Yüksek Gerilim Konektörüne Genel Bakış
Yüksek gerilim konnektörleri olarak da bilinen yüksek gerilim konnektörleri bir tür otomotiv konnektörüdür.Genellikle 60V'un üzerinde çalışma voltajına sahip konektörleri ifade ederler ve esas olarak büyük akımların iletilmesinden sorumludurlar.
Yüksek gerilim konnektörleri esas olarak elektrikli araçların yüksek gerilim ve yüksek akım devrelerinde kullanılır.Pil paketinin enerjisini farklı elektrik devreleri aracılığıyla araç sistemindeki pil paketleri, motor kontrolörleri ve DCDC dönüştürücüler gibi çeşitli bileşenlere taşımak için kablolarla çalışırlar.Dönüştürücüler ve şarj cihazları gibi yüksek voltajlı bileşenler.
Şu anda, yüksek voltaj konnektörleri için üç ana standart sistem bulunmaktadır: LV standart fişli, USCAR standart fişli ve Japon standart fişli.Bu üç eklenti arasında LV şu anda iç pazardaki en büyük tiraja ve en eksiksiz süreç standartlarına sahiptir.
Yüksek gerilim konnektörü montaj süreci diyagramı
Yüksek gerilim konnektörünün temel yapısı
Yüksek gerilim konnektörleri temel olarak kontaktörler, yalıtkanlar, plastik kabuklar ve aksesuarlar olmak üzere dört temel yapıdan oluşur.
(1) Kontaklar: elektrik bağlantılarını tamamlayan çekirdek parçalar, yani erkek ve dişi terminaller, şeritler vb.;
(2) Yalıtkan: kontakları destekler ve kontaklar arasındaki yalıtımı, yani iç plastik kabuğu sağlar;
(3) Plastik kabuk: Konektörün kabuğu, konektörün hizalanmasını sağlar ve konektörün tamamını, yani dış plastik kabuğu korur;
(4) Aksesuarlar: yapısal aksesuarlar ve kurulum aksesuarları dahil, yani konumlandırma pimleri, kılavuz pimleri, bağlantı halkaları, sızdırmazlık halkaları, döner kollar, kilitleme yapıları vb.
Yüksek gerilim konnektörünün parçalanmış görünümü
Yüksek gerilim konnektörlerinin sınıflandırılması
Yüksek gerilim konnektörleri çeşitli şekillerde ayırt edilebilir.Konektörün koruma fonksiyonuna sahip olup olmadığı, konektör pinlerinin sayısı vb., konektör sınıflandırmasını tanımlamak için kullanılabilir.
1.Korumanın olup olmadığı
Yüksek gerilim konnektörleri, ekranlama fonksiyonlarına sahip olup olmadıklarına göre ekransız konnektörler ve ekranlı konnektörler olarak ikiye ayrılır.
Korumasız konektörler nispeten basit bir yapıya sahiptir, koruma işlevi yoktur ve nispeten düşük maliyetlidir.Şarj devreleri, pil takımı iç kısımları ve kontrol iç kısımları gibi metal muhafazalarla kaplanmış elektrikli cihazlar gibi koruma gerektirmeyen yerlerde kullanılır.
Koruyucu katmanı olmayan ve yüksek gerilim kilitleme tasarımı olmayan konnektör örnekleri
Korumalı konnektörler karmaşık yapılara, koruma gereksinimlerine ve nispeten yüksek maliyetlere sahiptir.Elektrikli cihazların dış kısmının yüksek gerilim kablo demetlerine bağlandığı yerler gibi ekranlama fonksiyonunun gerekli olduğu yerler için uygundur.
Korumalı ve HVIL tasarımlı konnektör Örnek
2. Fiş sayısı
Yüksek gerilim konnektörleri bağlantı portlarının (PIN) sayısına göre bölünmüştür.Şu anda en yaygın kullanılanlar 1P konnektör, 2P konnektör ve 3P konnektördür.
1P konektörü nispeten basit bir yapıya ve düşük maliyete sahiptir.Yüksek gerilim sistemlerinin ekranlama ve su geçirmezlik gereksinimlerini karşılar, ancak montaj süreci biraz karmaşıktır ve yeniden çalışılabilirliği zayıftır.Genellikle akü paketlerinde ve motorlarda kullanılır.
2P ve 3P konektörler karmaşık yapılara ve nispeten yüksek maliyetlere sahiptir.Yüksek gerilim sistemlerinin koruma ve su geçirmezlik gereksinimlerini karşılar ve iyi bir bakım kolaylığına sahiptir.Genellikle yüksek voltajlı pil takımları, kontrol terminalleri, şarj cihazı DC çıkış terminalleri vb. gibi DC giriş ve çıkışı için kullanılır.
1P/2P/3P yüksek gerilim konnektörü örneği
Yüksek gerilim konnektörleri için genel gereksinimler
Yüksek voltaj konnektörleri SAE J1742 tarafından belirtilen gereksinimlere uygun olmalı ve aşağıdaki teknik gereksinimlere sahip olmalıdır:
SAE J1742 tarafından belirtilen teknik gereksinimler
Yüksek gerilim konnektörlerinin tasarım elemanları
Yüksek voltaj sistemlerindeki yüksek voltaj konnektörlerine yönelik gereksinimler, bunlarla sınırlı olmamak üzere şunları içerir: yüksek voltaj ve yüksek akım performansı;çeşitli çalışma koşullarında (yüksek sıcaklık, titreşim, çarpışma etkisi, toz geçirmez ve su geçirmez vb. gibi) daha yüksek düzeyde koruma elde edebilme ihtiyacı;Kurulabilirliğe sahip;iyi elektromanyetik koruma performansına sahip;Maliyet mümkün olduğu kadar düşük ve dayanıklı olmalıdır.
Yüksek gerilim konnektörlerinin sahip olması gereken yukarıdaki özelliklere ve gereksinimlere göre, yüksek gerilim konnektörlerinin tasarımının başlangıcında aşağıdaki tasarım elemanlarının dikkate alınması ve hedeflenen tasarım ve test doğrulamasının yapılması gerekir.
Yüksek gerilim konnektörlerinin tasarım öğelerinin karşılaştırma listesi, ilgili performans ve doğrulama testleri
Yüksek gerilim konnektörlerinin arıza analizi ve ilgili önlemleri
Konektör tasarımının güvenilirliğini artırmak amacıyla, ilgili önleyici tasarım çalışmasının yapılabilmesi için öncelikle arıza modu analiz edilmelidir.
Konektörlerin genellikle üç ana arıza modu vardır: zayıf temas, zayıf yalıtım ve gevşek sabitleme.
(1) Zayıf temas için, statik temas direnci, dinamik temas direnci, tek delik ayırma kuvveti, bağlantı noktaları ve bileşenlerin titreşim direnci gibi göstergeler değerlendirme yapmak için kullanılabilir;
(2) Kötü yalıtım için, yalıtkanın yalıtım direnci, yalıtkanın zamanla bozulma oranı, yalıtkanın boyut göstergeleri, kontaklar ve diğer parçalar tespit edilerek karar verilebilir;
(3) Sabit ve müstakil tipin güvenilirliği için, montaj toleransı, dayanıklılık momenti, bağlantı pimi tutma kuvveti, bağlantı pimi yerleştirme kuvveti, çevresel stres koşulları altında tutma kuvveti ve terminal ve konektörün diğer göstergeleri yargılamak için test edilebilir.
Konektörün ana arıza modları ve arıza formları analiz edildikten sonra konnektör tasarımının güvenilirliğini artırmak için aşağıdaki önlemler alınabilir:
(1) Uygun konektörü seçin.
Konektör seçiminde yalnızca bağlı devrelerin türü ve sayısı dikkate alınmamalı, aynı zamanda ekipmanın bileşimi de kolaylaştırılmalıdır.Örneğin dairesel konnektörler dikdörtgen konnektörlere göre iklim ve mekanik faktörlerden daha az etkilenir, daha az mekanik aşınmaya sahiptir ve kablo uçlarına güvenilir bir şekilde bağlanır, bu nedenle mümkün olduğunca dairesel konnektörler seçilmelidir.
(2) Bir konnektördeki kontak sayısı ne kadar fazla olursa sistemin güvenilirliği de o kadar düşük olur.Bu nedenle, alan ve ağırlık izin veriyorsa, daha az sayıda kontak içeren bir konektör seçmeye çalışın.
(3) Konektör seçerken ekipmanın çalışma koşulları dikkate alınmalıdır.
Bunun nedeni, konektörün toplam yük akımının ve maksimum çalışma akımının genellikle çevredeki ortamın en yüksek sıcaklık koşulları altında çalışırken izin verilen ısıya göre belirlenmesidir.Konektörün çalışma sıcaklığını azaltmak için konektörün ısı dağıtım koşulları tamamen dikkate alınmalıdır.Örneğin, güç kaynağını bağlamak için konektörün merkezinden daha uzaktaki kontaklar kullanılabilir, bu da ısı dağılımına daha elverişlidir.
(4) Su geçirmez ve korozyon önleyici.
Konektör aşındırıcı gaz ve sıvıların bulunduğu bir ortamda çalışırken, korozyonu önlemek amacıyla montaj sırasında yandan yatay montaj imkanına dikkat edilmelidir.Koşullar dikey kurulum gerektirdiğinde, kablolar boyunca konnektörün içine sıvı akması engellenmelidir.Genellikle su geçirmez konektörler kullanın.
Yüksek gerilim konnektör kontaklarının tasarımındaki önemli noktalar
Kontak bağlantı teknolojisi esas olarak terminaller ve teller arasındaki kontak bağlantısı ve terminaller arasındaki kontak bağlantısı dahil olmak üzere kontak alanını ve kontak kuvvetini inceler.
Kontakların güvenilirliği, sistem güvenilirliğinin belirlenmesinde önemli bir faktördür ve aynı zamanda tüm yüksek gerilim kablo demeti grubunun önemli bir parçasıdır..Bazı terminallerin, tellerin ve konnektörlerin zorlu çalışma ortamı nedeniyle, terminaller ile teller arasındaki bağlantı ve terminaller ile terminaller arasındaki bağlantı, korozyon, eskime ve titreşim nedeniyle gevşeme gibi çeşitli arızalara eğilimlidir.
Hasar, gevşeklik, düşme ve kontak arızasından kaynaklanan elektrik kablo demeti arızaları, tüm elektrik sistemindeki arızaların %50'sinden fazlasını oluşturduğundan, sistemin güvenilirlik tasarımında kontakların güvenilirlik tasarımına tam dikkat gösterilmelidir. Aracın yüksek voltajlı elektrik sistemi.
1. Terminal ve tel arasındaki kontak bağlantısı
Terminaller ve teller arasındaki bağlantı, ikisi arasındaki bağlantıyı bir sıkma işlemi veya ultrasonik kaynak işlemi yoluyla ifade eder.Şu anda, yüksek gerilim kablo demetlerinde sıkma işlemi ve ultrasonik kaynak işlemi yaygın olarak kullanılmaktadır ve her birinin kendine göre avantajları ve dezavantajları vardır.
(1) Sıkma işlemi
Kıvırma işleminin prensibi, iletken teli terminalin kıvrılmış kısmına fiziksel olarak sıkıştırmak için harici kuvvet kullanmaktır.Terminal kıvırmanın yüksekliği, genişliği, kesit durumu ve çekme kuvveti, kıvırmanın kalitesini belirleyen terminal kıvırma kalitesinin temel içerikleridir.
Bununla birlikte, ince işlenmiş herhangi bir katı yüzeyin mikro yapısının her zaman pürüzlü ve düzensiz olduğu unutulmamalıdır.Terminaller ve teller kıvrıldıktan sonra temas yüzeyinin tamamının teması değil, temas yüzeyine dağılmış bazı noktaların teması söz konusudur.Gerçek temas yüzeyinin teorik temas yüzeyinden daha küçük olması gerekir; bu da sıkma işleminin temas direncinin yüksek olmasının nedenidir.
Mekanik sıkma, basınç, sıkma yüksekliği vb. gibi sıkma işleminden büyük ölçüde etkilenir. Üretim kontrolünün, sıkma yüksekliği ve profil analizi/metalografik analiz gibi araçlarla gerçekleştirilmesi gerekir.Bu nedenle, sıkma işleminin sıkma tutarlılığı ortalamadır ve takım aşınması yüksektir. Etkisi büyüktür ve güvenilirliği ortalamadır.
Mekanik sıkma işleminin sıkma işlemi olgunlaşmıştır ve çok çeşitli pratik uygulamalara sahiptir.Bu geleneksel bir süreçtir.Hemen hemen tüm büyük tedarikçilerin bu işlemi kullanan kablo demeti ürünleri vardır.
Sıkma işlemini kullanan terminal ve kablo kontak profilleri
（2) Ultrasonik kaynak işlemi
Ultrasonik kaynak, kaynak yapılacak iki nesnenin yüzeylerine iletmek için yüksek frekanslı titreşim dalgalarını kullanır.Basınç altında, iki nesnenin yüzeyleri moleküler katmanlar arasında füzyon oluşturmak için birbirine sürtünür.
Ultrasonik kaynak, 50/60 Hz akımı 15, 20, 30 veya 40 KHz elektrik enerjisine dönüştürmek için ultrasonik bir jeneratör kullanır.Dönüştürülen yüksek frekanslı elektrik enerjisi, dönüştürücü aracılığıyla tekrar aynı frekanstaki mekanik harekete dönüştürülür ve ardından mekanik hareket, genliği değiştirebilen bir dizi korna cihazı aracılığıyla kaynak kafasına iletilir.Kaynak kafası, alınan titreşim enerjisini kaynak yapılacak iş parçasının ek yerine iletir.Bu alanda titreşim enerjisi sürtünme yoluyla ısı enerjisine dönüştürülerek metalin erimesi sağlanır.
Performans açısından, ultrasonik kaynak işlemi küçük temas direncine ve uzun süre düşük aşırı akım ısıtmasına sahiptir;güvenlik açısından güvenilirdir ve uzun süreli titreşim altında gevşemesi ve düşmesi kolay değildir;farklı malzemeler arasında kaynak yapmak için kullanılabilir;yüzey oksidasyonundan veya kaplamadan etkilenir. Sonraki;Kaynak kalitesi, sıkma işleminin ilgili dalga biçimleri izlenerek değerlendirilebilir.
Ultrasonik kaynak işleminin ekipman maliyeti nispeten yüksek olmasına ve kaynak yapılacak metal parçaların çok kalın olmamasına (genellikle ≤5mm) rağmen, ultrasonik kaynak mekanik bir işlemdir ve kaynak işleminin tamamı boyunca akım akmaz, bu nedenle Isı iletimi ve direnç konuları, yüksek gerilim kablo demeti kaynağının gelecekteki eğilimleridir.
Ultrasonik kaynaklı terminaller ve iletkenler ve bunların kontak kesitleri
Sıkma işlemi veya ultrasonik kaynak işlemi ne olursa olsun, terminal tele bağlandıktan sonra çekme kuvveti standart gereksinimleri karşılamalıdır.Tel konnektöre bağlandıktan sonra çekme kuvveti minimum çekme kuvvetinden az olmamalıdır.
Gönderim zamanı: Aralık-06-2023