Oversikt over høyspenningskontakt
Høyspenningskontakter, også kjent som høyspenningskontakter, er en type bilkontakt. De refererer vanligvis til kontakter med en driftsspenning over 60 V og er hovedsakelig ansvarlige for overføring av store strømmer.
Høyspenningskontakter brukes hovedsakelig i høyspennings- og høystrømskretser i elektriske kjøretøy. De fungerer sammen med ledninger for å transportere energien fra batteripakken gjennom forskjellige elektriske kretser til forskjellige komponenter i kjøretøyets system, for eksempel batteripakker, motorstyringer og DCDC-omformere. Høyspenningskomponenter som omformere og ladere.
For tiden finnes det tre hovedstandardsystemer for høyspenningskontakter, nemlig LV-standardplugg, USCAR-standardplugg og japansk standardplugg. Blant disse tre pluggene har LV for tiden den største sirkulasjonen på hjemmemarkedet og de mest komplette prosessstandardene.
Diagram over monteringsprosessen for høyspenningskontakt
Grunnleggende struktur av høyspenningskontakt
Høyspenningskontakter består hovedsakelig av fire grunnleggende strukturer, nemlig kontaktorer, isolatorer, plastskall og tilbehør.
(1) Kontakter: kjernedeler som fullfører elektriske forbindelser, nemlig hann- og hunnterminaler, rørledninger osv.;
(2) Isolator: støtter kontaktene og sikrer isolasjonen mellom kontaktene, det vil si det indre plastskallet;
(3) Plastskall: Kontaktens skall sikrer justering av kontakten og beskytter hele kontakten, det vil si det ytre plastskallet;
(4) Tilbehør: inkludert strukturelt tilbehør og installasjonstilbehør, nemlig posisjoneringspinner, føringspinner, forbindelsesringer, tetningsringer, roterende spaker, låsestrukturer osv.
Eksplodert visning av høyspenningskontakt
Klassifisering av høyspenningskontakter
Høyspenningskontakter kan skilles fra hverandre på flere måter. Hvorvidt kontakten har en skjermingsfunksjon, antall kontaktpinner osv. kan alle brukes til å definere kontaktklassifiseringen.
1.Om det er skjerming eller ikke
Høyspenningskontakter er delt inn i uskjermede kontakter og skjermede kontakter i henhold til om de har skjermingsfunksjoner.
Uskjermede kontakter har en relativt enkel struktur, ingen skjermingsfunksjon og relativt lav kostnad. Brukes på steder som ikke krever skjerming, for eksempel elektriske apparater dekket av metallhus, som ladekretser, batteripakker og kontrollinnredning.
Eksempler på kontakter uten skjermingslag og uten høyspenningslåsdesign
Skjermede kontakter har komplekse strukturer, skjermingskrav og relativt høye kostnader. De er egnet for steder der skjermingsfunksjonen er nødvendig, for eksempel der utsiden av elektriske apparater er koblet til høyspentledningsnett.
Kontakt med skjerm og HVIL-utførelse Eksempel
2. Antall plugger
Høyspenningskontakter er delt inn etter antall tilkoblingsporter (PIN). For tiden er de mest brukte 1P-kontakter, 2P-kontakter og 3P-kontakter.
1P-kontakten har en relativt enkel struktur og lav kostnad. Den oppfyller kravene til skjerming og vanntetting i høyspenningssystemer, men monteringsprosessen er litt komplisert og omarbeidingsevnen er dårlig. Brukes vanligvis i batteripakker og motorer.
2P- og 3P-kontakter har komplekse strukturer og relativt høye kostnader. De oppfyller kravene til skjerming og vanntetting i høyspenningssystemer og har god vedlikeholdsvennlighet. Vanligvis brukt for DC-inngang og -utgang, for eksempel på høyspenningsbatteripakker, kontrollerterminaler, DC-utgangsterminaler for ladere, etc.
Eksempel på 1P/2P/3P høyspenningskontakt
Generelle krav til høyspenningskontakter
Høyspenningskontakter skal overholde kravene spesifisert i SAE J1742 og ha følgende tekniske krav:
Tekniske krav spesifisert av SAE J1742
Designelementer for høyspenningskontakter
Kravene til høyspenningskontakter i høyspenningssystemer inkluderer, men er ikke begrenset til: høyspennings- og høystrømsytelse; behovet for å kunne oppnå høyere beskyttelsesnivåer under ulike arbeidsforhold (som høy temperatur, vibrasjon, kollisjonspåvirkning, støvtett og vanntett, etc.); være installerbare; ha god elektromagnetisk skjermingsytelse; kostnaden bør være så lav som mulig og holdbar.
I henhold til de ovennevnte egenskapene og kravene som høyspenningskontakter bør ha, må følgende designelementer tas i betraktning ved begynnelsen av designen av høyspenningskontakter, og målrettet design- og testverifisering må utføres.
Sammenligningsliste over designelementer, tilsvarende ytelse og verifiseringstester av høyspenningskontakter
Feilanalyse og tilsvarende målinger av høyspenningskontakter
For å forbedre påliteligheten til kontaktdesignet, bør feilmodusen først analyseres, slik at tilsvarende forebyggende designarbeid kan utføres.
Kontakter har vanligvis tre hovedfeilmåter: dårlig kontakt, dårlig isolasjon og løs feste.
(1) For dårlig kontakt kan indikatorer som statisk kontaktmotstand, dynamisk kontaktmotstand, enkelthulls separasjonskraft, tilkoblingspunkter og vibrasjonsmotstand for komponenter brukes til å bedømme;
(2) Ved dårlig isolasjon kan man detektere isolasjonsmotstanden til isolatoren, isolatorens nedbrytningshastighet over tid, størrelsesindikatorene på isolatoren, kontakter og andre deler for å bedømme den;
(3) For å bedømme påliteligheten til den faste og løsrevede typen kan monteringstoleransen, utholdenhetsmomentet, festekraften til koblingspinnen, innsettingskraften til koblingspinnen, festekraften under miljøbelastningsforhold og andre indikatorer på terminalen og kontakten testes for å bedømme.
Etter å ha analysert de viktigste feilmodusene og feilformene til kontakten, kan følgende tiltak iverksettes for å forbedre påliteligheten til kontaktdesignet:
(1) Velg riktig kontakt.
Valg av kontakter bør ikke bare ta hensyn til type og antall tilkoblede kretser, men også legge til rette for sammensetningen av utstyret. For eksempel er sirkulære kontakter mindre påvirket av klima og mekaniske faktorer enn rektangulære kontakter, har mindre mekanisk slitasje og er pålitelig koblet til ledningsendene, så sirkulære kontakter bør velges så mye som mulig.
(2) Jo flere kontakter det er i en kontakt, desto lavere er systemets pålitelighet. Hvis plass og vekt tillater det, bør du derfor prøve å velge en kontakt med et mindre antall kontakter.
(3) Når du velger en kontakt, bør du ta hensyn til utstyrets driftsforhold.
Dette er fordi den totale laststrømmen og den maksimale driftsstrømmen til kontakten ofte bestemmes basert på varmen som er tillatt under drift under de høyeste temperaturforholdene i omgivelsene. For å redusere kontaktens driftstemperatur bør kontaktens varmespredningsforhold tas i betraktning. For eksempel kan kontakter lenger fra midten av kontakten brukes til å koble til strømforsyningen, noe som er mer gunstig for varmespredning.
(4) Vanntett og korrosjonsbestandig.
Når kontakten brukes i et miljø med korrosive gasser og væsker, bør man være oppmerksom på muligheten for å installere den horisontalt fra siden under installasjon for å forhindre korrosjon. Når forholdene krever vertikal installasjon, bør man forhindre at væske strømmer inn i kontakten langs ledningene. Bruk vanligvis vanntette kontakter.
Viktige punkter i utformingen av høyspenningskontakter
Kontaktforbindelsesteknologi undersøker hovedsakelig kontaktarealet og kontaktkraften, inkludert kontaktforbindelsen mellom terminaler og ledninger, og kontaktforbindelsen mellom terminaler.
Kontaktenes pålitelighet er en viktig faktor for å bestemme systemets pålitelighet, og er også en viktig del av hele høyspenningsledningsnettet.På grunn av det tøffe arbeidsmiljøet til noen terminaler, ledninger og kontakter, er forbindelsen mellom terminaler og ledninger, og forbindelsen mellom terminaler og terminaler utsatt for ulike feil, som korrosjon, aldring og løsning på grunn av vibrasjoner.
Siden feil i det elektriske ledningsnettet forårsaket av skade, løshet, fall og kontaktsvikt står for mer enn 50 % av feilene i hele det elektriske systemet, bør man i pålitelighetsdesignet til kjøretøyets høyspenningssystem vies full oppmerksomhet til pålitelighetsdesignet til kontaktene.
1. Kontaktforbindelse mellom terminal og ledning
Forbindelsen mellom terminaler og ledninger refererer til forbindelsen mellom de to gjennom en krympeprosess eller en ultralydsveiseprosess. For tiden brukes krympeprosessen og ultralydsveiseprosessen ofte i høyspenningsledningsnett, hver med sine egne fordeler og ulemper.
(1) Krympeprosess
Prinsippet bak krympeprosessen er å bruke ekstern kraft til å fysisk presse ledertråden inn i den krympede delen av terminalen. Høyden, bredden, tverrsnittstilstanden og trekkraften til terminalkrympingen er kjerneinnholdet i terminalkrympekvaliteten, som bestemmer krympekvaliteten.
Det skal imidlertid bemerkes at mikrostrukturen til enhver fint bearbeidet solid overflate alltid er ru og ujevn. Etter at terminalene og ledningene er krympet, er det ikke hele kontaktflatens kontakt, men kontakten til noen punkter spredt på kontaktflaten. Den faktiske kontaktflaten må være mindre enn den teoretiske kontaktflaten, noe som også er grunnen til at kontaktmotstanden i krympeprosessen er høy.
Mekanisk krymping påvirkes i stor grad av krympeprosessen, som trykk, krympehøyde osv. Produksjonskontroll må utføres ved hjelp av metoder som krympehøyde og profilanalyse/metallografisk analyse. Derfor er krympekonsistensen i krympeprosessen gjennomsnittlig, verktøyslitasjen er stor, og påliteligheten er gjennomsnittlig.
Krympeprosessen med mekanisk krymping er moden og har et bredt spekter av praktiske bruksområder. Det er en tradisjonell prosess. Nesten alle store leverandører har ledningsnettprodukter som bruker denne prosessen.
Terminal- og ledningskontaktprofiler ved hjelp av krympeprosess
(2) Ultralydsveiseprosess
Ultralydsveising bruker høyfrekvente vibrasjonsbølger som overføres til overflatene på to objekter som skal sveises. Under trykk gnis overflatene på de to objektene mot hverandre for å danne en sammensmelting mellom de molekylære lagene.
Ultralydsveising bruker en ultralydgenerator for å konvertere 50/60 Hz strøm til 15, 20, 30 eller 40 kHz elektrisk energi. Den konverterte høyfrekvente elektriske energien konverteres igjen til mekanisk bevegelse med samme frekvens gjennom transduseren, og deretter overføres den mekaniske bevegelsen til sveisehodet gjennom et sett med hornenheter som kan endre amplituden. Sveisehodet overfører den mottatte vibrasjonsenergien til skjøten på arbeidsstykket som skal sveises. I dette området omdannes vibrasjonsenergien til varmeenergi gjennom friksjon, slik at metallet smelter.
Når det gjelder ytelse, har ultralydsveiseprosessen liten kontaktmotstand og lav overstrømsoppvarming over lang tid; når det gjelder sikkerhet, er den pålitelig og ikke lett å løsne og falle av under langvarig vibrasjon; den kan brukes til sveising mellom forskjellige materialer; den påvirkes av overflateoksidasjon eller belegg. Deretter kan sveisekvaliteten bedømmes ved å overvåke de relevante bølgeformene i krympeprosessen.
Selv om utstyrskostnadene for ultralydsveiseprosessen er relativt høye, og metalldelene som skal sveises ikke kan være for tykke (vanligvis ≤5 mm), er ultralydsveising en mekanisk prosess og det flyter ingen strøm under hele sveiseprosessen, så det er ingen problemer med varmeledning og resistivitet er fremtidige trender innen sveising av høyspent ledningsnett.
Terminaler og ledere med ultralydsveising og deres kontakttverrsnitt
Uansett krympeprosess eller ultralydsveiseprosess, må avtrekkskraften oppfylle standardkravene etter at terminalen er koblet til ledningen. Etter at ledningen er koblet til kontakten, skal avtrekkskraften ikke være mindre enn den minimale avtrekkskraften.
Publisert: 06. des. 2023