Нова технологија високонапонских конектора за возила за енергију

Последњих година, светски познате компаније за конекторе преселиле су своје производне базе у Кину. Кина је постала највећа светска база за производњу конектора. После година акумулације технологије, my country’s connectors have met the technical level required for high-voltage connectors for new energy vehicles in terms of design capabilities and automated production capabilities. Под претпоставком да су произвођачи на нижим нивоима локализовани и да имају довољно техничких могућности, домаћи произвођачи су заузели највишу тачку у високонапонским конекторима за возила нове енергије, као што је Сечуан Јонггуи, АВИЦ Оптоелецтроницс, Басба и друге познате компаније.

Хармонизовани систем се састоји од Росенбергер ХВ конектора за струјна оптерећења до 50 А и 450 А за пречнике каблова од 2 к 4 мм² до 120 мм² као и јединице за дистрибуцију енергије за склопове специфичне за купца. Генерација 48В конектора ће бити доступна на захтев.

Систем конектора ХВР300 је тренутно у фази развоја и доступан је на захтев. Има максималну носивост струје од 320А у комбинацији са минималним захтевима за простором. Портфолио производа укључује 2-полну угаону спојницу за оклопљене каблове и попречни пресек кабла 70 мм² заједно са одговарајућим заглављем. Попречни пресек од 50 мм² је доступно на захтев. Механизам за закључавање полуге је осигуран додатним клизачем (ЦПА – Осигурање положаја конектора) да би се спречило случајно распаривање.

ХВР420 конектори имају највећи капацитет струје од 420А чак иу 95 мм² варијанта. Са највећим пресеком кабла од 120 мм², јачине струје до 450А могу се постићи на температури од 85°Ц. The additional slide locking mechanism prevents the connection from unmating accidentally in applications such as the supercharging of electric vehicle batteries with up to 450 кВх.

Ново енергетско електрично возило ЕВ 110-750В 2300А струја високог напона Хв водоотпорна линија за складиштење енергије 6мм силиконски кабл 2-5 Пин Плуг конектор

Кина Фабрика каблова за каблове за електрична возила нове енергије Високонапонски кабл за напајање Кабл за батерију АЦ1000В ДЦ1500В Високонапонски ЕВ кабл Производња

Високонапонски конектор и високонапонска жица за возила нове енергије

1-Техничка анализа високонапонских конектора:
1.1 Примена високонапонских конектора у системима возила
У поређењу са традиционалним високонапонским и високострујним конекторима, услови коришћења конектора за возила нове енергије су сложенији и променљивији, захтева већу поузданост конектора;
У поређењу са традиционалним нисконапонским аутомобилским конекторима, услед повећања нивоа напона (тренутно су главни напони већи од 300В ДЦ), повећао се ризик да људско тело буде повређено струјним ударом, а безбедносни захтеви за конекторе су већи. Стога, захтеви за изолацију и заштиту производа су већи од оних код традиционалних нисконапонских прикључака.
Основна функција конектора за возила нове енергије је да обезбеде високонапонски систем интерконекције целог возила. То је, изградњу моста где је унутрашње коло блокирано или изоловано да би се омогућило проток струје.
Састав конектора за возила за нову енергију генерално се може поделити на три дела: помоћне структуре као што су шкољке и печати, изолациони делови, и проводни контактни парови. Кроз уметање и међусобну сарадњу између омотача утикача и омотача утичнице, могу се постићи функције везе и проводљивости.
Високонапонски конектори се углавном користе у високонапонским и високострујним колима нових енергетских возила, and work simultaneously with conductive cables to transport the energy of the battery pack to various components in the vehicle system through different electrical circuits. Као што су батерије, Контролери мотора, ДЦДЦ претварачи, пуњаче и друге јединице за напајање тела.
Фигура: Схема распореда високонапонских конектора који се користе у системима возила.

1.2 Анализа кључних ставки у пројектовању високонапонских конектора
1.2.1 Вредности криве пораста температуре и смањења вредности
Пораст температуре је једна од најважнијих критичних ставки дизајна у дизајну конектора. Ненормалан пораст температуре ће довести до аблације конектора због превеликог пораста температуре.
На пораст температуре конектора утичу следећи фактори:
1. Контакт отпорност: користи се за проводну везу, отпор између два контактна носача. Као што је отпор контакта рупица на пин, отпорност на савијање између репа и жице, и контактни отпор између бакарних плоча са навојем.
2. Загревање материјалног окружења: Када је конектор дуже време у окружењу високе температуре, материјали који се користе у конектору су инжењерска пластика, метал, гума, итд. Посебно, инжењерске пластике захтевају максималну радну температуру од 140°Ц. Међутим, када је температура околине производа превисока, конектор генерише топлоту због сопственог унутрашњег отпора контакта и постиже термичку равнотежу. Додатно, температура околине је виша од максимално дозвољене радне температуре материјала. У ово време, if the connector is in this environment for a long time and the internal pinhole part of the connector heats up and the internal temperature cannot be discharged, унутрашња температура ће наставити да расте и конектор ће производити много топлоте. Ово може довести до аблације конектора и паљења возила, што је веома озбиљан проблем. И гумени и метални материјали имају ограничења максималне радне температуре, које треба узети у обзир приликом пројектовања.

3. Спајање крајева плоча: Ако су током пројектовања потребни завртњи, морају се предузети превентивне мере како би се спречило лабављење током порођаја; у исто време, при спајању вијака, испитивање обртног момента мора да се изврши у складу са радним спецификацијама. У случају навојних спојева проводних делова, један од главних начина квара је да се момент затезања не контролише у складу са захтевима обртног момента, што резултира абнормалним порастом температуре и аблацијом спојних делова.
4. Крива смањења вредности: Хајде сада да разговарамо о кривој смањења вредности. По мом схватању, крива смањења вредности је као да бирате производ који треба да се користи у одређеном окружењу. У ово време, приликом избора производа, морате одредити који асортиман производа бирате на основу вредности атрибута производа. Крива смањења снаге високонапонских конектора је да купцима пружи мени, а на основу овог менија купци могу да изаберу своја одговарајућа јела по сопственом укусу.
Крива смањења снаге су различите вредности које одговарају различитим струјама на различитим радним температурама околине. Ове вредности се добијају исцртавањем графика криве. Са овим графиконом криве смањења вредности, услови коришћења овог конектора могу се видети интуитивније.

20Високонапонски аутомобилски конектори за електрична возила

Фабрички прилагођени за пуњење високонапонских ЕВ конектора – Аутомотиве Цоннецтор, Вехицле Цоннецтор

Високонапонски конектори издржавају до 450А у електричним возилима

Фигура: Илустрација пораста температуре и криве смањења снаге – график криве смањења снаге
1.2.2 Високонапонска блокада (РЕСТ)
За цео систем високонапонске интерконекције, како би се обезбедила безбедност високонапонског система при укључивању и искључивању, у пројекат прикључка уводи се концепт високонапонске блокаде.
Једноставан опис је да када је конектор прикључен и повезан, високонапонско коло прво контактира и спроводи, а затим води сигнални круг високонапонске блокаде. Приликом ломљења, прво се прекида сигнал високонапонске блокаде, и тада се прекида високонапонско коло.
Већина произвођача конектора ће поставити високонапонски дизајн блокаде унутар конектора, а неки произвођачи ће поставити високонапонску блокаду изван шупљине за парење кроз помоћни структурални дизајн. Веома је важно осигурати стабилност високонапонске петље блокаде.
Ако је високонапонско блокирање дисконтинуирано, могуће последице ће бити тешке. На пример, док се возило вози, сигнал високонапонског блока за закључавање одједном постаје ненормалан, што доводи до тога да возило изненада изгуби снагу и не ради нормално, што може изазвати саобраћајну незгоду.
1.2.3 Структура закључавања
Схватите да права секундарна брава нема функцију секундарне заштите, али га мора ефикасно заштитити. Право значење овога је да после примарног закључавања, ако примарно закључавање не успе или нема верификације рада, секундарна брава је да осигура да је примарна брава закључана и да је прва брава заштићена. Ово је веома важна улога.
Најчешће коришћена секундарна структура закључавања у комбинацији са примарном бравом је механизам за принудно закључавање. Пошто је једнократно закључавање повезано са силом уметања и извлачења, према концепту механичког дизајна потребан је облик сличан механизму силе силе, тако да се уштеди рад и лако уметне конектор на место.
Што се тиче захтева за тренутну руку, УСЦАР много говори о ергономској операбилности тренутне руке. УСЦАР такође прописује захтеве силе за релевантне примарне браве и секундарне браве у уметнутим и неуметнутим ситуацијама. У ствари, сви мислимо да је УСЦАР стандард за конекторе, али мислим да УСЦАР стандард није само технички стандард, али и води дизајнере да учине структуру поузданом током процеса пројектовања. Како купцима пружити боље искуство производа на основу поуздане структуре и перформанси.
Слика: Слике релативно уобичајених производа за закључавање

1.2.4 Ниво заштите
Заштита конектора је углавном подељена на три распореда:
Први је завршни заптивач плоче: крај плоче је крај конектора који се уграђује механички са четири завртња. Ово је структура која се чешће користи, али постоје и неке посебне структуре.

Други је утични заптивач на бази главе: утикач на бази главе значи да мушки крај укључује женски крај, или женски крај укључује и мушки крај, а гумени делови се користе у средини за радијалну и аксијалну заштиту.

Трећи је заптивач на крају линије, заштитну заптивку између крајњег конектора линије и кабла.

За високонапонске конекторе за електрична возила, са развојем тржишта, захтеви за перформансе ОЕМ-а за заштиту производа се такође стално побољшавају. У раним фазама развоја индустрије, захтеви заштите ИПИ67 већ могу задовољити огромну већину купаца. Међутим, пошто се касније на тржишту појавила заштита конекторских производа, било је све више случајева цурења воде, квар изолације, па чак и аблација.
Постепено побољшање захтева заштите постало је тренд развоја електричних возила. Тренутни захтеви ИП67 не могу да испуне захтеве нормалне употребе. Наравно, ово није апсолутно, а зависи и од локације конектора на аутомобилу.
Према распореду целог возила, високонапонско коло ће бити окачено испод шасије возила. Принцип је да високи притисак не сме да уђе у кабину. Стога, већина високонапонских конектора налази се на шасији близу земље, или близу главчине точка.
Када је лоше време, као што су лоше временске прилике, јаке кише или јако хладно време, вода коју доносе ваше гуме ће заправо утицати на ове конекторе. Ако сте упознати са тестирањем, не постоји таква ствар као што је ИП6К9К у домаћим стандардима. Наћи ћете то ако је ИП67, ударни притисак воденог пиштоља високог притиска заправо није толико висок као 6к9к.

1.2.5 Електромагнетна заштита високонапонских конектора
Електрична возила имају много електронских уређаја, а струја ће генерисати магнетна поља. Делови возила морају да имају способност против сметњи. Посебно, електрична возила се сада користе као носачи, а аутономна вожња ће се више развијати на овој основи, тако да је ово техничко питање веома важно. За високонапонске системе, оклопљени конектори и каблови су веома важни, али морамо дати приоритет распореду на нивоу система, што је предуслов. Ако је ваш ОБЦ, локацију коју договорите, укључујући ДЦДЦ у систем, може имати неке инхерентне проблеме. Без обзира колико је конектор добро направљен, и даље ће бити разних проблема са сметњама сигнала.
Стога, прво морамо размотрити системски ниво, а друго размотрити ниво компоненте. За ефикасност заштите конектора, углавном се користе две методе.
Први начин је да имамо метални штит на неким пластичним конекторима, а штит кабла ће бити повезан са штитом металне шкољке да би се формирао ефикасан штит од 360°.
У другом методу, већина високонапонских и нискострујних прикључака неће имати секундарне везе и биће повезани са заштитним слојем кабла. Овај метод такође често користе постојећи произвођачи, укључујући неке познате домаће ОЕМ произвођаче, који такође разматрају овај метод. Ми то зовемо пролећни контакт (енглески), која је заправо опружна веза. Такође постоје многе предности ове структуре, јер ће величина и простор бити мањи, и имаће више контактних тачака;
Постоји много произвођача ове структуре, углавном представљају компаније као што су БМВ Спринг у Швајцарској и Базел у Сједињеним Државама. Имају много практичних и зрелих случајева примене у овој области. У већини случајева, користићемо металне унутрашње и спољашње прстенове за пресовање везе између жица и заштитног слоја. Заштитни слој се поставља између два метална прстена, а заштитни слој и метални прстенови су чврсто причвршћени хладним пресовањем и деформацијом. Додатно, такође имамо метод заштите који користи структуру сличну опруги за каиш за сат да замени везу опруге. Ова структура се често користи у војним производима и технологија је зрела; урадили смо релевантне тестове и сви могу испунити захтеве дизајна. Ова структура се користи у заштити електричних возила нове енергије, који не може само да испуни захтеве перформанси, али је и жигосани део, погодан за масовну производњу, и има високе перформансе трошкова.
1.2.6 Материјал конектора

Изолациони материјал конектора је углавном направљен од ПА66, ПБТ, АБС, ПЦ, итд. Контактни материјали су углавном направљени од месинга, фосфорна бронза, берилијум бакар, итд., али сада се у иностранству више користи материјал бакар-никл-силицијум.
Материјали омотача конектора се генерално деле на два типа: пластике и метала. О томе како одабрати пластичне или металне материјале, генерално постоје следеће референтне тачке:
1. Лагана
Због потражње за лаким возилима, посебно произвођача путничких аутомобила, на претпоставци испуњавања перформанси производа, они ће се потрудити да изаберу пластичне конекторе за контролу тежине возила.
2. Окружење за коришћење производа
Зато што је механичка чврстоћа металних материјала боља од пластике. Стога, у неким тешким окружењима, метални конектори ће бити прикладнији. На пример, специјална возила, дампери, и електрични прикључни делови који нису заштићени при распореду целог возила. У ово време, метални конектори су нешто бољи од пластичних конектора у погледу утицаја на животну средину и механичке чврстоће.
3. Метода имплементације заштите
За оклопљене конекторе, шкољка самог металног конектора се користи за спровођење заштите и формирање носача за заштитну заштиту. Генерално гледано, металним конекторима је лакше постићи боље перформансе заштите од пластичних конектора, а њихов изглед и структура су компактнији.

1.2.7 Избор конектора
1.2.7.1 Процес избора конектора (погледајте слику испод)

1.2.7.2 Тумачење уобичајених техничких параметара конектора
(1) Локација употребе: Као што име каже, конектор се бира за локацију примене на различитим високонапонским електричним уређајима у возилу.

(2) Називни напон: максимални напон на коме електрична опрема (укључујући електричну и електричну опрему) може радити стабилно дуго времена.
Називни напон је пропорционалан пузној стази & клиренс. Другим речима, што је потребан већи напон, што је конектор већи или дужи. Пузна удаљеност & Стандарди дизајна клиренса су у складу са ГБТ 16935.1 (Иец 60664-1),
(3) Називна струја: The rated current of electrical equipment refers to the maximum current allowed to pass for a long time when the heat generation does not exceed the allowable long-term heating temperature under the reference ambient temperature and rated voltage working conditions.
За електрична возила, П=УИ, називна струја се одређује на основу снаге П електричне опреме и излазног напона У.
Вршна струја: Максимална вредност струје коју генерише електрично возило у тренутку наглог убрзања, пењање, или преоптерећења.
Површина попречног пресека која носи струју је пропорционална називној струји конектора. Другим речима, што је већи попречни пресек игле/рупа/жице, што већу струју може да прође, а што је већи конектор.

(4) РЕСТ (високонапонска блокада)
(4.1) Дизајн ХВИЛ функционалне намене
Потврдите интегритет целог система високог напона. Када је високонапонско коло система искључено или је интегритет оштећен, активирају се мере безбедности целог возила.
(4.2) Имплементација ХВИЛ функције
а. Цео систем је неопходан и мора бити дизајниран у систему током развоја система;
б. Углавном се врши преко конектора;
ц.ХВИЛ коло је нисконапонско коло и независно је од струјног кола.
(4.3) Принцип имплементације функције конектора ХВИЛ
Прикључци за напајање и сигнал треба да се састану:
——Приликом повезивања, терминал за напајање је први повезан, следи сигнални терминал.
——Приликом прекида везе, прво се искључи сигнални терминал, затим терминал за напајање.
Посебна напомена: Повезивање терминала за напајање указује на добар контакт, а виртуелни контакт је неприхватљив.
(5) Заштита
Заштита наизменичног електричног поља: Да би се смањио напон сметње спреге наизменичног електричног поља на осетљива кола, између извора сметњи и осетљивог кола може се поставити метални штит са добром проводљивошћу, а метални штит може бити уземљен.
Главна разлика између заштићених и неоклопљених конектора је да ли постоји метални штит са добром проводљивошћу.

(6) Ниво заштите
Степен ИП заштите се састоји од два броја. Први означени број означава степен заштите од прашине и заштите од уласка страних предмета у уређај. Други означени број означава степен заптивања уређаја од продора влаге и воде. Што је број већи, што је виши ниво заштите.

(7) Одлазни метод
Mainly refers to the angle between the cable outlet angle at the end of the electrical connector plug and the normal direction of the socket installation surface. Према овој класификацији, уобичајени су 90° (под углом) и 180° (равно) утичнице електрични конектори.
(8) Начин инсталације утичнице
Да би се задовољиле потребе ОЕМ дизајнера за различите распореде конектора, методе уградње електричних утичница су подељене у следећа четири типа:

1.6.2.3 Оптион Нотес
(1) Избор напона мора да се подудара: називни напон возила након прорачуна оптерећења треба да буде мањи или једнак називном напону конектора. Ако радни напон возила дуже време прелази називни напон конектора, електрични конектор је у опасности од пузања и аблације.
(2) Тренутни избор мора да се подудара: називна струја возила након прорачуна оптерећења треба да буде мања или једнака називној струји конектора. Ако радна струја возила у дужем временском периоду прелази називну струју конектора, електрични конектор је у опасности од аблације преоптерећења.
(3) Избор каблова мора да се подудара: Избор и усклађивање каблова целог возила подељено је на усклађивање каблова који проводе струју и усклађивање заптивања каблова и конектора. Што се тиче тренутне носивости каблова, сваки ОЕМ има наменске инжењере електротехнике да изведу одговарајући дизајн, што овде неће бити објашњено.
Поклапање заптивања: Конектор и заптивка кабла ослањају се на еластичну компресију гумене заптивке да би обезбедили контактни притисак између њих, чиме се постиже поуздана заштита, као што је ИП67. Према прорачунима, постизање специфичног контактног притиска ослања се на одређену количину компресије заптивке. На основу овога, ако је потребна поуздана заштита, заптивна заштита конектора има специфичне захтеве за величину кабла на почетку дизајна;
Каблови са истим спецификацијама струјног попречног пресека могу имати различите спољашње пречнике, као што су оклопљени каблови и неоклопљени каблови, национални стандардни каблови и стандардни каблови ЛВ216. Спецификације за специфичне одговарајуће каблове и избор конектора су јасно наведене. Стога, при избору конектора, посебна пажња се мора обратити на захтеве спецификације кабла како би се спречило оштећење заптивања конектора.
(4) Цело возило захтева флексибилно ожичење: За ожичење возила, сваки ОЕМ сада има захтеве радијуса савијања и лабавости; према конектору у возилу
За случајеве употребе, препоручује се да након завршетка монтаже упртача, сами терминали конектора нису оптерећени. Само када је цео свежањ подложан вибрацијама, удар и релативно померање каросерије возила услед рада аутомобила, сврха растерећења напрезања може се постићи флексибилношћу жичаног свежња. Чак и ако се мала количина напрезања пренесе на терминал конектора, резултујући напон не прелази пројектовану силу задржавања терминала у конектору.