Présentation du connecteur haute tension
Les connecteurs à haute tension, également appelés connecteurs à haute tension, sont un type de connecteur automobile. Ils se réfèrent généralement aux connecteurs avec une tension de fonctionnement supérieure à 60 V et sont principalement responsables de la transmission de gros courants.
Les connecteurs à haute tension sont principalement utilisés dans les circuits à haute tension et à courant élevé de véhicules électriques. Ils travaillent avec des fils pour transporter l'énergie de la batterie à travers différents circuits électriques vers divers composants du système de véhicules, tels que les batteries, les contrôleurs de moteur et les convertisseurs DCDC. composants haute tension tels que les convertisseurs et les chargeurs.
À l'heure actuelle, il existe trois systèmes standard principaux pour les connecteurs à haute tension, à savoir le plug-in standard LV, le plug-in standard USCAR et le plug-in standard japonais. Parmi ces trois plug-ins, LV a actuellement la plus grande circulation sur le marché intérieur et les normes de processus les plus complètes.
Diagramme de processus d'assemblage du connecteur à haute tension
Structure de base du connecteur haute tension
Les connecteurs à haute tension sont principalement composés de quatre structures de base, à savoir les contacteurs, les isolateurs, les coquilles en plastique et les accessoires.
(1) Contacts: pièces de base qui complètent les connexions électriques, à savoir les terminaux masculins et féminins, les anches, etc.;
(2) Isolateur: prend en charge les contacts et assure l'isolation entre les contacts, c'est-à-dire la coque en plastique intérieur;
(3) coque en plastique: la coque du connecteur assure l'alignement du connecteur et protège l'ensemble du connecteur, c'est-à-dire la coque en plastique externe;
(4) Accessoires: y compris les accessoires structurels et les accessoires d'installation, à savoir le positionnement des broches, des épingles de guidage, des anneaux de connexion, des anneaux d'étanchéité, des leviers rotatifs, des structures de verrouillage, etc.
Vue explosée du connecteur haute tension
Classification des connecteurs à haute tension
Les connecteurs haute tension peuvent être distingués de plusieurs façons. Que le connecteur ait une fonction de blindage, le nombre d'épingles de connecteur, etc. peut tous être utilisés pour définir la classification du connecteur.
1.Qu'il y ait ou non le blindage
Les connecteurs à haute tension sont divisés en connecteurs non blindés et connecteurs blindés en fonction de l'opportunité de protéger les fonctions.
Les connecteurs non blindés ont une structure relativement simple, pas de fonction de blindage et un coût relativement faible. Utilisé dans des emplacements qui ne nécessitent pas de blindage, tels que les appareils électriques couverts par des cas métalliques tels que les circuits de charge, les intérieurs de batterie et les intérieurs de contrôle.
Exemples de connecteurs sans couche de blindage et sans conception de verrouillage à haute tension
Les connecteurs blindés ont des structures complexes, des exigences de blindage et des coûts relativement élevés. Il convient aux endroits où la fonction de blindage est nécessaire, comme où les appareils à l'extérieur des appareils électriques sont connectés à des faisceaux de câbles à haute tension.
Connecteur avec Exemple de conception SHIELD et HVIL
2. Nombre de bouchons
Les connecteurs haute tension sont divisés en fonction du nombre de ports de connexion (PIN). Actuellement, les plus couramment utilisés sont le connecteur 1P, le connecteur 2P et le connecteur 3p.
Le connecteur 1P a une structure relativement simple et un faible coût. Il répond aux exigences de blindage et d'étanchéité des systèmes à haute tension, mais le processus d'assemblage est légèrement compliqué et l'opérabilité de reprise est mauvaise. Généralement utilisé dans les batteries et les moteurs.
Les connecteurs 2p et 3p ont des structures complexes et des coûts relativement élevés. Il répond aux exigences de blindage et d'étanchéité des systèmes à haute tension et a une bonne maintenabilité. Généralement utilisé pour l'entrée et la sortie CC, comme sur les batteries à haute tension, les bornes du contrôleur, les bornes de sortie CC du chargeur, etc.
Exemple de connecteur de haute tension 1P / 2P / 3P
Exigences générales pour les connecteurs à haute tension
Les connecteurs à haute tension devraient se conformer aux exigences spécifiées par SAE J1742 et avoir les exigences techniques suivantes:
Exigences techniques spécifiées par SAE J1742
Concevoir des éléments de connecteurs haute tension
Les exigences pour les connecteurs à haute tension dans les systèmes à haute tension comprennent, sans s'y limiter: les performances à haute tension et à courant élevé; la nécessité de pouvoir atteindre des niveaux de protection plus élevés dans diverses conditions de travail (telles que la température élevée, les vibrations, l'impact de la collision, la poussière et l'étanchéité, etc.); Avoir l'installabilité; avoir de bonnes performances de blindage électromagnétique; Le coût doit être aussi faible que possible et durable.
Selon les caractéristiques et les exigences ci-dessus que les connecteurs à haute tension devraient avoir, au début de la conception de connecteurs à haute tension, les éléments de conception suivants doivent être pris en considération et la conception ciblée et la vérification des tests sont effectuées.
Liste de comparaison des éléments de conception, tests de performances et de vérification correspondants des connecteurs à haute tension
Analyse des échecs et mesures correspondantes des connecteurs à haute tension
Afin d'améliorer la fiabilité de la conception du connecteur, son mode de défaillance doit d'abord être analysé afin que le travail de conception préventif correspondant puisse être effectué.
Les connecteurs ont généralement trois modes de défaillance principaux: un mauvais contact, une mauvaise isolation et une fixation lâche.
(1) Pour un mauvais contact, des indicateurs tels que la résistance au contact statique, la résistance à contact dynamique, la force de séparation des trous, les points de connexion et la résistance aux vibrations des composants peuvent être utilisés pour juger;
(2) Pour une mauvaise isolation, la résistance à l'isolation de l'isolateur, le taux de dégradation du temps de l'isolateur, les indicateurs de taille de l'isolateur, les contacts et autres pièces peuvent être détectés pour juger;
(3) Pour la fiabilité du type fixe et détaché, la tolérance à l'assemblage, le moment d'endurance, la force de rétention des broches de connexion, la force d'insertion des broches de connexion, la force de rétention dans des conditions de stress environnemental et d'autres indicateurs du terminal et du connecteur peuvent être testés au juge.
Après avoir analysé les principaux modes de défaillance et les formes de défaillance du connecteur, les mesures suivantes peuvent être prises pour améliorer la fiabilité de la conception du connecteur:
(1) Sélectionnez le connecteur approprié.
La sélection des connecteurs doit non seulement considérer le type et le nombre de circuits connectés, mais également faciliter la composition de l'équipement. Par exemple, les connecteurs circulaires sont moins affectés par les facteurs climatiques et mécaniques que les connecteurs rectangulaires, ont moins d'usure mécanique et sont connectés de manière fiable aux extrémités du fil, de sorte que les connecteurs circulaires doivent être sélectionnés autant que possible.
(2) Plus le nombre de contacts est élevé dans un connecteur, plus la fiabilité du système est faible. Par conséquent, si l'espace et le poids le permettent, essayez de choisir un connecteur avec un plus petit nombre de contacts.
(3) Lors de la sélection d'un connecteur, les conditions de travail de l'équipement doivent être prises en compte.
En effet, le courant de charge total et le courant de fonctionnement maximal du connecteur sont souvent déterminés en fonction de la chaleur autorisée lors du fonctionnement dans les conditions de température les plus élevées de l'environnement environnant. Afin de réduire la température de travail du connecteur, les conditions de dissipation thermique du connecteur doivent être pleinement prises en compte. Par exemple, des contacts plus loin du centre du connecteur peuvent être utilisés pour connecter l'alimentation, ce qui est plus propice à la dissipation de chaleur.
(4) étanche et anti-corrosion.
Lorsque le connecteur fonctionne dans un environnement avec des gaz et des liquides corrosifs, afin d'éviter la corrosion, l'attention doit être accordée à la possibilité de l'installer horizontalement du côté pendant l'installation. Lorsque les conditions nécessitent une installation verticale, le liquide doit être empêché de s'écouler dans le connecteur le long des fils. Utilisez généralement des connecteurs imperméables.
Points clés dans la conception des contacts de connecteur à haute tension
La technologie de connexion de contact examine principalement la zone de contact et la force de contact, y compris la connexion de contact entre les terminaux et les fils, et la connexion de contact entre les bornes.
La fiabilité des contacts est un facteur important dans la détermination de la fiabilité du système et est également une partie importante de l'ensemble du faisceau de câblage à haute tension. En raison de l'environnement de travail sévère de certains terminaux, fils et connecteurs, la connexion entre les terminaux et les fils, et la connexion entre les terminaux et les terminaux sont sujettes à divers défaillances, telles que la corrosion, le vieillissement et le relâchement en raison de vibrations.
Étant donné que les défaillances du faisceau de câbles électriques causées par les dommages, les relâches, la baisse et la défaillance des contacts représentent plus de 50% des échecs dans l'ensemble du système électrique, une attention totale doit être accordée à la conception de fiabilité des contacts dans la conception de fiabilité du système électrique haute tension du véhicule.
1. Contact Connexion entre la borne et le fil
La connexion entre les terminaux et les fils fait référence à la connexion entre les deux par le biais d'un processus de sertissage ou d'un processus de soudage à ultrasons. À l'heure actuelle, le processus de sertissage et le processus de soudage à ultrasons sont couramment utilisés dans les harnais de fil à haute tension, chacun avec ses propres avantages et inconvénients.
(1) procédure de sertissage
Le principe du processus de sertissage est d'utiliser la force externe pour simplement serrer physiquement le fil du conducteur dans la partie serrée du terminal. La hauteur, la largeur, l'état transversal et la force de traction du terminal sont le contenu principal de la qualité du terminal, qui déterminent la qualité de la sertissage.
Cependant, il convient de noter que la microstructure de toute surface solide finement traitée est toujours rugueuse et inégale. Une fois que les terminaux et les fils ont été serrés, ce n'est pas le contact de toute la surface de contact, mais le contact de certains points dispersés sur la surface de contact. , la surface de contact réelle doit être plus petite que la surface de contact théorique, ce qui est également la raison pour laquelle la résistance de contact du processus de sertissage est élevée.
Le sertissage mécanique est considérablement affecté par le processus de sertissage, tel que la pression, la hauteur de sertissage, etc. Le contrôle de la production doit être effectué par des moyens tels que la hauteur de sertissage et l'analyse de profil / analyse métallographique. Par conséquent, la cohérence de sertissage du processus de sertissage est moyenne et l'usure de l'outil est l'impact est important et la fiabilité est moyenne.
Le processus d'étranglement de la serpente mécanique est mature et possède un large éventail d'applications pratiques. C'est un processus traditionnel. Presque tous les grands fournisseurs ont des produits de harnais de fil utilisant ce processus.
Profils de contacts de terminaux et de fil utilisant le processus de sertissage
（2) Processus de soudage à ultrasons
Le soudage à ultrasons utilise des ondes de vibration à haute fréquence pour transmettre aux surfaces de deux objets à souder. Sous pression, les surfaces des deux objets se frottent pour former la fusion entre les couches moléculaires.
Le soudage à ultrasons utilise un générateur à ultrasons pour convertir le courant 50/60 Hz en énergie électrique 15, 20, 30 ou 40 kHz. L'énergie électrique à haute fréquence convertie est à nouveau convertie en mouvement mécanique de la même fréquence à travers le transducteur, puis le mouvement mécanique est transmis à la tête de soudage à travers un ensemble de dispositifs de cor qui peuvent modifier l'amplitude. La tête de soudage transmet l'énergie de vibration reçue à l'articulation de la pièce à souder. Dans ce domaine, l'énergie de vibration est convertie en énergie thermique par frottement, faisant fondre le métal.
En termes de performances, le processus de soudage à ultrasons a une petite résistance de contact et un faible chauffage de surintensité pendant longtemps; En termes de sécurité, il est fiable et pas facile à desserrer et à tomber sous des vibrations à long terme; Il peut être utilisé pour le soudage entre les différents matériaux; Il est affecté par l'oxydation de la surface ou le revêtement ensuite; La qualité du soudage peut être jugée en surveillant les formes d'onde pertinentes du processus de sertissage.
Bien que le coût de l'équipement du processus de soudage à ultrasons soit relativement élevé et que les pièces métalliques à souder ne peuvent pas être trop épaisses (généralement ≤5 mm), le soudage à ultrasons est un processus mécanique et aucun flux de courant pendant l'ensemble du processus de soudage, il n'y a donc pas de problèmes de conduction thermique et de résistivité ne sont pas les tendances futures de la soudure du fil du fil à haute teneur en matière.
Terminaux et conducteurs avec soudage à ultrasons et leurs sections de contact
Quel que soit le processus de sertissage ou le processus de soudage à ultrasons, une fois le terminal connecté au fil, sa force de retrait doit répondre aux exigences standard. Une fois que le fil est connecté au connecteur, la force de retrait ne doit pas être inférieure à la force de tir minimale.
Heure du poste: DEC-06-2023