stark beeinflusst. Die Produktionskontrolle muss durch Mittel wie Crimply- und Profilanalyse/metallographische Analyse durchgeführt werden. Daher ist die Crimp -Konsistenz des Crimp -Prozesses durchschnittlich und der Werkzeugverschleiß ist groß und die Zuverlässigkeit ist durchschnittlich.
Der Crimp -Prozess des mechanischen Crimps ist ausgereift und hat eine breite Palette praktischer Anwendungen. Es ist ein traditioneller Prozess. Fast alle großen Lieferanten haben mit diesem Prozess Produkte mit Kabelbaumprodukten.
Terminal- und Drahtkontaktprofile mit Crimping Process
（2) Ultraschallschweißprozess
Das Ultraschallschweißen verwendet Hochfrequenzschwingungswellen, um auf die Oberflächen von zwei Objekten zu übertragen, die geschweißt werden sollen. Unter Druck reiben sich die Oberflächen der beiden Objekte gegeneinander, um eine Fusion zwischen den molekularen Schichten zu bilden.
Ultraschallschweißen verwendet einen Ultraschallgenerator, um 50/60 Hz Strom in die elektrische Energie von 15, 20, 30 oder 40 kHz umzuwandeln. Die umgebaute elektrische Hochfrequenz-Energie wird durch den Wandler erneut in mechanische Bewegung derselben Frequenz umgewandelt, und dann wird die mechanische Bewegung durch eine Reihe von Horngeräten, die die Amplitude ändern können, an den Schweißkopf übertragen. Der Schweißkopf überträgt die empfangene Vibrationsenergie an die Verbindung des zu verschweißten Werkstücks. In diesem Bereich wird die Schwingungsenergie durch Reibung in Wärmeenergie umgewandelt und das Metall schmilzt.
In Bezug auf die Leistung weist der Ultraschallschweißprozess für lange Zeit eine geringe Kontaktwiderstand und eine geringe Überstromheizung auf. In Bezug auf die Sicherheit ist es zuverlässig und nicht leicht, unter langfristiger Vibration zu lockern und zu fallen. Es kann zum Schweißen zwischen verschiedenen Materialien verwendet werden; Es wird als nächstes durch Oberflächenoxidation oder Beschichtung beeinflusst; Die Schweißqualität kann durch Überwachung der relevanten Wellenformen des Crimp -Prozesses beurteilt werden.
Obwohl die Ausrüstungskosten des Ultraschallschweißprozesses relativ hoch sind und die zu schweißenden Metallteile nicht zu dick sein können (im Allgemeinen ≤ 5 mm), ist Ultraschallschweißen ein mechanischer Prozess und kein Strom fließt während des gesamten Schweißverfahrens, so
Terminals und Leiter mit Ultraschallschweißen und deren Kontaktquerschnitte
Unabhängig vom Crimp-Verfahren oder des Ultraschallschweißverfahrens muss nach dem Anschluss des Terminals mit dem Draht die Auszugskraft den Standardanforderungen entsprechen. Nachdem der Draht mit dem Stecker verbunden ist, sollte die Abziehkraft nicht geringer als die minimale Abzogkraft sein.
Postzeit: Dezember 06-2023