Présentation du connecteur haute tension
Les connecteurs haute tension, également appelés connecteurs haute tension, sont un type de connecteur automobile.Ils font généralement référence à des connecteurs avec une tension de fonctionnement supérieure à 60 V et sont principalement responsables de la transmission de courants importants.
Les connecteurs haute tension sont principalement utilisés dans les circuits haute tension et courant élevé des véhicules électriques.Ils fonctionnent avec des fils pour transporter l'énergie de la batterie à travers différents circuits électriques vers divers composants du système du véhicule, tels que les batteries, les contrôleurs de moteur et les convertisseurs DCDC.composants haute tension tels que convertisseurs et chargeurs.
À l'heure actuelle, il existe trois principaux systèmes standards pour les connecteurs haute tension, à savoir le plug-in standard BT, le plug-in standard USCAR et le plug-in standard japonais.Parmi ces trois plug-ins, LV a actuellement le plus grand tirage sur le marché intérieur et les normes de processus les plus complètes.
Schéma du processus d'assemblage du connecteur haute tension
Structure de base du connecteur haute tension
Les connecteurs haute tension sont principalement composés de quatre structures de base, à savoir les contacteurs, les isolateurs, les coques en plastique et les accessoires.
(1) Contacts : parties centrales qui complètent les connexions électriques, nommément bornes mâles et femelles, lames, etc.;
(2) Isolant : soutient les contacts et assure l'isolation entre les contacts, c'est-à-dire la coque intérieure en plastique ;
(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 extérieure en plastique ;
(4) Accessoires : y compris les accessoires structurels et les accessoires d'installation, nommément broches de positionnement, broches de guidage, bagues de connexion, bagues d'étanchéité, leviers rotatifs, structures de verrouillage, etc.
Vue éclatée du connecteur haute tension
Classification des connecteurs haute tension
Les connecteurs haute tension peuvent être distingués de plusieurs manières.Le fait que le connecteur ait une fonction de blindage, le nombre de broches du connecteur, etc. peuvent tous être utilisés pour définir la classification du connecteur.
1.Qu'il y ait ou non un blindage
Les connecteurs haute tension sont divisés en connecteurs non blindés et connecteurs blindés selon qu'ils ont ou non des fonctions de blindage.
Les connecteurs non blindés ont une structure relativement simple, aucune fonction de blindage et un coût relativement faible.Utilisé dans des endroits qui ne nécessitent pas de blindage, tels que les appareils électriques recouverts de boîtiers métalliques tels que les circuits de charge, les intérieurs de blocs-batteries et les intérieurs de commande.
Exemples de connecteurs sans couche de blindage et sans conception de verrouillage haute tension
Les connecteurs blindés ont des structures complexes, des exigences de blindage et des coûts relativement élevés.Il convient aux endroits où une fonction de blindage est requise, par exemple là où l'extérieur des appareils électriques est connecté à des faisceaux de câbles haute tension.
Connecteur avec blindage et conception HVIL Exemple
2. Nombre de fiches
Les connecteurs haute tension sont répartis en fonction du nombre de ports de connexion (PIN).Actuellement, les connecteurs les plus couramment utilisés sont le connecteur 1P, le connecteur 2P et le connecteur 3P.
Le connecteur 1P présente une structure relativement simple et un faible coût.Il répond aux exigences de blindage et d'étanchéité des systèmes haute tension, mais le processus d'assemblage est légèrement compliqué et l'opérabilité des reprises est médiocre.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 haute tension et présente une bonne maintenabilité.Généralement utilisé pour l'entrée et la sortie CC, comme sur les batteries haute tension, les bornes de contrôleur, les bornes de sortie CC du chargeur, etc.
Exemple de connecteur haute tension 1P/2P/3P
Exigences générales pour les connecteurs haute tension
Les connecteurs haute tension doivent être conformes aux exigences spécifiées par SAE J1742 et avoir les exigences techniques suivantes :
Exigences techniques spécifiées par SAE J1742
Éléments de conception des connecteurs haute tension
Les exigences relatives aux connecteurs haute tension dans les systèmes haute tension comprennent, sans s'y limiter : les performances haute tension et courant élevé ;la nécessité de pouvoir atteindre des niveaux de protection plus élevés dans diverses conditions de travail (telles que températures élevées, vibrations, chocs de collision, protection contre la poussière et l'eau, etc.) ;Avoir une installabilité ;avoir de bonnes performances de blindage électromagnétique ;le coût doit être aussi bas que possible et durable.
Selon les caractéristiques et exigences ci-dessus que devraient avoir les connecteurs haute tension, au début de la conception des connecteurs haute tension, les éléments de conception suivants doivent être pris en considération et une conception ciblée et une vérification des tests sont effectuées.
Liste comparative des éléments de conception, performances correspondantes et tests de vérification des connecteurs haute tension
Analyse des pannes et mesures correspondantes des connecteurs 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 préventive correspondant puisse être effectué.
Les connecteurs présentent généralement trois modes de défaillance principaux : un mauvais contact, une mauvaise isolation et une fixation lâche.
(1) En cas de mauvais contact, des indicateurs tels que la résistance de contact statique, la résistance de contact dynamique, la force de séparation d'un seul trou, les points de connexion et la résistance aux vibrations des composants peuvent être utilisés pour juger ;
(2) En cas de mauvaise isolation, la résistance d'isolement de l'isolant, le taux de dégradation temporelle de l'isolant, les indicateurs de taille de l'isolant, les contacts et autres pièces peuvent être détectés pour en juger ;
(3) Pour la fiabilité du type fixe et détaché, la tolérance d'assemblage, le moment d'endurance, la force de rétention de la broche de connexion, la force d'insertion de la broche de connexion, la force de rétention dans des conditions de contrainte environnementale et d'autres indicateurs du terminal et du connecteur peuvent être testés pour juger.
Après avoir analysé les principaux modes de défaillance et 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.
Le choix des connecteurs doit non seulement tenir compte du type et du 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 des fils, c'est pourquoi les connecteurs circulaires doivent être sélectionnés autant que possible.
(2) Plus le nombre de contacts dans un connecteur est élevé, 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 fonctionnement de l'équipement doivent être prises en compte.
En effet, le courant de charge total et le courant de fonctionnement maximum 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.Afin de réduire la température de fonctionnement du connecteur, les conditions de dissipation thermique du connecteur doivent être pleinement prises en compte.Par exemple, des contacts plus éloignés du centre du connecteur peuvent être utilisés pour connecter l'alimentation, ce qui est plus propice à la dissipation thermique.
(4) étanche et anticorrosion.
Lorsque le connecteur fonctionne dans un environnement avec des gaz et des liquides corrosifs, afin d'éviter la corrosion, il convient de prêter attention à la possibilité de l'installer horizontalement sur le côté lors de l'installation.Lorsque les conditions nécessitent une installation verticale, il convient d'empêcher le liquide de s'écouler dans le connecteur le long des câbles.Utilisez généralement des connecteurs étanches.
Points clés dans la conception des contacts des connecteurs haute tension
La technologie de connexion par contact examine principalement la zone de contact et la force de contact, y compris la connexion de contact entre les bornes et les fils, et la connexion de contact entre les bornes.
La fiabilité des contacts est un facteur important pour déterminer la fiabilité du système et constitue également une partie importante de l'ensemble du faisceau de câbles haute tension..En raison de l'environnement de travail difficile de certains terminaux, fils et connecteurs, la connexion entre les bornes et les fils, ainsi que la connexion entre les bornes et les bornes, sont sujettes à diverses défaillances, telles que la corrosion, le vieillissement et le desserrage dû aux vibrations.
Étant donné que les défaillances des faisceaux de câbles électriques causées par des dommages, un relâchement, une chute et une défaillance des contacts représentent plus de 50 % des défaillances dans l'ensemble du système électrique, une attention particulière doit être accordée à la conception de la fiabilité des contacts dans la conception de la fiabilité du système électrique haute tension du véhicule.
1. Connexion de contact entre la borne et le fil
La connexion entre les bornes et les fils fait référence à la connexion entre les deux via un processus de sertissage ou un processus de soudage par ultrasons.À l'heure actuelle, le processus de sertissage et le processus de soudage par ultrasons sont couramment utilisés dans les faisceaux de câbles haute tension, chacun ayant ses propres avantages et inconvénients.
(1) Processus de sertissage
Le principe du processus de sertissage consiste à utiliser une force externe pour simplement presser physiquement le fil conducteur dans la partie sertie de la borne.La hauteur, la largeur, l'état de la section transversale et la force de traction du sertissage des bornes sont les éléments essentiels de la qualité du sertissage des bornes, qui déterminent la qualité du sertissage.
Il convient toutefois de noter que la microstructure de toute surface solide finement traitée est toujours rugueuse et inégale.Une fois les bornes et les fils sertis, 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 explique également pourquoi la résistance de contact du processus de sertissage est élevée.
Le sertissage mécanique est grandement 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 consistance du processus de sertissage est moyenne et l'usure de l'outil est importante. L'impact est important et la fiabilité est moyenne.
Le processus de sertissage mécanique est mature et présente un large éventail d'applications pratiques.C'est un processus traditionnel.Presque tous les grands fournisseurs proposent des produits de faisceaux de câbles utilisant ce procédé.
Profils de contacts de bornes et de fils par procédé de sertissage
（2) Processus de soudage par ultrasons
Le soudage par ultrasons utilise des ondes vibratoires à haute fréquence pour les transmettre aux surfaces de deux objets à souder.Sous pression, les surfaces des deux objets frottent l’une contre l’autre pour former une fusion entre les couches moléculaires.
Le soudage par ultrasons utilise un générateur d'ultrasons pour convertir un courant de 50/60 Hz en énergie électrique de 15, 20, 30 ou 40 KHz.L'énergie électrique haute fréquence convertie est à nouveau convertie en mouvement mécanique de la même fréquence via le transducteur, puis le mouvement mécanique est transmis à la tête de soudage via un ensemble de dispositifs à cornet qui peuvent modifier l'amplitude.La tête de soudage transmet l'énergie vibratoire reçue au joint de la pièce à souder.Dans cette zone, l’énergie vibratoire est convertie en énergie thermique par friction, faisant fondre le métal.
En termes de performances, le processus de soudage par ultrasons présente une faible résistance de contact et un faible chauffage par surintensité pendant une longue période ;en termes de sécurité, il est fiable et difficile à desserrer et à tomber sous des vibrations à long terme ;il peut être utilisé pour le soudage entre différents matériaux ;il est affecté par une oxydation de surface ou un revêtement suivant ;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 par ultrasons soit relativement élevé et que les pièces métalliques à souder ne puissent pas être trop épaisses (généralement ≤ 5 mm), le soudage par ultrasons est un processus mécanique et aucun courant ne circule pendant tout le processus de soudage. Les problèmes de conduction thermique et de résistivité sont les tendances futures du soudage de faisceaux de câbles haute tension.
Cosses et conducteurs soudés par ultrasons et leurs sections de contact
Quel que soit le processus de sertissage ou le processus de soudage par ultrasons, une fois la borne connectée au fil, sa force d'arrachement doit répondre aux exigences standard.Une fois le fil connecté au connecteur, la force de traction ne doit pas être inférieure à la force de traction minimale.
Heure de publication : 06 décembre 2023