Disseny de connectors per a Tesla NACS

En aquesta sèrie d'articles, analitzarem breument els canvis en el disseny de l'estructura del port de càrrega de Tesla, seleccionant principalment el suport de càrrega adaptat al Model S/X a 2015 i la versió cable adaptada al Model 3 dins de 2018 per a una breu anàlisi. El conjunt de la base de càrrega del tub d'alumini no es revela. Per a més informació sobre la versió de tub d'alumini, si us plau, mireu l'article anterior: Tesla: patent de barra de càrrega; únic i en constant evolució.
Aquest article ens permet tornar-hi 2015 i analitzar breument el disseny estructural de la primera interfície de càrrega de Tesla basada en el Model X d'aquella època. Utilitzeu-lo com a punt de partida.

L'anàlisi i les imatges següents que contenen text no representen l'estat final de producció en massa de les tecnologies esmentades a continuació. It does not represent any universal or accidental situation of the technology mentioned below, it is only a simple analysis and discussion.

48A 110-240V 6metres for Tesla Extension Cord with Nacs Plug Cable for Level 1&2 EV Charger and Tesla Wall Connector

NACS a NEMA 5-20/15 Endoll de l'adaptador EV per a l'adaptador de Tesla a nema compatible amb el connector de paret NACS

1000V 250A Tesla Charging Plug Replacement 250KW NACS Charging Cable Manufacturer

Overall socket & power design
Features of the first version of the Tesla NACS interface SOP include:
● Ultrasonic welding connection wires and terminals meet its V2 charging requirements for the first time (subsequent iterations will reach close to V3 level);
● 90° outlet & screw lock terminal;
● Removable protective cover (with anti-accidental removal);
● Colorful aperture and light source visual design;
● The ground wire has a small cross-sectional area & AC i DC comparteixen la mateixa interfície;
● Senyal + L'endoll i l'endoll de PE es poden separar;
Al mateix temps, funcions com la càrrega del vehicle, traient l'arma, i obrir la tapa també eren dissenys d'avantguarda en aquell moment.
Posició de disposició del vehicle (Model X)
La mida general del panell és més petita que CCS & GB AC i DC integrats. Per obtenir més informació sobre la mida de la part del connector i la lògica de càrrega, vegeu l'article anterior: Algunes dades sobre la sobrecàrrega de Tesla.
Detalls del muntatge de la presa de càrrega (Model X)
La característica més important de la primera versió de SOP és similar a la canonada d'alumini actual. La protecció de la posició de sortida no depèn de la pròpia base de càrrega. La coberta protectora desmuntable a la cua + 90° La sortida per augmentar la comoditat del muntatge i el manteniment de l'arnès de cables encara es conserva avui dia, i els productes conductors de fila/vareta/tub són cada cop més populars ara. Cada cop hi ha més fabricants de BMK.
Detalls de la coberta d'obertura del conjunt de la presa de càrrega
A més, a causa dels requisits generals de disseny, el senyal + El connector PE està integrat amb cola suau i dura + cable + terminal. Al mateix temps, després de muntar la sivella a l'endoll, la coberta protectora extraïble es pot utilitzar per aconseguir funcions similars a CPA, que també val la pena aprendre. Hi ha una mica de sacsejada després que la peça modelada d'una sola peça estigui completament muntada.
Interfície externa del conjunt de la presa de càrrega i detalls del senyal
Pel que fa al disseny de potència, en la fase inicial, coure llaunat + La tecnologia de crimpat es va utilitzar per aconseguir una càrrega de baixa potència (en comparació amb la potència màxima actual de càrrega d'alta potència). Més tard, coure pur + soldadura per ultrasons i fil d'alumini + S'ha utilitzat soldadura per ultrasons, però el que no ha canviat és el disseny protector dels terminals i cables esmentats anteriorment. Mentre que els cables s'actualitzen constantment, la protecció no s'ha millorat. Mirant el passat i ara, és necessari explorar el disseny de terminació sense protecció en conductors d'alumini? Com el recobriment sol-gel.

El mercat nord-americà segueix Tesla en el disseny de connectors EV

Soldadura per ultrasons del conjunt de la presa de càrrega:
Pel que fa al tractament de blindatge, per alguns motius, El model X i S, respectivament, trien el tub retràctil de protecció de l'extrem de l'endoll per embolicar la suspensió d'un sol extrem i el crimpat de l'escut i després connectar la xapa del cos a la presa de terra de doble extrem.. També hi ha una situació de selecció creuada similar entre les següents 2018 Model 3 i la solució actual del tub d'alumini. The subsequent implementation of shielding effectiveness under higher charging power deserves further study.

Charging socket assembly shielding treatment:
In terms of performance, thanks to ultrasonic welding and low terminal resistance, current analog charging can maintain full power current carrying for a long time in an air-cooled environment.
The grounding design is as before, the conductor cross-sectional area is smaller than most DC interface designs, which greatly reduces the space occupied by the charging interface, and the grounding is designed for the car charger.
Charging socket assembly grounding aperture and others:
Colorful aperture + uniform gradient color, this is also a relatively excellent sensory experience at present. The overall design is centered on the tail pin limiting plate. Dues capes de peces de plàstic translúcides projecten la font de llum del PCBA a la posició de transmissió de llum del port de càrrega, aconseguint una distribució uniforme de la llum a la zona de visió frontal.
En altres exemples de diferents interfícies al mateix temps, s'aconsegueixen diferents posicions de disseny d'obertura canviant la posició del plàstic translúcid. Aquest és també l'avantatge del disseny d'obertura estandarditzat.

Visualització de l'obertura del conjunt de la presa de càrrega
Però el conjunt de llum està integrat a la presa de càrrega. Hi ha àrees que necessiten un ajust constant en tota la fabricació d'endolls i la combinació de vehicles de nous models (potser el cost també és un dels punts clau). En models posteriors del Model 3/Y, el mòdul d'il·luminació del conjunt de la presa de càrrega es desplaça fora del cos de la presa i es col·loca a la placa de connexió de l'endoll, sovint amb el LOGO de Tesla.

PCBA parcial i pin del conjunt de la presa de càrrega
En comparació amb GB IEC i altres solucions integrades de CA i CC. La primera versió del senyal SOP de Tesla NACS i la sortida de terra utilitza un connector de 6 pins (1Pin reservat) * 1 + Pilot * 1 + terminal de terra * 1 + Prox * 1 (PE està integrat amb Pilot i Prox). La sortida general de bucle de baixa tensió simplificada redueix el nombre de conjunts d'arns de cables i reserva espai per a la posterior miniaturització de PCBA i panells.. Els requisits posteriors de control de temperatura i altres aspectes continuaran augmentant. L'últim NACS de Tesla és 12+3Pin (inclòs el bloqueig del connector, excepte algun pany Model Gun), CCS és 12+3 Agulla (inclòs el bloqueig de l'arma).

Current standard charging socket assemblies
Regarding the arrangement of the locking lock of the insertion gun, NACS has been at the bottom of the socket since the first version of the SOP to the current version, and the drainage is arranged together. It is good for drainage, but the ability of the entire lance lock to resist the intrusion of debris is weaker than other standard interfaces (it occasionally fails here). En l'actualitat, the aluminum tube solutions of most vehicle models abandon the first version of the SOP lock design and adopt solutions with a better protection level.

The mounting plate screws are all self-tapping screws, 4 in total.

Charging socket assembly secondary BOM failure mode
Early versions always have a lot of failure modes. Some failure modes have been circumvented, i actualment persisteixen alguns modes de fallada. A continuació es fa una breu anàlisi d'una fallada de disseny estructural.
Mode de fallada: La tapa anti-tàctil cau. Aquest mode d'error es produeix quan es gira el terminal. Per la naturalesa especial dels processos posteriors de punxonat i arrodoniment, el risc de caiguda és més gran que abans. A més de Tesla, altres OEM també han experimentat problemes similars.

Mode de fallada del muntatge de la presa de càrrega
Per minimitzar el risc de fracàs, durant l'etapa inicial del disseny dimensional refinat i la verificació multidimensional, També es pot tenir en compte canviar els mètodes de connexió del dit i terminal anti-tàctil.