نمای کلی اتصال ولتاژ بالا
اتصالات با ولتاژ بالا ، که به عنوان اتصالات ولتاژ بالا نیز شناخته می شوند ، نوعی کانکتور خودرو هستند. آنها به طور کلی به اتصالات با ولتاژ عملیاتی بالاتر از 60 ولت مراجعه می کنند و عمدتاً مسئول انتقال جریانهای بزرگ هستند.
اتصالات با ولتاژ بالا عمدتا در مدارهای با ولتاژ بالا و جریان بالا از وسایل نقلیه برقی استفاده می شود. آنها با سیم کار می کنند تا انرژی باتری را از طریق مدارهای مختلف الکتریکی به اجزای مختلف سیستم خودرو مانند بسته های باتری ، کنترل کننده های موتور و مبدل های DCDC منتقل کنند. اجزای ولتاژ بالا مانند مبدل ها و شارژرها.
در حال حاضر ، سه سیستم استاندارد اصلی برای اتصالات ولتاژ بالا وجود دارد ، یعنی افزونه استاندارد LV ، افزونه استاندارد USCAR و افزونه استاندارد ژاپنی. در بین این سه افزونه ، LV در حال حاضر بیشترین گردش در بازار داخلی و کاملترین استانداردهای فرآیند را دارد.
نمودار فرآیند مونتاژ ولتاژ بالا
ساختار اساسی اتصال ولتاژ بالا
اتصالات با ولتاژ بالا عمدتاً از چهار ساختار اساسی ، یعنی کنتاکتورها ، عایق ها ، پوسته های پلاستیکی و لوازم جانبی تشکیل شده است.
(1) مخاطبین: قطعات اصلی که اتصالات الکتریکی را تکمیل می کنند ، یعنی پایانه های زن و مرد ، نی و غیره.
(2) عایق: از مخاطبین پشتیبانی می کند و عایق بین مخاطبین ، یعنی پوسته پلاستیکی داخلی را تضمین می کند.
(3) پوسته پلاستیکی: پوسته کانکتور تراز اتصال را تضمین می کند و از کل اتصال ، یعنی پوسته پلاستیکی بیرونی محافظت می کند.
(4) لوازم جانبی: از جمله لوازم جانبی ساختاری و لوازم جانبی نصب ، یعنی پین های موقعیت یابی ، پین های راهنما ، حلقه های اتصال ، حلقه های آب بندی ، اهرم های چرخان ، سازه های قفل و غیره.
نمای کانکتور ولتاژ بالا منفجر شد
طبقه بندی اتصالات ولتاژ بالا
اتصالات ولتاژ بالا از چند طریق قابل تشخیص است. این که آیا کانکتور دارای عملکرد محافظ است ، می توان از تعداد پین های کانکتور و غیره برای تعریف طبقه بندی کانکتور استفاده کرد.
1.آیا محافظ وجود دارد یا نه
اتصالات ولتاژ بالا با توجه به اینکه آیا عملکردهای محافظ دارند ، به اتصالات بدون سیم تقسیم شده و اتصالات محافظ تقسیم می شوند.
اتصالات بدون سیم دارای یک ساختار نسبتاً ساده ، عملکرد محافظ و هزینه نسبتاً کم هستند. مورد استفاده در مکانهایی که نیازی به محافظت ندارند ، مانند لوازم الکتریکی تحت پوشش موارد فلزی مانند شارژ مدارهای شارژ ، فضای داخلی باتری و کنترل فضای داخلی.
نمونه هایی از اتصالات بدون لایه محافظ و بدون طراحی ولتاژ بالا
اتصالات محافظ دارای ساختارهای پیچیده ، الزامات محافظ و هزینه های نسبتاً بالایی هستند. برای مکانهایی که عملکرد محافظتی لازم است ، مناسب است ، مانند جایی که قسمت خارج لوازم الکتریکی به سیم کشی ولتاژ بالا وصل شده است.
کانکتور با نمونه طراحی سپر و HVIL
2. تعداد شاخه ها
اتصالات ولتاژ بالا با توجه به تعداد درگاه های اتصال (PIN) تقسیم می شوند. در حال حاضر ، متداول ترین موارد استفاده شده 1p ، اتصال 2p و کانکتور 3p است.
کانکتور 1P دارای ساختار نسبتاً ساده و هزینه کم است. این امر با الزامات محافظ و ضد آب از سیستم های ولتاژ بالا مطابقت دارد ، اما روند مونتاژ کمی پیچیده است و عملکرد مجدد آن ضعیف است. به طور کلی در بسته های باتری و موتورها استفاده می شود.
اتصالات 2p و 3p دارای ساختارهای پیچیده و هزینه های نسبتاً بالایی هستند. این امر با الزامات محافظ و ضد آب از سیستم های ولتاژ بالا مطابقت دارد و از قابلیت حفظ خوبی برخوردار است. به طور کلی برای ورودی و خروجی DC ، مانند بسته های باتری با ولتاژ بالا ، پایانه های کنترل کننده ، پایانه های خروجی شارژر DC و غیره استفاده می شود.
1p/2p/3p مثال اتصال ولتاژ بالا
الزامات عمومی اتصالات ولتاژ بالا
اتصالات ولتاژ بالا باید با الزامات مشخص شده توسط SAE J1742 مطابقت داشته باشند و شرایط فنی زیر را دارند:
الزامات فنی مشخص شده توسط SAE J1742
عناصر طراحی اتصالات ولتاژ بالا
الزامات اتصالات ولتاژ بالا در سیستم های ولتاژ بالا شامل موارد زیر است اما محدود به: ولتاژ بالا و عملکرد جریان بالا نیست. نیاز به دستیابی به سطح بالاتری از محافظت در شرایط مختلف کار (مانند درجه حرارت بالا ، لرزش ، برخورد برخورد ، ضد گرد و غبار و ضد آب و غیره). قابلیت نصب عملکرد محافظ الکترومغناطیسی خوبی داشته باشید. هزینه باید تا حد ممکن و بادوام کم باشد.
با توجه به ویژگی ها و الزامات فوق که اتصالات ولتاژ بالا باید در ابتدای طراحی اتصالات ولتاژ بالا داشته باشند ، عناصر طراحی زیر باید مورد توجه قرار گیرند و طراحی هدفمند و تأیید آزمایش انجام می شود.
لیست مقایسه عناصر طراحی ، تست های مربوط به عملکرد و تأیید اتصالات ولتاژ بالا
تجزیه و تحلیل عدم موفقیت و اقدامات مربوط به اتصالات ولتاژ بالا
به منظور بهبود قابلیت اطمینان از طراحی کانکتور ، ابتدا باید حالت شکست آن مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد تا کار مربوط به طراحی پیشگیرانه انجام شود.
اتصالات معمولاً دارای سه حالت اصلی خرابی هستند: تماس ضعیف ، عایق ضعیف و تثبیت شل.
(1) برای تماس ضعیف ، از شاخص هایی مانند مقاومت در برابر تماس استاتیک ، مقاومت در برابر تماس پویا ، نیروی جداسازی سوراخ ، نقاط اتصال و مقاومت در برابر لرزش قطعات می توان برای قضاوت استفاده کرد.
(2) برای عایق ضعیف ، مقاومت عایق عایق ، میزان تخریب زمان عایق ، شاخص های اندازه عایق ، مخاطبین و سایر قسمت ها را می توان برای قضاوت تشخیص داد.
(3) برای قابلیت اطمینان نوع ثابت و جدا شده ، تحمل مونتاژ ، لحظه استقامت ، اتصال نیروی احتباس پین ، اتصال نیروی درج پین ، نیروی احتباس در شرایط استرس محیطی و سایر شاخص های ترمینال و کانکتور را می توان برای قضاوت آزمایش کرد.
پس از تجزیه و تحلیل حالت های اصلی خرابی و اشکال خرابی کانکتور ، می توان اقدامات زیر را برای بهبود قابلیت اطمینان طراحی کانکتور انجام داد:
(1) اتصال مناسب را انتخاب کنید.
انتخاب اتصالات نه تنها باید نوع و تعداد مدارهای متصل را در نظر بگیرد بلکه ترکیب تجهیزات را نیز تسهیل می کند. به عنوان مثال ، اتصالات دایره ای نسبت به اتصالات مستطیلی کمتر تحت تأثیر آب و هوا و مکانیکی قرار می گیرند ، سایش مکانیکی کمتری دارند و به طور قابل اطمینان به انتهای سیم متصل می شوند ، بنابراین اتصالات دایره ای باید تا حد امکان انتخاب شوند.
(2) هرچه تعداد مخاطبین در یک کانکتور بیشتر باشد ، قابلیت اطمینان سیستم نیز کمتر می شود. بنابراین ، اگر فضا و وزن اجازه می دهد ، سعی کنید یک کانکتور را با تعداد مخاطب کمتری انتخاب کنید.
(3) هنگام انتخاب کانکتور ، باید شرایط کار تجهیزات در نظر گرفته شود.
این امر به این دلیل است که جریان بار کل و حداکثر جریان عملیاتی کانکتور غالباً بر اساس گرمای مجاز هنگام کار در بالاترین شرایط دمای محیط اطراف تعیین می شود. به منظور کاهش دمای کار کانکتور ، باید شرایط اتلاف گرما کانکتور کاملاً در نظر گرفته شود. به عنوان مثال ، از تماس های دورتر از مرکز اتصال می توان برای اتصال منبع تغذیه استفاده کرد ، که این امر برای اتلاف گرما نیز بیشتر است.
(4) ضد آب و ضد خوردگی.
هنگامی که کانکتور در محیطی با گازهای خورنده و مایعات کار می کند ، برای جلوگیری از خوردگی ، باید به احتمال نصب آن به صورت افقی از طرف در حین نصب توجه شود. هنگامی که شرایط به نصب عمودی نیاز دارد ، باید از مایع جلوگیری شود که در طول سرب به داخل کانکتور جریان یابد. به طور کلی از اتصالات ضد آب استفاده کنید.
نکات کلیدی در طراحی مخاطبین اتصال ولتاژ بالا
فناوری اتصال به طور عمده منطقه تماس و نیروی تماس ، از جمله اتصال تماس بین پایانه ها و سیم ها و اتصال تماس بین پایانه ها را بررسی می کند.
قابلیت اطمینان مخاطبین عامل مهمی در تعیین قابلیت اطمینان سیستم است و همچنین بخش مهمی از کل مونتاژ سیم کشی ولتاژ بالا استبشر با توجه به محیط کار سخت برخی از پایانه ها ، سیم ها و اتصالات ، اتصال بین پایانه ها و سیم ها و اتصال بین پایانه ها و پایانه ها مستعد خرابی های مختلف مانند خوردگی ، پیری و شل شدن به دلیل لرزش است.
از آنجا که خرابی سیم کشی الکتریکی ناشی از آسیب ، شل شدن ، سقوط و عدم موفقیت مخاطبین بیش از 50 ٪ از خرابی ها در کل سیستم الکتریکی را تشکیل می دهد ، باید به طراحی قابلیت اطمینان مخاطبین در طراحی قابلیت اطمینان سیستم الکتریکی ولتاژ بالا وسیله نقلیه توجه کرد.
1. اتصال بین ترمینال و سیم تماس بگیرید
اتصال بین پایانه ها و سیم ها به ارتباط بین این دو از طریق یک فرآیند خاردار یا یک فرآیند جوشکاری اولتراسونیک اشاره دارد. در حال حاضر ، فرآیند Clinping و فرآیند جوشکاری اولتراسونیک معمولاً در بند های سیم با ولتاژ بالا استفاده می شود که هر کدام دارای مزایا و معایب خاص خود هستند.
(1) فرآیند زرنگ
اصل روند کار استفاده از نیروی خارجی برای فشرده سازی سیم هادی به قسمت ترمینال است. ارتفاع ، عرض ، حالت مقطعی و نیروی کشش ترمینال محتویات اصلی کیفیت ترمینال است که کیفیت چرمی را تعیین می کند.
با این حال ، لازم به ذکر است که ریزساختار هر سطح جامد ریز فرآوری شده همیشه خشن و ناهموار است. بعد از اینکه پایانه ها و سیم ها پیچیده شدند ، تماس کل سطح تماس نیست ، بلکه تماس برخی از نقاط پراکنده در سطح تماس است. ، سطح تماس واقعی باید از سطح تماس نظری کوچکتر باشد ، همچنین به همین دلیل مقاومت در برابر تماس با فرآیند چرمی زیاد است.
زرق و برق مکانیکی تا حد زیادی تحت تأثیر فرآیند چرب شدن ، مانند فشار ، ارتفاع چرمی و غیره قرار دارد. بنابراین ، قوام گریه روند گریه متوسط است و سایش ابزار تأثیر زیادی دارد و قابلیت اطمینان متوسط است.
فرایند گریه کردن مکانیکی بالغ است و دارای طیف گسترده ای از کاربردهای عملی است. این یک فرایند سنتی است. تقریباً همه تأمین کنندگان بزرگ با استفاده از این فرآیند محصولات مهار سیم دارند.
پروفایل های تماس ترمینال و سیم با استفاده از فرآیند Cripping
（2) فرآیند جوشکاری اولتراسونیک
جوش اولتراسونیک از امواج ارتعاش با فرکانس بالا برای انتقال به سطوح دو شیء برای جوشکاری استفاده می کند. تحت فشار ، سطوح این دو شیء در برابر یکدیگر مالش می دهند تا همجوشی بین لایه های مولکولی ایجاد شود.
جوش اولتراسونیک از یک ژنراتور اولتراسونیک برای تبدیل جریان 50/60 هرتز به انرژی الکتریکی 15 ، 20 ، 30 یا 40 کیلوهرتز استفاده می کند. انرژی الکتریکی با فرکانس بالا تبدیل شده مجدداً از طریق مبدل به حرکت مکانیکی همان فرکانس تبدیل می شود و سپس حرکت مکانیکی از طریق مجموعه ای از دستگاه های شاخ به سر جوش منتقل می شود که می تواند دامنه را تغییر دهد. سر جوش انرژی لرزش دریافت شده را به مفصل قطعه کار برای جوش داده می کند. در این منطقه ، انرژی لرزش از طریق اصطکاک به انرژی گرما تبدیل می شود و فلز را ذوب می کند.
از نظر عملکرد ، فرآیند جوشکاری اولتراسونیک دارای مقاومت در تماس کوچک و گرمایش بیش از حد کم برای مدت طولانی است. از نظر ایمنی ، شل شدن و سقوط در زیر ارتعاش طولانی مدت قابل اعتماد و آسان نیست. می توان از آن برای جوشکاری بین مواد مختلف استفاده کرد. تحت تأثیر اکسیداسیون سطح یا پوشش بعدی قرار می گیرد. کیفیت جوشکاری را می توان با نظارت بر شکل موج های مربوط به روند خاردار قضاوت کرد.
اگرچه هزینه تجهیزات فرآیند جوشکاری اولتراسونیک نسبتاً زیاد است ، و قطعات فلزی که باید جوش داده شوند ، نمی توانند خیلی ضخیم باشند (به طور کلی ≤5 میلی متر) ، جوشکاری اولتراسونیک یک فرآیند مکانیکی است و هیچ جریان جریان در طی کل فرآیند جوشکاری وجود ندارد ، بنابراین هیچ مشکلی برای هدایت گرما و مقاومت وجود ندارد ، روند آینده جوشکاری سیم با ولتاژ بالا است.
پایانه ها و هادی ها با جوش اولتراسونیک و مقطع تماس با آنها
صرف نظر از فرآیند چرمی یا روند جوشکاری اولتراسونیک ، پس از اتصال ترمینال به سیم ، نیروی کشش آن باید نیازهای استاندارد را برآورده کند. پس از اتصال سیم به کانکتور ، نیروی کشش نباید کمتر از حداقل نیروی کشش باشد.
زمان پست: دسامبر 06-2023