Aukštos įtampos jungties apžvalga
Aukštos įtampos jungtys, dar vadinamos aukštos įtampos jungtimis, yra automobilių jungčių tipas. Paprastai tai jungtys, kurių darbinė įtampa viršija 60 V ir kurios daugiausia skirtos didelių srovių perdavimui.
Aukštos įtampos jungtys daugiausia naudojamos elektrinių transporto priemonių aukštos įtampos ir didelės srovės grandinėse. Jos veikia su laidais, kad per įvairias elektros grandines perduotų akumuliatorių bloko energiją įvairiems transporto priemonės sistemos komponentams, pvz., akumuliatorių blokams, variklių valdikliams ir DCDC keitikliams. Aukštos įtampos komponentams, pvz., keitikliams ir įkrovikliams.
Šiuo metu yra trys pagrindinės aukštos įtampos jungčių standartų sistemos: LV standartinis kištukas, USCAR standartinis kištukas ir Japonijos standartinis kištukas. Iš šių trijų kištukų LV šiuo metu yra labiausiai paplitęs vidaus rinkoje ir turi išsamiausius procesų standartus.
Aukštos įtampos jungčių surinkimo proceso schema
Aukštos įtampos jungties pagrindinė struktūra
Aukštos įtampos jungtys daugiausia sudarytos iš keturių pagrindinių struktūrų: kontaktorių, izoliatorių, plastikinių korpusų ir priedų.
(1) Kontaktai: pagrindinės dalys, kurios užbaigia elektros jungtis, būtent kištukai ir lizdai, liežuvėliai ir kt.;
(2) Izoliatorius: palaiko kontaktus ir užtikrina izoliaciją tarp kontaktų, t. y. vidinį plastikinį apvalkalą;
(3) Plastikinis apvalkalas: jungties apvalkalas užtikrina jungties išlygiavimą ir apsaugo visą jungtį, t. y. išorinį plastikinį apvalkalą;
(4) Priedai: įskaitant konstrukcinius ir montavimo priedus, būtent padėties nustatymo kaiščius, kreipiamuosius kaiščius, jungiamuosius žiedus, sandarinimo žiedus, besisukančias svirtis, fiksavimo konstrukcijas ir kt.
Aukštos įtampos jungties išskleistas vaizdas
Aukštos įtampos jungčių klasifikacija
Aukštos įtampos jungtis galima atskirti įvairiais būdais. Jungčių klasifikacijai nustatyti gali būti naudojami ekranavimo funkcija, jungties kontaktų skaičius ir kt.
1.Ar yra ekranavimas, ar ne
Aukštosios įtampos jungtys skirstomos į neekranuotas ir ekranuotas jungtis pagal tai, ar jos atlieka ekranavimo funkcijas.
Neekranuotos jungtys yra gana paprastos konstrukcijos, neturi ekranavimo funkcijos ir yra gana pigios. Naudojamos tose vietose, kur nereikia ekranavimo, pavyzdžiui, metaliniais korpusais uždengtuose elektros prietaisuose, tokiuose kaip įkrovimo grandinės, akumuliatorių blokų vidus ir valdymo skyriai.
Jungčių be ekranuojančio sluoksnio ir be aukštos įtampos blokavimo konstrukcijos pavyzdžiai
Ekranuotos jungtys turi sudėtingas konstrukcijas, ekranavimo reikalavimus ir gana didelę kainą. Jos tinka vietoms, kur reikalinga ekranavimo funkcija, pavyzdžiui, kai elektros prietaisų išorė yra prijungta prie aukštos įtampos laidų pluošto.
Jungties su ekranu ir HVIL konstrukcijos pavyzdys
2. Kištukų skaičius
Aukštos įtampos jungtys skirstomos pagal jungčių prievadų (PIN) skaičių. Šiuo metu dažniausiai naudojamos 1P, 2P ir 3P jungtys.
1P jungtis yra gana paprastos konstrukcijos ir nebrangi. Ji atitinka aukštos įtampos sistemų ekranavimo ir atsparumo vandeniui reikalavimus, tačiau surinkimo procesas yra šiek tiek sudėtingas, o perdirbimo galimybės prastos. Paprastai naudojama akumuliatorių blokuose ir varikliuose.
2P ir 3P jungtys yra sudėtingos konstrukcijos ir gana brangios. Jos atitinka aukštos įtampos sistemų ekranavimo ir atsparumo vandeniui reikalavimus ir yra lengvai prižiūrimos. Paprastai naudojamos nuolatinės srovės įėjimui ir išėjimui, pavyzdžiui, aukštos įtampos akumuliatorių blokuose, valdiklių gnybtuose, įkroviklių nuolatinės srovės išėjimo gnybtuose ir kt.
1P/2P/3P aukštos įtampos jungties pavyzdys
Bendrieji aukštos įtampos jungčių reikalavimai
Aukštos įtampos jungtys turi atitikti SAE J1742 nurodytus reikalavimus ir turėti šiuos techninius reikalavimus:
SAE J1742 nurodyti techniniai reikalavimai
Aukštos įtampos jungčių dizaino elementai
Aukštos įtampos jungčių, naudojamų aukštos įtampos sistemose, reikalavimai apima, bet neapsiriboja: aukštos įtampos ir didelės srovės charakteristikos; poreikis užtikrinti aukštesnį apsaugos lygį įvairiomis darbo sąlygomis (pvz., esant aukštai temperatūrai, vibracijai, susidūrimams, atsparumas dulkėms ir vandeniui ir kt.); lengvai montuojamas; geras elektromagnetinio ekranavimo savybes; kaina turėtų būti kuo mažesnė ir patvari.
Atsižvelgiant į aukščiau nurodytas aukštos įtampos jungčių charakteristikas ir reikalavimus, pradedant aukštos įtampos jungčių projektavimą, reikia atsižvelgti į šiuos projektavimo elementus ir atlikti tikslinį projektavimą bei bandymų patikrinimą.
Aukštos įtampos jungčių konstrukcinių elementų, atitinkamų eksploatacinių savybių ir patikros bandymų palyginimo sąrašas
Aukštos įtampos jungčių gedimų analizė ir atitinkamos priemonės
Siekiant pagerinti jungčių konstrukcijos patikimumą, pirmiausia reikėtų išanalizuoti jų gedimo režimą, kad būtų galima atlikti atitinkamus prevencinius projektavimo darbus.
Jungtys paprastai turi tris pagrindinius gedimo būdus: prastą kontaktą, prastą izoliaciją ir laisvą tvirtinimą.
(1) Prastam kontaktui įvertinti galima naudoti tokius rodiklius kaip statinis kontaktinis varža, dinaminis kontaktinis varža, vienos skylės atskyrimo jėga, jungties taškai ir komponentų atsparumas vibracijai;
(2) Dėl prastos izoliacijos galima įvertinti izoliatoriaus izoliacijos varžą, izoliatoriaus degradacijos laiką, izoliatoriaus, kontaktų ir kitų dalių dydžio indikatorius;
(3) Fiksuoto ir atskiro tipo patikimumui įvertinti galima išbandyti surinkimo toleranciją, ištvermės momentą, jungiamojo kaiščio laikymo jėgą, jungiamojo kaiščio įdėjimo jėgą, laikymo jėgą aplinkos įtempio sąlygomis ir kitus terminalo bei jungties rodiklius.
Išanalizavus pagrindinius jungties gedimo režimus ir gedimo formas, galima imtis šių priemonių jungties konstrukcijos patikimumui pagerinti:
(1) Pasirinkite tinkamą jungtį.
Jungčių pasirinkimas turėtų atsižvelgti ne tik į prijungiamų grandinių tipą ir skaičių, bet ir į įrangos sudėtį. Pavyzdžiui, apvalios jungtys yra mažiau veikiamos klimato ir mechaninių veiksnių nei stačiakampės jungtys, mažiau mechaniškai dėvisi ir yra patikimai prijungiamos prie laidų galų, todėl apvalios jungtys turėtų būti pasirinktos kuo labiau.
(2) Kuo didesnis kontaktų skaičius jungtyje, tuo mažesnis sistemos patikimumas. Todėl, jei leidžia erdvė ir svoris, stenkitės rinktis jungtį su mažesniu kontaktų skaičiumi.
(3) Renkantis jungtį, reikia atsižvelgti į įrangos darbo sąlygas.
Taip yra todėl, kad bendra apkrovos srovė ir maksimali jungties veikimo srovė dažnai nustatomos pagal leidžiamą šilumą, kai veikia aukščiausios aplinkos temperatūros sąlygomis. Norint sumažinti jungties darbo temperatūrą, reikia visapusiškai atsižvelgti į jungties šilumos išsklaidymo sąlygas. Pavyzdžiui, maitinimo šaltiniui prijungti galima naudoti kontaktus, esančius toliau nuo jungties centro, o tai yra palankesnė šilumos išsklaidymui.
(4) Atsparus vandeniui ir korozijai.
Kai jungtis naudojama aplinkoje su korozinėmis dujomis ir skysčiais, siekiant išvengti korozijos, montuojant reikia atkreipti dėmesį į galimybę ją montuoti horizontaliai iš šono. Kai sąlygos reikalauja vertikalaus montavimo, reikia užkirsti kelią skysčiui patekti į jungtį išilgai laidų. Paprastai naudokite vandeniui atsparias jungtis.
Pagrindiniai aukštos įtampos jungčių kontaktų projektavimo aspektai
Kontaktinių jungčių technologija daugiausia nagrinėja kontaktinį plotą ir kontaktinę jėgą, įskaitant kontaktinį ryšį tarp gnybtų ir laidų bei kontaktinį ryšį tarp gnybtų.
Kontaktų patikimumas yra svarbus veiksnys, lemiantis sistemos patikimumą, ir taip pat yra svarbi viso aukštos įtampos laidų komplekto dalis.Dėl atšiaurių kai kurių gnybtų, laidų ir jungčių darbo sąlygų, gnybtų ir laidų jungtys bei gnybtų ir gnybtų jungtys yra linkusios į įvairius gedimus, tokius kaip korozija, senėjimas ir atsipalaidavimas dėl vibracijos.
Kadangi elektros laidų gedimai, kuriuos sukelia pažeidimai, atsilaisvinimas, nukritimas ir kontaktų nutrūkimas, sudaro daugiau nei 50 % visos elektros sistemos gedimų, projektuojant transporto priemonės aukštos įtampos elektros sistemą, kontaktų patikimumo projektavimui reikėtų skirti visą dėmesį.
1. Kontaktinis ryšys tarp terminalo ir laido
Gnybtų ir laidų sujungimas reiškia jų sujungimą naudojant užspaudimo arba ultragarsinio suvirinimo procesą. Šiuo metu užspaudimo ir ultragarsinio suvirinimo procesai dažniausiai naudojami aukštos įtampos laidų jungtyse, kiekvienas iš jų turi savų privalumų ir trūkumų.
(1) Gofravimo procesas
Užspaudimo proceso principas – išorine jėga fiziškai įspausti laidininko laidą į užspaudžiamą terminalo dalį. Terminalo užspaudimo aukštis, plotis, skerspjūvio būsena ir tempimo jėga yra pagrindiniai terminalo užspaudimo kokybės rodikliai, lemiantys užspaudimo kokybę.
Tačiau reikėtų atkreipti dėmesį, kad bet kokio smulkiai apdoroto kieto paviršiaus mikrostruktūra visada yra šiurkšti ir nelygi. Užspaudus gnybtus ir laidus, liečiasi ne visas kontaktinis paviršius, o keli taškai, išsibarstę kontaktiniame paviršiuje. Faktinis kontaktinis paviršius turi būti mažesnis už teorinį kontaktinį paviršių, todėl užspaudimo proceso kontaktinė varža yra didelė.
Mechaniniam užspaudimui didelę įtaką daro užspaudimo procesas, pvz., slėgis, užspaudimo aukštis ir kt. Gamybos kontrolė turi būti atliekama naudojant tokias priemones kaip užspaudimo aukščio ir profilio analizė / metalografinė analizė. Todėl užspaudimo proceso užspaudimo nuoseklumas yra vidutinis, o įrankių susidėvėjimas – didelis. Poveikis yra didelis, o patikimumas – vidutinis.
Mechaninis užspaudimo procesas yra brandus ir turi platų praktinį pritaikymą. Tai tradicinis procesas. Beveik visi dideli tiekėjai turi laidų komplektų gaminių, naudojančių šį procesą.
Gnybtų ir laidų kontaktų profiliai, naudojant užspaudimo procesą
(2) Ultragarsinis suvirinimo procesas
Ultragarsinis suvirinimas naudoja aukšto dažnio vibracijos bangas, kurios perduodamos į dviejų suvirinamų objektų paviršius. Veikiant slėgiui, dviejų objektų paviršiai trinasi vienas į kitą, suformuodami molekulinių sluoksnių susiliejimą.
Ultragarsinis suvirinimas naudoja ultragarsinį generatorių, kuris 50/60 Hz srovę paverčia 15, 20, 30 arba 40 kHz elektros energija. Paversta aukšto dažnio elektros energija per keitiklį vėl paverčiama to paties dažnio mechaniniu judesiu, o tada mechaninis judesys perduodamas į suvirinimo galvutę per ragų įtaisų rinkinį, galintį keisti amplitudę. Suvirinimo galvutė perduoda gautą vibracijos energiją į suvirinamo ruošinio jungtį. Šioje srityje vibracijos energija per trintį paverčiama šilumos energija, lydydama metalą.
Kalbant apie našumą, ultragarsinis suvirinimo procesas pasižymi mažu kontaktiniu pasipriešinimu ir mažu viršsrovės įkaitinimu ilgą laiką; saugos požiūriu jis yra patikimas ir nesunkiai atsilaisvina ir nukrenta dėl ilgalaikės vibracijos; gali būti naudojamas suvirinimui tarp skirtingų medžiagų; jam įtakos turi paviršiaus oksidacija arba padengimas; suvirinimo kokybę galima įvertinti stebint atitinkamas gofravimo proceso bangų formas.
Nors ultragarsinio suvirinimo proceso įrangos kaina yra gana didelė, o suvirinamos metalinės dalys negali būti per storos (paprastai ≤5 mm), ultragarsinis suvirinimas yra mechaninis procesas ir viso suvirinimo proceso metu neteka srovė, todėl nėra šilumos laidumo ir varžos problemų, kurios yra būsimos aukštos įtampos laidų suvirinimo tendencijos.
Ultragarsiniu suvirinimu sujungti gnybtai ir laidininkai bei jų kontaktų skerspjūviai
Nepriklausomai nuo užspaudimo ar ultragarsinio suvirinimo proceso, prijungus gnybtą prie laido, jo atitraukimo jėga turi atitikti standartinius reikalavimus. Prijungus laidą prie jungties, atitraukimo jėga neturėtų būti mažesnė už minimalią atitraukimo jėgą.
Įrašo laikas: 2023 m. gruodžio 6 d.