Tinjauan Umum Konektor Tegangan Tinggi
Konektor tegangan tinggi, juga dikenal sebagai konektor tegangan tinggi, adalah jenis konektor otomotif. Konektor ini umumnya merujuk pada konektor dengan tegangan operasi di atas 60V dan terutama bertanggung jawab untuk menyalurkan arus besar.
Konektor tegangan tinggi terutama digunakan dalam sirkuit kendaraan listrik bertegangan tinggi dan arus tinggi. Konektor ini bekerja dengan kabel untuk menyalurkan energi dari paket baterai melalui berbagai sirkuit listrik ke berbagai komponen dalam sistem kendaraan, seperti paket baterai, pengendali motor, dan konverter DCDC. Komponen tegangan tinggi seperti konverter dan pengisi daya.
Saat ini, terdapat tiga sistem standar utama untuk konektor tegangan tinggi, yaitu plug-in standar LV, plug-in standar USCAR, dan plug-in standar Jepang. Di antara ketiga plug-in ini, LV saat ini memiliki sirkulasi terbesar di pasar domestik dan standar proses terlengkap.
Diagram proses perakitan konektor tegangan tinggi
Struktur dasar konektor tegangan tinggi
Konektor tegangan tinggi terutama terdiri dari empat struktur dasar, yaitu kontaktor, isolator, cangkang plastik dan aksesori.
(1) Kontak: bagian inti yang melengkapi sambungan listrik, yaitu terminal pria dan wanita, buluh, dll.;
(2) Isolator: mendukung kontak dan memastikan isolasi antara kontak, yaitu cangkang plastik bagian dalam;
(3) Cangkang plastik: Cangkang konektor memastikan keselarasan konektor dan melindungi seluruh konektor, yaitu cangkang plastik luar;
(4) Aksesoris: termasuk aksesoris struktural dan aksesoris instalasi, yaitu pin pemosisian, pin pemandu, cincin penghubung, cincin penyegel, tuas putar, struktur pengunci, dll.
Tampilan meledak konektor tegangan tinggi
Klasifikasi konektor tegangan tinggi
Konektor tegangan tinggi dapat dibedakan dengan beberapa cara. Apakah konektor memiliki fungsi pelindung, jumlah pin konektor, dll. semuanya dapat digunakan untuk menentukan klasifikasi konektor.
1.Ada atau tidaknya perisai
Konektor tegangan tinggi dibagi menjadi konektor tanpa pelindung dan konektor berpelindung berdasarkan adanya fungsi pelindung.
Konektor tanpa pelindung memiliki struktur yang relatif sederhana, tidak memiliki fungsi pelindung, dan biaya yang relatif rendah. Digunakan di lokasi yang tidak memerlukan pelindung, seperti peralatan listrik yang ditutupi casing logam seperti sirkuit pengisian daya, bagian dalam kemasan baterai, dan bagian dalam kontrol.
Contoh konektor tanpa lapisan pelindung dan tanpa desain interlock tegangan tinggi
Konektor berpelindung memiliki struktur yang rumit, persyaratan pelindung, dan biaya yang relatif tinggi. Konektor ini cocok untuk tempat-tempat yang memerlukan fungsi pelindung, seperti tempat bagian luar peralatan listrik tersambung ke rangkaian kabel bertegangan tinggi.
Konektor dengan desain pelindung dan HVIL Contoh
2. Jumlah colokan
Konektor tegangan tinggi dibagi menurut jumlah port koneksi (PIN). Saat ini, yang paling umum digunakan adalah konektor 1P, konektor 2P, dan konektor 3P.
Konektor 1P memiliki struktur yang relatif sederhana dan biaya rendah. Konektor ini memenuhi persyaratan pelindung dan kedap air pada sistem tegangan tinggi, tetapi proses perakitannya agak rumit dan pengoperasiannya kurang baik. Umumnya digunakan pada paket baterai dan motor.
Konektor 2P dan 3P memiliki struktur yang kompleks dan biaya yang relatif tinggi. Konektor ini memenuhi persyaratan pelindung dan kedap air pada sistem tegangan tinggi dan memiliki kemudahan perawatan yang baik. Umumnya digunakan untuk input dan output DC, seperti pada paket baterai tegangan tinggi, terminal pengontrol, terminal output DC pengisi daya, dll.
Contoh konektor tegangan tinggi 1P/2P/3P
Persyaratan umum untuk konektor tegangan tinggi
Konektor tegangan tinggi harus mematuhi persyaratan yang ditentukan oleh SAE J1742 dan memiliki persyaratan teknis berikut:
Persyaratan teknis yang ditentukan oleh SAE J1742
Elemen desain konektor tegangan tinggi
Persyaratan untuk konektor tegangan tinggi dalam sistem tegangan tinggi meliputi tetapi tidak terbatas pada: kinerja tegangan tinggi dan arus tinggi; kebutuhan untuk dapat mencapai tingkat perlindungan yang lebih tinggi dalam berbagai kondisi kerja (seperti suhu tinggi, getaran, benturan tabrakan, kedap debu dan air, dll.); Memiliki kemampuan pemasangan; memiliki kinerja pelindung elektromagnetik yang baik; biaya harus serendah mungkin dan tahan lama.
Menurut karakteristik dan persyaratan di atas yang harus dimiliki konektor tegangan tinggi, pada awal desain konektor tegangan tinggi, elemen desain berikut perlu dipertimbangkan dan desain yang ditargetkan serta verifikasi pengujian dilakukan.
Daftar perbandingan elemen desain, kinerja yang sesuai dan uji verifikasi konektor tegangan tinggi
Analisis kegagalan dan tindakan yang sesuai dari konektor tegangan tinggi
Untuk meningkatkan keandalan desain konektor, mode kegagalannya harus dianalisis terlebih dahulu sehingga pekerjaan desain preventif yang sesuai dapat dilakukan.
Konektor biasanya memiliki tiga mode kegagalan utama: kontak buruk, isolasi buruk, dan fiksasi longgar.
(1) Untuk kontak yang buruk, indikator seperti resistansi kontak statis, resistansi kontak dinamis, gaya pemisahan lubang tunggal, titik sambungan dan resistansi getaran komponen dapat digunakan untuk menilai;
(2) Untuk isolasi yang buruk, resistansi isolasi isolator, tingkat degradasi waktu isolator, indikator ukuran isolator, kontak dan bagian lain dapat dideteksi untuk menilai;
(3) Untuk keandalan tipe tetap dan terpisah, toleransi perakitan, momen ketahanan, gaya retensi pin penghubung, gaya penyisipan pin penghubung, gaya retensi dalam kondisi tekanan lingkungan dan indikator lain dari terminal dan konektor dapat diuji untuk menilai.
Setelah menganalisis mode kegagalan utama dan bentuk kegagalan konektor, tindakan berikut dapat diambil untuk meningkatkan keandalan desain konektor:
(1) Pilih konektor yang sesuai.
Pemilihan konektor tidak hanya harus mempertimbangkan jenis dan jumlah sirkuit yang terhubung, tetapi juga memfasilitasi komposisi peralatan. Misalnya, konektor melingkar kurang terpengaruh oleh faktor iklim dan mekanis daripada konektor persegi panjang, memiliki lebih sedikit keausan mekanis, dan terhubung dengan andal ke ujung kabel, sehingga konektor melingkar harus dipilih sebanyak mungkin.
(2) Semakin banyak jumlah kontak pada konektor, semakin rendah keandalan sistem. Oleh karena itu, jika ruang dan berat memungkinkan, cobalah untuk memilih konektor dengan jumlah kontak yang lebih sedikit.
(3) Saat memilih konektor, kondisi kerja peralatan harus dipertimbangkan.
Hal ini karena arus beban total dan arus operasi maksimum konektor sering ditentukan berdasarkan panas yang diizinkan saat beroperasi pada kondisi suhu tertinggi di lingkungan sekitar. Untuk mengurangi suhu kerja konektor, kondisi pembuangan panas konektor harus dipertimbangkan sepenuhnya. Misalnya, kontak yang lebih jauh dari bagian tengah konektor dapat digunakan untuk menghubungkan catu daya, yang lebih kondusif terhadap pembuangan panas.
(4) Tahan air dan anti korosi.
Bila konektor bekerja di lingkungan dengan gas dan cairan korosif, untuk mencegah korosi, perhatikan kemungkinan memasangnya secara horizontal dari samping selama pemasangan. Bila kondisi mengharuskan pemasangan vertikal, cairan harus dicegah mengalir ke konektor di sepanjang kabel. Umumnya gunakan konektor kedap air.
Poin-poin penting dalam desain kontak konektor tegangan tinggi
Teknologi sambungan kontak terutama memeriksa area kontak dan gaya kontak, termasuk sambungan kontak antara terminal dan kabel, serta sambungan kontak antara terminal.
Keandalan kontak merupakan faktor penting dalam menentukan keandalan sistem dan juga merupakan bagian penting dari seluruh rakitan harness kabel tegangan tinggi.Karena lingkungan kerja beberapa terminal, kabel, dan konektor yang keras, sambungan antara terminal dan kabel, serta sambungan antara terminal dan terminal rentan terhadap berbagai kegagalan, seperti korosi, penuaan, dan kendor karena getaran.
Karena kegagalan rangkaian kabel listrik yang disebabkan oleh kerusakan, kelonggaran, jatuh, dan kegagalan kontak menyumbang lebih dari 50% kegagalan di seluruh sistem kelistrikan, perhatian penuh harus diberikan pada desain keandalan kontak dalam desain keandalan sistem kelistrikan tegangan tinggi kendaraan.
1. Koneksi kontak antara terminal dan kabel
Sambungan antara terminal dan kabel mengacu pada sambungan antara keduanya melalui proses crimping atau proses pengelasan ultrasonik. Saat ini, proses crimping dan proses pengelasan ultrasonik umumnya digunakan dalam rangkaian kabel tegangan tinggi, masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri.
(1) Proses Crimping
Prinsip proses crimping adalah menggunakan gaya eksternal untuk secara fisik menjepit kawat konduktor ke bagian terminal yang dikerutkan. Tinggi, lebar, kondisi penampang melintang, dan gaya tarikan dari crimping terminal merupakan isi inti dari kualitas crimping terminal, yang menentukan kualitas crimping.
Namun, perlu dicatat bahwa struktur mikro dari setiap permukaan padat yang diproses secara halus selalu kasar dan tidak rata. Setelah terminal dan kabel dikerutkan, yang terjadi bukanlah kontak seluruh permukaan kontak, tetapi kontak beberapa titik yang tersebar pada permukaan kontak. , permukaan kontak aktual harus lebih kecil dari permukaan kontak teoritis, yang juga menjadi alasan mengapa resistansi kontak dari proses pengeritingan tinggi.
Crimping mekanis sangat dipengaruhi oleh proses crimping, seperti tekanan, tinggi crimping, dll. Kontrol produksi perlu dilakukan melalui cara-cara seperti tinggi crimping dan analisis profil/analisis metalografi. Oleh karena itu, konsistensi crimping dari proses crimping adalah rata-rata dan keausan pahat adalah Dampaknya besar dan keandalannya rata-rata.
Proses crimping mekanik sudah matang dan memiliki berbagai macam aplikasi praktis. Ini adalah proses tradisional. Hampir semua pemasok besar memiliki produk wire harness yang menggunakan proses ini.
Profil kontak terminal dan kawat menggunakan proses crimping
(2) Proses pengelasan ultrasonik
Pengelasan ultrasonik menggunakan gelombang getaran frekuensi tinggi untuk dipancarkan ke permukaan dua objek yang akan dilas. Di bawah tekanan, permukaan kedua objek saling bergesekan untuk membentuk fusi antara lapisan molekuler.
Pengelasan ultrasonik menggunakan generator ultrasonik untuk mengubah arus 50/60 Hz menjadi energi listrik 15, 20, 30, atau 40 KHz. Energi listrik frekuensi tinggi yang diubah diubah lagi menjadi gerakan mekanis dengan frekuensi yang sama melalui transduser, kemudian gerakan mekanis tersebut ditransmisikan ke kepala pengelasan melalui serangkaian perangkat klakson yang dapat mengubah amplitudo. Kepala pengelasan mentransmisikan energi getaran yang diterima ke sambungan benda kerja yang akan dilas. Di area ini, energi getaran diubah menjadi energi panas melalui gesekan, yang melelehkan logam.
Dari segi kinerja, proses pengelasan ultrasonik memiliki resistansi kontak yang kecil dan pemanasan arus lebih yang rendah untuk waktu yang lama; dari segi keamanan, dapat diandalkan dan tidak mudah kendor dan jatuh karena getaran jangka panjang; dapat digunakan untuk pengelasan antara material yang berbeda; dipengaruhi oleh oksidasi permukaan atau pelapisan Selanjutnya; kualitas pengelasan dapat dinilai dengan memantau bentuk gelombang yang relevan dari proses pengeritingan.
Meskipun biaya peralatan pada proses pengelasan ultrasonik relatif tinggi, dan bagian logam yang akan dilas tidak boleh terlalu tebal (umumnya ≤5 mm), pengelasan ultrasonik merupakan proses mekanis, tidak ada arus yang mengalir selama keseluruhan proses pengelasan, sehingga tidak ada masalah konduksi panas dan resistivitas, yang merupakan tren masa depan pengelasan rangkaian kawat tegangan tinggi.
Terminal dan konduktor dengan pengelasan ultrasonik dan penampang kontaknya
Terlepas dari proses crimping atau proses pengelasan ultrasonik, setelah terminal dihubungkan ke kabel, gaya tariknya harus memenuhi persyaratan standar. Setelah kabel dihubungkan ke konektor, gaya tarik tidak boleh kurang dari gaya tarik minimum.
Waktu posting: 06-Des-2023