Oversigt over højspændingsstik
Højspændingsstik, også kendt som højspændingsstik, er en type bilstik. De refererer generelt til stik med en driftsspænding over 60 V og er primært ansvarlige for at overføre store strømme.
Højspændingsstik bruges hovedsageligt i højspændings- og højstrømskredsløb i elektriske køretøjer. De arbejder sammen med ledninger for at transportere energien fra batteripakken gennem forskellige elektriske kredsløb til forskellige komponenter i køretøjets system, såsom batteripakker, motorstyringer og DCDC-konvertere. Højspændingskomponenter såsom konvertere og opladere.
I øjeblikket er der tre hovedstandardsystemer for højspændingsstik, nemlig LV-standardstik, USCAR-standardstik og japansk standardstik. Blandt disse tre stik har LV i øjeblikket den største cirkulation på hjemmemarkedet og de mest komplette processtandarder.
Diagram over monteringsproces for højspændingsstik
Grundlæggende struktur af højspændingsstik
Højspændingsstik består hovedsageligt af fire grundlæggende strukturer, nemlig kontaktorer, isolatorer, plastikskaller og tilbehør.
(1) Kontakter: Kernedele, der fuldender elektriske forbindelser, nemlig han- og hunterminaler, reed-elektroder osv.;
(2) Isolator: støtter kontakterne og sikrer isoleringen mellem kontakterne, dvs. den indre plastskal;
(3) Plastikskal: Stikkets skal sikrer stikkets justering og beskytter hele stikket, dvs. den ydre plastskal;
(4) Tilbehør: herunder strukturelt tilbehør og installationstilbehør, nemlig positioneringsstifter, styrestifter, forbindelsesringe, tætningsringe, roterende håndtag, låsestrukturer osv.
Eksploderet visning af højspændingsstik
Klassificering af højspændingsstik
Højspændingsstik kan skelnes på en række måder. Om stikket har en afskærmningsfunktion, antallet af stikben osv. kan alle bruges til at definere stikkets klassificering.
1.Om der er afskærmning eller ej
Højspændingsstik er opdelt i uskærmede stik og skærmede stik alt efter om de har skærmningsfunktioner.
Uskærmede stik har en relativt simpel struktur, ingen afskærmningsfunktion og er relativt billige. De bruges på steder, der ikke kræver afskærmning, såsom elektriske apparater dækket af metalhuse, såsom opladningskredsløb, batteripakkers indre og kontrolelementer.
Eksempler på stik uden afskærmningslag og uden højspændingsinterlock-design
Skærmede stik har komplekse strukturer, krav til afskærmning og relativt høje omkostninger. De er velegnede til steder, hvor afskærmningsfunktion er påkrævet, f.eks. hvor ydersiden af elektriske apparater er forbundet til højspændingsledninger.
Eksempel på stik med skærm og HVIL-design
2. Antal stik
Højspændingsstik er opdelt efter antallet af tilslutningsporte (PIN). I øjeblikket er de mest almindeligt anvendte 1P-stik, 2P-stik og 3P-stik.
1P-stikket har en relativt simpel struktur og lave omkostninger. Det opfylder kravene til afskærmning og vandtætning i højspændingssystemer, men samlingsprocessen er lidt kompliceret, og efterbearbejdningsevnen er dårlig. Anvendes generelt i batteripakker og motorer.
2P- og 3P-stik har komplekse strukturer og relativt høje omkostninger. De opfylder kravene til afskærmning og vandtæthed i højspændingssystemer og har god vedligeholdelsesvenlighed. Anvendes generelt til DC-indgang og -udgang, f.eks. på højspændingsbatteripakker, controllerterminaler, opladerens DC-udgangsterminaler osv.
Eksempel på 1P/2P/3P højspændingsstik
Generelle krav til højspændingsstik
Højspændingsstik skal overholde kravene specificeret i SAE J1742 og have følgende tekniske krav:
Tekniske krav specificeret af SAE J1742
Designelementer af højspændingsstik
Kravene til højspændingsstik i højspændingssystemer omfatter, men er ikke begrænset til: højspændings- og højstrømsydelse; behovet for at kunne opnå højere beskyttelsesniveauer under forskellige arbejdsforhold (såsom høj temperatur, vibrationer, kollisioner, støvtæthed og vandtæthed osv.); skal være installerbare; have god elektromagnetisk afskærmningsydelse; omkostningerne skal være så lave som muligt og holdbare.
I henhold til ovenstående egenskaber og krav, som højspændingsstik skal have, skal følgende designelementer tages i betragtning ved begyndelsen af designet af højspændingsstik, og der skal udføres målrettet design- og testverifikation.
Sammenligningsliste over designelementer, tilsvarende ydeevne- og verifikationstest af højspændingsstik
Fejlanalyse og tilsvarende målinger af højspændingsstik
For at forbedre pålideligheden af konnektordesignet bør dets fejltilstand først analyseres, så der kan udføres tilsvarende forebyggende designarbejde.
Stik har normalt tre primære fejltilstande: dårlig kontakt, dårlig isolering og løs fiksering.
(1) Ved dårlig kontakt kan indikatorer som statisk kontaktmodstand, dynamisk kontaktmodstand, enkelthulsadskillelseskraft, forbindelsespunkter og komponenternes vibrationsmodstand bruges til at bedømme;
(2) Ved dårlig isolering kan isolatorens isolationsmodstand, isolatorens nedbrydningshastighed over tid, isolatorens størrelsesindikatorer, kontakter og andre dele detekteres for at bedømme;
(3) For at vurdere pålideligheden af den faste og den afmonterede type kan man teste monteringstolerancen, udholdenhedsmomentet, forbindelsesstiftens fastholdelseskraft, forbindelsesstiftens indsættelseskraft, fastholdelseskraften under miljømæssige belastningsforhold og andre indikatorer for terminalen og stikket.
Efter at have analyseret de vigtigste fejltilstande og fejlformer for stikket, kan følgende foranstaltninger træffes for at forbedre pålideligheden af stikket design:
(1) Vælg det relevante stik.
Valget af stik bør ikke kun tage hensyn til typen og antallet af tilsluttede kredsløb, men også til udstyrets sammensætning. For eksempel er cirkulære stik mindre påvirket af klima og mekaniske faktorer end rektangulære stik, har mindre mekanisk slid og er pålideligt forbundet med ledningsenderne, så cirkulære stik bør vælges så meget som muligt.
(2) Jo flere kontakter der er i et stik, desto lavere er systemets pålidelighed. Hvis plads og vægt tillader det, bør du derfor forsøge at vælge et stik med et mindre antal kontakter.
(3) Ved valg af et stik skal udstyrets driftsforhold tages i betragtning.
Dette skyldes, at den samlede belastningsstrøm og den maksimale driftsstrøm for stikket ofte bestemmes ud fra den varme, der tillades under drift under de højeste temperaturforhold i det omgivende miljø. For at reducere stikkets driftstemperatur bør stikkets varmeafledningsforhold tages i betragtning fuldt ud. For eksempel kan kontakter længere væk fra stikkets centrum bruges til at tilslutte strømforsyningen, hvilket er mere befordrende for varmeafledningen.
(4) Vandtæt og korrosionsbestandig.
Når stikket anvendes i et miljø med ætsende gasser og væsker, skal man for at forhindre korrosion være opmærksom på muligheden for at installere det vandret fra siden under installationen. Når forholdene kræver lodret installation, skal det forhindres, at væske strømmer ind i stikket langs ledningerne. Brug generelt vandtætte stik.
Nøglepunkter i designet af højspændingsstikkontakter
Kontaktforbindelsesteknologi undersøger primært kontaktarealet og kontaktkraften, herunder kontaktforbindelsen mellem terminaler og ledninger, og kontaktforbindelsen mellem terminaler.
Kontakternes pålidelighed er en vigtig faktor for systemets pålidelighed og er også en vigtig del af hele højspændingsledningsnettet.På grund af det barske arbejdsmiljø for nogle terminaler, ledninger og stik er forbindelsen mellem terminaler og ledninger, og forbindelsen mellem terminaler og terminaler, tilbøjelig til forskellige fejl, såsom korrosion, ældning og løsning på grund af vibrationer.
Da fejl i det elektriske ledningsnet forårsaget af beskadigelse, løshed, fald af og kontaktsvigt tegner sig for mere end 50 % af fejlene i hele det elektriske system, bør der lægges stor vægt på kontakternes pålidelighedsdesign i forbindelse med pålidelighedsdesignet af køretøjets højspændingssystem.
1. Kontaktforbindelse mellem terminal og ledning
Forbindelsen mellem terminaler og ledninger refererer til forbindelsen mellem de to gennem en krympeproces eller en ultralydssvejseproces. I øjeblikket anvendes krympeprocessen og ultralydssvejseprocessen almindeligvis i højspændingsledningsnet, hver med sine egne fordele og ulemper.
(1) Krympeproces
Princippet bag krympeprocessen er at bruge ekstern kraft til blot fysisk at presse ledertråden ind i den krympede del af terminalen. Højden, bredden, tværsnitstilstanden og trækkraften ved terminalkrympningen er de centrale elementer i terminalkrympningens kvalitet, som bestemmer krympningens kvalitet.
Det skal dog bemærkes, at mikrostrukturen på enhver fint bearbejdet fast overflade altid er ru og ujævn. Efter at terminalerne og ledningerne er krympet, er det ikke hele kontaktfladen, der er i kontakt, men kontakten på nogle punkter spredt på kontaktfladen. Den faktiske kontaktflade skal være mindre end den teoretiske kontaktflade, hvilket også er grunden til, at kontaktmodstanden i krympeprocessen er høj.
Mekanisk krympning påvirkes i høj grad af krympningsprocessen, såsom tryk, krympehøjde osv. Produktionskontrol skal udføres ved hjælp af metoder som krympehøjde og profilanalyse/metallografisk analyse. Derfor er krympningskonsistensen i krympningsprocessen gennemsnitlig, værktøjsslitaget er højt, og påvirkningen er gennemsnitlig.
Krympeprocessen med mekanisk krympning er moden og har en bred vifte af praktiske anvendelser. Det er en traditionel proces. Næsten alle store leverandører har ledningsnetprodukter, der bruger denne proces.
Terminal- og ledningskontaktprofiler ved hjælp af krympeproces
(2) Ultralydssvejseproces
Ultralydssvejsning bruger højfrekvente vibrationsbølger til at overføres til overfladerne af to objekter, der skal svejses. Under tryk gnider overfladerne af de to objekter mod hinanden for at danne en sammensmeltning mellem de molekylære lag.
Ultralydssvejsning bruger en ultralydsgenerator til at konvertere 50/60 Hz strøm til 15, 20, 30 eller 40 kHz elektrisk energi. Den konverterede højfrekvente elektriske energi konverteres igen til mekanisk bevægelse med samme frekvens gennem transduceren, og derefter overføres den mekaniske bevægelse til svejsehovedet gennem et sæt hornenheder, der kan ændre amplituden. Svejsehovedet overfører den modtagne vibrationsenergi til samlingen på emnet, der skal svejses. I dette område omdannes vibrationsenergien til varmeenergi gennem friktion, hvorved metallet smelter.
Med hensyn til ydeevne har ultralydssvejseprocessen en lille kontaktmodstand og lav overstrømsopvarmning i lang tid; med hensyn til sikkerhed er den pålidelig og ikke let at løsne og falde af under langvarig vibration; den kan bruges til svejsning mellem forskellige materialer; den påvirkes af overfladeoxidation eller belægning. Dernæst kan svejsekvaliteten bedømmes ved at overvåge de relevante bølgeformer i krympeprocessen.
Selvom udstyrsomkostningerne til ultralydssvejseprocessen er relativt høje, og de metaldele, der skal svejses, ikke må være for tykke (generelt ≤5 mm), er ultralydssvejsning en mekanisk proces, og der flyder ingen strøm under hele svejseprocessen, så der er ingen problemer med varmeledning og resistivitet. Problemerne med varmeledning og resistivitet er de fremtidige tendenser inden for svejsning af højspændingsledninger.
Terminaler og ledere med ultralydssvejsning og deres kontakttværsnit
Uanset krympeprocessen eller ultralydssvejseprocessen skal terminalens aftrækskraft, efter at den er forbundet med ledningen, opfylde standardkravene. Når ledningen er forbundet med stikket, må aftrækskraften ikke være mindre end den minimale aftrækskraft.
Opslagstidspunkt: 06. dec. 2023