نمای کلی کانکتور ولتاژ بالا
کانکتورهای ولتاژ بالا که به عنوان کانکتورهای ولتاژ بالا نیز شناخته می شوند، نوعی اتصال دهنده خودرو هستند.آنها معمولاً به کانکتورهایی با ولتاژ کاری بالای 60 ولت اشاره دارند و عمدتاً وظیفه انتقال جریان های بزرگ را بر عهده دارند.
کانکتورهای ولتاژ بالا عمدتاً در مدارهای ولتاژ بالا و جریان بالا وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می شوند.آنها با سیم کار می کنند تا انرژی بسته باتری را از طریق مدارهای الکتریکی مختلف به اجزای مختلف در سیستم خودرو منتقل کنند، مانند بسته های باتری، کنترل کننده های موتور و مبدل های DCDC.قطعات ولتاژ بالا مانند مبدل و شارژر.
در حال حاضر، سه سیستم استاندارد اصلی برای اتصال دهنده های ولتاژ بالا وجود دارد که عبارتند از پلاگین استاندارد LV، پلاگین استاندارد USCAR و پلاگین استاندارد ژاپنی.در بین این سه پلاگین، LV در حال حاضر دارای بیشترین تیراژ در بازار داخلی و کامل ترین استانداردهای فرآیندی است.
نمودار فرآیند مونتاژ کانکتور ولتاژ بالا
ساختار اصلی اتصال دهنده ولتاژ بالا
اتصال دهنده های ولتاژ بالا عمدتاً از چهار ساختار اصلی یعنی کنتاکتورها، عایق ها، پوسته های پلاستیکی و لوازم جانبی تشکیل شده اند.
(1) مخاطبین: قطعات اصلی که اتصالات الکتریکی را تکمیل می کنند، یعنی پایانه های نر و ماده، نی و غیره.
(2) عایق: از مخاطبین پشتیبانی می کند و عایق بین کنتاکت ها، یعنی پوسته پلاستیکی داخلی را تضمین می کند.
(3) پوسته پلاستیکی: پوسته کانکتور تراز اتصال را تضمین می کند و از کل رابط، یعنی پوسته پلاستیکی بیرونی محافظت می کند.
(4) لوازم جانبی: شامل لوازم جانبی ساختاری و لوازم 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 شده است
طبقه بندی کانکتورهای ولتاژ بالا
اتصال دهنده های ولتاژ بالا را می توان به روش های مختلفی تشخیص داد.اینکه آیا کانکتور دارای عملکرد محافظ است، تعداد پین های کانکتور و غیره همگی می توانند برای تعریف طبقه بندی کانکتور استفاده شوند.
1.سپر وجود داشته باشد یا نباشد
کانکتورهای ولتاژ بالا با توجه به اینکه آیا عملکرد محافظ دارند به کانکتورهای بدون محافظ و کانکتورهای محافظ تقسیم می شوند.
کانکتورهای بدون محافظ دارای ساختار نسبتاً ساده، بدون عملکرد محافظ و هزینه نسبتاً کم هستند.در مکان هایی استفاده می شود که نیازی به محافظ ندارند، مانند وسایل الکتریکی که با جعبه های فلزی پوشانده شده اند، مانند مدارهای شارژ، فضای داخلی بسته باتری و فضای داخلی کنترل.
نمونه هایی از اتصالات بدون لایه محافظ و بدون طراحی اینترلاک ولتاژ بالا
کانکتورهای محافظ دارای ساختار پیچیده، الزامات محافظ و هزینه های نسبتاً بالایی هستند.برای مکان هایی که عملکرد محافظ مورد نیاز است، مانند جاهایی که بیرون وسایل برقی به دسته های سیم کشی ولتاژ بالا متصل است، مناسب است.
اتصال با سپر و طراحی HVIL مثال
2. تعداد دوشاخه
کانکتورهای ولتاژ بالا بر اساس تعداد پورت های اتصال (PIN) تقسیم می شوند.در حال حاضر، پرکاربردترین آنها کانکتور 1P، کانکتور 2P و کانکتور 3P هستند.
کانکتور 1P ساختار نسبتاً ساده و هزینه کمی دارد.این الزامات محافظ و ضد آب سیستم های ولتاژ بالا را برآورده می کند، اما روند مونتاژ کمی پیچیده است و عملکرد مجدد ضعیف است.به طور کلی در بسته های باتری و موتور استفاده می شود.
کانکتورهای 2P و 3P ساختار پیچیده و هزینه نسبتا بالایی دارند.این الزامات محافظ و ضد آب سیستم های ولتاژ بالا را برآورده می کند و قابلیت نگهداری خوبی دارد.به طور کلی برای ورودی و خروجی DC، مانند بسته های باتری ولتاژ بالا، پایانه های کنترل، پایانه های خروجی DC شارژر و غیره استفاده می شود.
نمونه کانکتور ولتاژ بالا 1P/2P/3P
الزامات عمومی برای اتصال دهنده های ولتاژ بالا
کانکتورهای ولتاژ بالا باید با الزامات مشخص شده توسط SAE J1742 مطابقت داشته باشند و دارای الزامات فنی زیر باشند:
الزامات فنی مشخص شده توسط SAE J1742
عناصر طراحی کانکتورهای ولتاژ بالا
الزامات کانکتورهای ولتاژ بالا در سیستم های ولتاژ بالا شامل موارد زیر است اما به این موارد محدود نمی شود: ولتاژ بالا و عملکرد جریان بالا.نیاز به دستیابی به سطوح بالاتر حفاظت در شرایط مختلف کاری (مانند دمای بالا، لرزش، ضربه برخورد، ضد گرد و غبار و ضد آب و غیره)؛قابلیت نصب داشته باشد؛عملکرد محافظ الکترومغناطیسی خوبی دارند.هزینه باید تا حد امکان کم و بادوام باشد.
با توجه به مشخصات و الزامات فوق که کانکتورهای فشار قوی باید داشته باشند، در ابتدای طراحی کانکتورهای فشار قوی، باید عناصر طراحی زیر در نظر گرفته شود و طراحی هدفمند و تأیید آزمایش انجام شود.
لیست مقایسه عناصر طراحی، عملکرد مربوطه و تست های تایید کانکتورهای ولتاژ بالا
تجزیه و تحلیل خرابی و اقدامات مربوطه کانکتورهای ولتاژ بالا
به منظور بهبود قابلیت اطمینان طراحی کانکتور، ابتدا باید حالت خرابی آن تجزیه و تحلیل شود تا بتوان کار طراحی پیشگیرانه مربوطه را انجام داد.
اتصال دهنده ها معمولاً سه حالت خرابی اصلی دارند: تماس ضعیف، عایق ضعیف و تثبیت شل.
(1) برای تماس ضعیف، شاخص هایی مانند مقاومت تماس ایستا، مقاومت تماس پویا، نیروی جداسازی تک سوراخ، نقاط اتصال و مقاومت در برابر لرزش اجزا را می توان برای قضاوت استفاده کرد.
(2) برای عایق ضعیف، مقاومت عایق عایق، میزان تخریب زمانی عایق، شاخص های اندازه عایق، مخاطبین و سایر قطعات را می توان برای قضاوت تشخیص داد.
(3) برای قابلیت اطمینان نوع ثابت و جدا شده، تحمل مونتاژ، لحظه استقامت، نیروی نگهدارنده پین اتصال، نیروی درج پین اتصال، نیروی نگهدارنده تحت شرایط تنش محیطی و سایر شاخص‌های ترمینال و رابط را می توان برای قضاوت آزمایش کرد.
پس از تجزیه و تحلیل حالت های خرابی اصلی و اشکال خرابی کانکتور، اقدامات زیر را می توان برای بهبود قابلیت اطمینان طراحی کانکتور انجام داد:
(1) کانکتور مناسب را انتخاب کنید.
انتخاب کانکتورها نه تنها باید نوع و تعداد مدارهای متصل را در نظر بگیرد، بلکه ترکیب تجهیزات را نیز تسهیل کند.به عنوان مثال، اتصالات دایره ای کمتر از کانکتورهای مستطیلی تحت تأثیر عوامل آب و هوایی و مکانیکی قرار می گیرند، سایش مکانیکی کمتری دارند و به طور قابل اعتمادی به انتهای سیم متصل می شوند، بنابراین اتصالات دایره ای باید تا حد امکان انتخاب شوند.
(2) هر چه تعداد کنتاکت ها در یک کانکتور بیشتر باشد، قابلیت اطمینان سیستم کمتر است.بنابراین، اگر فضا و وزن اجازه می دهد، سعی کنید کانکتوری با تعداد کنتاکت کمتر انتخاب کنید.
(3) هنگام انتخاب کانکتور، شرایط کار تجهیزات باید در نظر گرفته شود.
این به این دلیل است که جریان بار کل و حداکثر جریان عملیاتی کانکتور اغلب بر اساس گرمای مجاز هنگام کار در بالاترین شرایط دمایی محیط اطراف تعیین می شود.به منظور کاهش دمای کاری کانکتور، باید شرایط اتلاف حرارت کانکتور کاملا در نظر گرفته شود.به عنوان مثال، برای اتصال منبع تغذیه می توان از کنتاکت های دورتر از مرکز کانکتور استفاده کرد که برای اتلاف گرما مفیدتر است.
(4) ضد آب و ضد خوردگی.
هنگامی که کانکتور در محیطی با گازها و مایعات خورنده کار می کند، برای جلوگیری از خوردگی باید به امکان نصب افقی آن از کنار در هنگام نصب توجه شود.هنگامی که شرایط نیاز به نصب عمودی دارد، باید از جریان مایع به داخل کانکتور در امتداد لیدها جلوگیری شود.به طور کلی از اتصال دهنده های ضد آب استفاده کنید.
نکات کلیدی در طراحی کنتاکت های اتصال دهنده ولتاژ بالا
فناوری اتصال تماسی عمدتاً ناحیه تماس و نیروی تماس شامل اتصال تماس بین پایانه ها و سیم ها و اتصال تماس بین پایانه ها را بررسی می کند.
قابلیت اطمینان کنتاکت ها عامل مهمی در تعیین قابلیت اطمینان سیستم است و همچنین بخش مهمی از کل مجموعه دسته سیم ولتاژ بالا است..به دلیل شرایط سخت کاری برخی از ترمینال ها، سیم ها و کانکتورها، اتصال بین ترمینال ها و سیم ها و اتصال بین ترمینال ها و ترمینال ها مستعد خرابی های مختلفی مانند خوردگی، پیری و شل شدن در اثر لرزش است.
از آنجایی که خرابی دسته سیم های برق ناشی از آسیب، شل شدن، افتادن و خرابی کنتاکت ها بیش از 50 درصد خرابی ها در کل سیستم الکتریکی را تشکیل می دهد، باید توجه کامل به طراحی قابلیت اطمینان کنتاکت ها در طراحی قابلیت اطمینان کنتاکت ها معطوف شود. سیستم برق فشار قوی خودرو
1. اتصال تماس بین ترمینال و سیم
اتصال بین ترمینال ها و سیم ها به اتصال بین این دو از طریق فرآیند چین و یا فرآیند جوشکاری اولتراسونیک اشاره دارد.در حال حاضر، فرآیند چین و فرآیند جوشکاری اولتراسونیک معمولاً در مهار سیم های ولتاژ بالا استفاده می شود که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.
(1) فرآیند چین خوردگی
اصل فرآیند چین دادن این است که از نیروی خارجی برای فشار دادن فیزیکی سیم هادی به قسمت چین خورده ترمینال استفاده شود.ارتفاع، عرض، حالت مقطع و نیروی کششی چین خوردگی ترمینال محتویات اصلی کیفیت چین خوردگی ترمینال است که کیفیت چین را تعیین می کند.
با این حال، باید توجه داشت که ریزساختار هر سطح جامد ریز پردازش شده همیشه ناصاف و ناهموار است.بعد از اینکه ترمینال ها و سیم ها چین خوردند، تماس تمام سطح تماس نیست، بلکه تماس برخی از نقاط پراکنده در سطح تماس است.سطح تماس واقعی باید کوچکتر از سطح تماس تئوری باشد، که همچنین دلیل بالا بودن مقاومت تماس فرآیند چین خوردگی است.
چین و چروک مکانیکی تا حد زیادی تحت تاثیر فرآیند چین دادن قرار می گیرد، مانند فشار، ارتفاع چین و غیره.بنابراین، قوام چین خوردگی فرآیند چین‌خوردگی متوسط است و سایش ابزار ضربه بزرگ و قابلیت اطمینان متوسط است.
فرآیند چین دادن مکانیکی بالغ است و دارای طیف گسترده ای از کاربردهای عملی است.این یک فرآیند سنتی است.تقریباً همه تامین کنندگان بزرگ محصولات مهار سیم را با استفاده از این فرآیند دارند.
پروفایل های تماس ترمینال و سیم با استفاده از فرآیند چین خوردگی
(2) فرآیند جوشکاری اولتراسونیک
در جوشکاری اولتراسونیک از امواج ارتعاشی با فرکانس بالا برای انتقال به سطوح دو جسم مورد جوش استفاده می شود.تحت فشار، سطوح دو جسم به یکدیگر ساییده می شوند تا بین لایه های مولکولی همجوشی ایجاد شود.
در جوشکاری اولتراسونیک از یک ژنراتور اولتراسونیک برای تبدیل جریان 50/60 هرتز به انرژی الکتریکی 15، 20، 30 یا 40 کیلوهرتز استفاده می شود.انرژی الکتریکی با فرکانس بالا تبدیل شده دوباره از طریق مبدل به حرکت مکانیکی با همان فرکانس تبدیل می شود و سپس حرکت مکانیکی از طریق مجموعه ای از دستگاه های شاخ که می توانند دامنه را تغییر دهند به سر جوش منتقل می شود.سر جوش انرژی ارتعاش دریافتی را به محل اتصال قطعه کار که قرار است جوش داده شود منتقل می کند.در این ناحیه، انرژی ارتعاش از طریق اصطکاک به انرژی گرمایی تبدیل می شود و فلز را ذوب می کند.
از نظر عملکرد، فرآیند جوشکاری اولتراسونیک دارای مقاومت تماس کوچک و گرمایش بیش از حد کم برای مدت طولانی است.از نظر ایمنی، قابل اعتماد است و به راحتی نمی توان آن را شل کرد و تحت ارتعاش طولانی مدت سقوط کرد.می توان از آن برای جوشکاری بین مواد مختلف استفاده کرد.آن را تحت تاثیر اکسیداسیون سطح یا پوشش بعدی.کیفیت جوش را می توان با نظارت بر شکل موج های مربوط به فرآیند چین خوردگی قضاوت کرد.
اگرچه هزینه تجهیزات فرآیند جوشکاری اولتراسونیک نسبتاً بالا است و قطعات فلزی که باید جوش داده شوند نمی توانند خیلی ضخیم باشند (معمولاً 5 میلی متر)، جوشکاری اولتراسونیک یک فرآیند مکانیکی است و هیچ جریانی در طول کل فرآیند جوشکاری جریان ندارد، بنابراین هیچ جریانی وجود ندارد. مسائل مربوط به رسانایی گرما و مقاومت، روندهای آتی جوشکاری مهار سیم با ولتاژ بالا هستند.
پایانه ها و هادی ها با جوش اولتراسونیک و سطح تماس آنها
صرف نظر از فرآیند چین و یا فرآیند جوشکاری اولتراسونیک، پس از اتصال ترمینال به سیم، نیروی کشش آن باید الزامات استاندارد را برآورده کند.پس از اتصال سیم به کانکتور، نیروی کشش نباید کمتر از حداقل نیروی کشش باشد.
زمان ارسال: دسامبر-06-2023