English
Deutsch
Высоковольтные разъемы являются неотъемлемым компонентом электромобилей. В статье рассматриваются история разработки, технические характеристики и испытания высоковольтных соединений.
История развития высоковольтных соединителей
Развитие высоковольтных разъемов идет параллельно с развитием электромобилей.
1. Первое поколение высоковольтных соединителей в основном развивалось на базе промышленных соединителей.
Корпус этого поколения — металлический. Он не выполняет функцию HVIL.
Более представительным продуктом 1-го поколения высоковольтных соединителей является серия металлических соединителей Amphenol HV.
2. Второе поколение разъемов HV добавило функцию HVIL, основанную на первом поколении.
Кроме того, корпус разъема был заменен с металлического на пластиковый.
3. Высоковольтные разъемы 3-го поколения имеют функции экранирования и HVIL.
Среди них более известны изделия серии 800.
4. Высоковольтные разъемы 4-го поколения обладают функциями экранирования, HVIL и вторичной разблокировки.
Среди них наибольшей известностью пользуются изделия серии 280. В этих изделиях функция вторичной разблокировки достигается за счет механической структуры, что делает их более надежными.
5. В будущих поколениях высоковольтных разъемов могут появиться возможности охлаждения.
Например, мы можем использовать жидкостное или воздушное охлаждение для повышения плотности энергии, передаваемой при мощной зарядке.
Технические характеристики высоковольтных разъемов для электромобилей
В электрических системах новых энергетических транспортных средств система подключения ВН занимает ключевое место. Она подобна сосудистой системе, органично объединяющей все важнейшие органы человеческого организма.
Основные положительные и отрицательные контуры батареи аналогичны аорте и вене человека. Другие контуры аналогичны артериям, венам и капиллярам человека.
Система высоковольтных соединений является важной гарантией обеспечения надежности и безопасности передачи энергии электромобилями.
1. Классификация высоковольтных разъемов
В настоящее время высоковольтные соединители можно классифицировать по типу и структуре клемм.
В соответствии с типом терминала
1) Квадратная структура терминала.
Этот вид терминала использует терминальную технологию штамповки. Он имеет более низкую себестоимость, но более высокую стоимость штамповки. Более широко используются при небольшом токе менее 40 А.
Некоторые японские и американские автомобильные компании, имеющие сильноточные разъемы, используют квадратные клеммные конструкции, например, Tesla и Toyota.
2) Круглая структура терминала.
В данном типе терминалов используется технология механической обработки. Он имеет более высокую себестоимость, но более низкую стоимость штамповки. Более представительными являются продукты серии TE HVA800.
В зависимости от типа конструкции
По способу установки разъемы можно разделить на штекерные и розеточные. Заглушки выпускаются в виде линейных и угловых заглушек.
Гнезда выпускаются в виде фланцевых, угловых и линейных гнезд.
2. Блокировка высокого напряжения
Высоковольтная блокировка(HVIL) — это метод проектирования систем безопасности, позволяющий управлять высоковольтными цепями с помощью низковольтных сигнальных цепей. HVIL широко используется в высоковольтных электрических цепях, таких как высоковольтные разъемы, MSD, высоковольтные распределительные коробки и другие цепи.
В разблокированном состоянии под напряжением разъемы с HVIL могут быть отключены через логическую синхронизацию HVIL.
Время отключения зависит от разницы длины контакта между клеммой HVIL и сигнальной клеммой. Как правило, время реакции системы на замыкание клемм блокировки составляет от 10 до 100 мс.
Существует риск безопасности при подключении и отключении питания, когда время разделения системы подключения меньше времени отклика системы.
Вторичная разблокировка очень хорошо решает проблему времени отключения. Обычно вторичная разблокировка позволяет эффективно контролировать время отключения более 1 с для обеспечения безопасной работы.
3. Вторичная разблокировка
Существует два способа вторичной разблокировки.
1) Одна из них достигается противоположно типичному вытягиванию, как, например, в основных высоковольтных разъемах серии HVA800 HVC800.
Направление движения руки усилительной пластины и направление отделения разъема при вытягивании разъема противоположны, что увеличивает время отклика при вытягивании и обеспечивает выполнение функции вторичной разблокировки.
2) Другая функция — механическая вторичная разблокировка.
При вытаскивании разъема первый раз можно вытащить только до положения, когда клемма HVIL отсоединена. Затем необходимо выполнить вторичную операцию по разделению сигнальных клемм, что позволит реализовать функцию вторичной разблокировки.
По сравнению с первым способом, механическая вторичная разблокировка обладает более высокой степенью защиты, однако ее структура также более сложна.
4. Блокировочная конструкция
Усиление положения разъема (CPA) — это конструкция защелки, используемая для повышения прочности фиксатора разъема.
CPA может эффективно защитить соединение штекера и розетки, предотвращая случайное ослабление или плохой контакт во время эксплуатации автомобиля.
Принцип работы CPA. Когда основная запирающая конструкция заблокирована, CPA оказывает помощь в запирании. При этом основная запирающая конструкция не так легко ослабляется под воздействием внешней среды.
Перед разблокировкой основного замка необходимо разблокировать CPA.
5. Обеспечение положения терминала
Обеспечение положения клемм (TPA) используется для вторичной защиты и ограничительных клемм. TPS предотвращает смещение клемм под действием внешнего напряжения.
Обычно мы используем его в более жестких условиях.
Такая композиция, как правило, содержит два вида холдинговых структур. Одна из них — холдинговая структура терминала, другая — холдинговая структура ТПА.
6. Оценка обжима клемм
Обжим клемм является основным процессом в производстве разъемов. Оценка обжима клемм состоит из следующих пунктов.
1) Предел прочности при растяжении
Минимальная прочность на разрыв при обжиме между клеммой и проводом. В следующей таблице приведены основные параметры.
2) Сопротивление клемм
Проверка сопротивления при обжиме. В следующей таблице приведены значения сопротивления клемм.
3) Анализ профиля обжима клемм
Усечение, шлифовка и полировка эффективной зоны обжима клемм после обжима. Затем используйте профессиональное оборудование для проверки степени сжатия.
Требуется, чтобы при укладке около 5~10 раз между сжатыми кабелями не было видимого зазора, а степень сжатия контролировалась на уровне 80%~90%.
4) Повышение температуры клемм
Общее требование заключается в том, что повышение температуры клеммы не должно превышать 55K.
5) Высота и ширина обжима клемм
Определите высоту и ширину обжима клемм, прошедших предыдущий тест, и контролируйте CPK в процессе.
7. Комплексное тестирование высоковольтных разъемов
Необходимо проводить комплексное тестирование характеристик продукции при производстве высоковольтных разъемов и жгутов проводов. Такое комплексное тестирование играет важную роль в качестве «шлюза».
Как правило, он содержит следующие элементы.
1) Испытание выдерживаемым напряжением
Для выявления риска плохого выдерживания напряжения при сборке изделия. Как правило, для этого вида испытаний требуется 100% тестирование.
2) Испытание изоляции
В основном для изделий, находящихся в процессе сборки, существует ли риск плохой изоляции.
3) Проводимость цепи
Определяет соответствие каждой цепи после сборки разъема.
4) Испытание на герметичность
Подайте давление воздуха 47,8 кПа для проверки герметичности разъема. Мы можем регулировать время испытания, величину утечки и другие параметры в зависимости от характеристик изделия. Применяется для тестирования готовых разъемов или жгутов.
5) Испытание экранирующей цепи
Для определения величины сопротивления в цепи экранирования. В общем случае сопротивление экранирования должно быть менее 10 мОм.
Построение тестовой системы
Поскольку характеристики высоковольтных разъемов напрямую связаны с безопасностью всего нового энергетического транспортного средства, требования к продукции невероятно высоки.
Помимо получения заключения о соответствии стандарту, будут проведены испытания ДВ и ПВ на этапах проектирования и производства.
Тест содержит в основном следующие аспекты.
1）Электрические характеристики
Проверка электрических характеристик включает в себя испытания электрических параметров, а также проверку электробезопасности. Например, цикл тока, сопротивление нахлеста, испытание изоляции на выдерживание напряжения и т.д.
2）Механические характеристики
Проверка механических характеристик включает в себя испытания на силу вытягивания, виброустойчивость и механическую структуру. Обеспечить удобство и надежность установки, подключения и обслуживания изделия.
3）Экологические показатели
В том числе стойкость к солевому туману, термическому старению, температурному шоку, влажному тепловому циклу и т.д. Методы испытаний и требования к ним зависят от условий эксплуатации изделия.
Заключение
Система высоковольтного подключения является неотъемлемой частью новых энергетических транспортных средств. Проблемы с его надежностью напрямую повлияют на безопасность электромобилей.
В данной статье представлены история развития, технические характеристики и требования к испытаниям высоковольтных разъемов для электромобилей.
Если у Вас возникли вопросы, пожалуйста, оставьте свое сообщение в разделе комментариев.