Елементарна анализа дизајна новог енергетског високонапонског ожичења

Тренутно је нова енергетска аутомобилска индустрија у фази истраживања и мале количине пробне производње, а нема индустријске размере ни на домаћем ни на међународном нивоу, па су сродни делови такође у пробној фази производње. Међутим, у поређењу са укупним техничким нивоом аутомобилских каблова у Кини, који се углавном заснива на монтажи кабелског свежња, техничка основа страних аутомобилских каблова је чврста, а постоје решења за високонапонске каблове. На пример, Ампхенол, први лидер у индустрији који је ушао у поље конектора за пуњење за електрична и хибридна возила, развио је високонапонске кабелске свежњеве за електрична возила једноставне структуре, одличних перформанси и високе прихватљивости корисника. Поуздан рад под високим температурама, вибрацијама, ограниченим простором и другим тешким условима широко су усвојили различити домаћи и страни произвођачи аутомобила; ТИЦО, Делпхи (Делпхи), ЛС и друге стране компаније помно су пратиле и лансирале своја решења високонапонских ожичења и сродне производе.

Улазак у текст, како би се надокнадиле истраживачке празнине на пољу високонапонских ожичења за електричне аутомобиле у мојој земљи и ослободила се тренутне ситуације директне куповине страних производа за високонапонске ожичења потребан за електричне путничке аутомобиле у Кини, развијен је високонапонски и високонапонски високонапонски кабл за електричне путничке аутомобиле. Независно истраживање и развој снопа. Према захтевима за употребу високонапонских ожичених каблова у високонапонском електричном систему електричних путничких возила, пројектовани високонапонски ожични каблови за електрична путничка возила треба да испуњавају следеће захтеве а. Захтеви за употребљивост високог напона и јаке струје. б. Захтеви за безбедност и поузданост као што су анти-електромагнетне сметње, водоотпорност, антивибрација, отпорност на хабање, успоривање пламена и поуздан контакт.

1. Дизајн високонапонског кабла

Традиционалне аутомобиле покрећу бензински мотори. Улога традиционалних каблова за аутомобиле је да преносе управљачке сигнале, а струја и напон су врло мали. Према томе, пречник кабла је мали, а структура је једноставна због проводника и изолације. Међутим, према захтевима за употребу високонапонских каблова за електричне путничке аутомобиле, високонапонски каблови за електричне путничке аутомобиле углавном играју улогу преноса енергије и потребе да енергију батерије преносе на сваки подсистем. Због тога високонапонски ожичени каблови дизајнирани за електричне путничке аутомобиле морају испуњавати високонапонски пренос струје. Високонапонски каблови електричних путничких аутомобила носе високи напон (називни напон до 600 В), велику струју (називна струја до 600А) и јако електромагнетно зрачење, па је пречник кабла знатно повећан. Истовремено, како би се избегло електромагнетно зрачење на околну електронику, опрема производи јаке електромагнетне сметње, што утиче на нормалан рад друге електронске опреме. Кабл је такође дизајниран са заштитом од електромагнетних сметњи, односно усваја се коаксијална структура, а унутрашњи и спољни проводник (оклоп) раде заједно, а магнетно поље у каблу се дистрибуира у концентричним круговима. Електрично поље усмерено је од унутрашњег проводника ка спољашњем, тако да је електромагнетно поље око кабла једнако нули, односно електромагнетно зрачење је заштићено, чиме се обезбеђује нормалан рад електричног возила.

Изолациони материјали за ране аутомобилске каблове углавном су били ПВЦ (поливинил хлорид), али ПВЦ је садржавао олово, које је било штетно за људе. Последњих година постепено га користе ЛСЗХ (материјал без халогена без дима), ТПЕ (термопластични еластомер) и КСЛПЕ полиетилен), силиконска гума и други материјали. Како високонапонски каблови за електричне путничке аутомобиле испуњавају захтеве високог напона, јаке струје и анти-електромагнетних сметњи, они такође морају испуњавати захтеве отпорности на хабање и успоравања пламена. Стога се упоређују особине ових материјала:

а. ЛСЗХ се може поделити у две категорије: ПО (полиолефин) и ЕПР (етилен пропиленска гума), од којих су главни материјали ПО каблови. Формулација кабловског материјала који успори пламен ПО типа ЛСЗ садржи велику количину анорганског успоривача горења АИ (ОХ) 3, Мг (ОХ) 2, тако да материјал каблова има добар успоривач горења, мало дима, без халогена, ниску токсичност итд. Карактеристике, али га такође чини другачијим од осталих материјала који не успоравају пламен и од материјала који успоравају пламен који садрже халогене у погледу физичких и механичких својстава, електричних својстава и перформанси процеса екструзије.

б. ТПЕ је полимерни материјал са гуменим и термопластичним карактеристикама. Показује високу еластичност гуме на собној температури, а може се пластификовати и обликовати на високим температурама, али материјал није отпоран на хабање и не може испунити захтеве високонапонских каблова за електричне путничке аутомобиле. Захтеви за употребу греда.

ц. КСЛПЕ је направљен од обичног ПЕ (полиетиленског) материјала са температурном отпорношћу од 75 ℃ након умрежавања радијације, његова отпорност на температуру може достићи 150 ℃, и има изврсна физичка и механичка својства, отпорност на преоптерећење и дуг животни век и друге карактеристике, али не и успоривач пламена.

д. Силиконска гума има висок напон пробоја, тако да има отпор лука, отпорност на цурење и озон. Такође има добру отпорност на високе и ниске температуре, отпорност на високе температуре до 200 ℃, добре перформансе изолације и високу температуру и влажност. Стабилне перформансе и успоривање горења у условима. Након упоређивања својстава горе наведених материјала, силиконска гума је постала први избор за високонапонске изолационе материјале за каблове за електричне путничке аутомобиле због својих добрих физичких и механичких својстава, дугог животног века и ниске цене. Структура коначно пројектованог високонапонског кабла за електрична путничка возила приказана је на слици 1.

Слика 1. Структура високонапонских каблова за електричне путничке аутомобиле

2. Дизајн високонапонског конектора

2.1 Дизајн високострујних контаката

Генерално, конектори (углавном контакти у њима) имају ограничења радне температуре. Једном када радна температура пређе наведено ограничење, конектор ће постати мање сигуран због топлоте или чак неће успети. Два су главна разлога за повећање температуре конектора:

а. Сам аутомобил. Најтоплији део аутомобила је око мотора, на пример, температура око традиционалног аутомобила може достићи 125 ° Ц или више.

б. Сам конектор. Конектор ће стварати топлоту током употребе, а контакти уметнути у конектор имају контактни отпор. Што је већи контактни отпор, већи су губици снаге, већа је температура контакта и мања је поузданост. С тим у вези, посебну пажњу треба обратити приликом пројектовања високонапонских и јаких конектора за електрична путничка возила. Да би се избегла прекомерна температура употребе да би се оштетио изолациони материјал у конектору, смањиле његове изолационе карактеристике или чак сагореле и проузроковале смањење еластичности контакта након загревања или стварања изолационог филма у контактном подручју , што смањује поузданост контакта и повећава Велики контактни отпор, што појачава повећање радне температуре, а такав зачарани круг на крају доводи до отказа везе и контакта. Неопходно је рационално пројектовати велике струјне контакте у високонапонским и великим струјним конекторима електричних путничких возила.

При пројектовању јаких контаката, одабир контактног облика директно ће одредити квалитет и цену конектора. Генерално, контактни облици контаката углавном укључују тип листа, тип опруге и тип жичане опруге, као што је приказано на слици 2.

Слика 2. Структура три врсте контаката

Утичница контакта чипа је цилиндрична цев с прорезима и затвореном, а утичница је обрађена берилијумском бронзаном жицом (штапом). Сировина је скупља, а каснији поступак затварања је тешко контролисати, а конзистентност квалитета производа је тешко гарантовати, а трошкови су високи.

Дизалица контакта лиснате опруге је рупа за крунску опругу, а у дизалицу су постављене 1 до 2 завојнице лиснатих опруга. Свака завојница лиснатог опруга састоји се од више пролећних листова, а сви опружни листови су засвођени према унутра да би формирали еластични опружни завој; када се насад и клин поклапају, сваки опружни лист је у контакту са затиком и производи силу притиска да би се осигурао стабилан контакт на више тачака; утичница лиснатих опруга састављена је од месинганих аутомобилских делова и делова за утискивање крунских опруга, добре конзистенције производа и ниске цене. Патентирана АМСОХОЛ-ова структура дизалице РАДСОК (као што је приказано на слици 3) користи технологију хиперболичних опруга за повећање контактне површине за 65%, а њена површина је посребрени слој са великом отпорношћу на хабање.

Слика 3. Структура прикључка РАДСОК Ампхенол ГГ # 39;

Дизалица жичаног опружног контакта је жичана рупа за опругу. Структура дизалице слична је структури дизалице са лиснатом опругом, осим што је жичана опружна дизалица састављена од опружне жице. Иако жичана опружна дизалица има одличне перформансе, поступак је сложен, а трошкови су такође већи.

Након упоређивања горе поменутих типова контаката, високонапонски и високострујни конектор електричног путничког аутомобила прихвата јаки струјни контакт са опругом. Истовремено, да би се побољшала поузданост контаката и носивост струје, као и да би се удовољило осталим захтевима индекса високострујних контаката, јаки струјни контакт лиснатих опруга користи двостепену дизалицу лиснатих опруга са двоструким трскама. Коначно, кроз прорачун контактног отпора контакта јаке струје, дизајна конструкције и модификације дизајна узорка, контакт високе струје је успешно дизајниран.

2.2 Дизајн перформанси отпорности на висок притисак

Да би се удовољило дизајнерским захтевима високонапонских конектора за електрична путничка возила, неопходно је осигурати да сваки део високонапонског конектора има довољну диелектричну чврстоћу конструкцијским дизајном и избором материјала како би се осигурала његова високонапонска отпорност. Дизајн високонапонског отпора високонапонских конектора за електрична путничка возила углавном укључује пузање, ваздушни размак између интерфејса и изолационе материјале.

Растојање пузања значи да ће, када је радни напон превелик, тренутни пренапон изазвати да струја ослободи лук дуж зазора између изолације, што ће оштетити уређај, па чак и руковаоца. Овај изолациони размак је удаљеност пузања. Континуирани радни напон лука одређује пузање Електрична удаљеност. У дизајну високонапонске конструкције конектора, удаљеност пузања треба повећати што је више могуће. Узимајући у обзир да је диелектрични подносиви напон конектора изнад 400В, након пажљивог прорачуна и верификације, удаљеност пузања конектора је дизајнирана да буде већа од 24 мм, што може у потпуности задовољити високе захтеве употребе конектора 600В.

Да би се побољшала отпорност конектора на високи притисак, када је конектор уметнут, део интерфејса треба да буде постављен без ваздушног зазора. Интерфејс конектора углавном укључује интерфејс за спајање утикача и конектора, контакт конектора и део везе жице. Ове делове треба напунити средством без ваздуха да би се поуздано осигурало да се конектор не поквари. Да би се спречило постојање ваздушних празнина на интерфејсу, у дизајну високонапонских конектора предузете су следеће мере:

а. На интерфејсу за парење користи се мекани изолациони материјал како би се осигурало да се ваздушни размак напуни током парења на месту.

б. Изолација изван контактног дела утичнице обликована је тако да попуни празнину изван контактног дела.

ц. Површина за спајање утикача и утичнице има сужену структуру.

д. Део изолације кабла протеже се у кућиште конектора након што је контакт повезан са каблом.

Да би се побољшао високонапонски отпор конектора, високонапонски конектор за електрична путничка возила користи ППА са добрим изолационим карактеристикама, високим напоном пробоја, великом изолационом снагом, добром стабилношћу при високим температурама и високим притисцима, отпорност на лук, цурење отпорност и мала апсорпција влаге. (Полифталамид) пластика.

2.3 Дизајн укупне конструкције

Структура коначно пројектованог високонапонског конектора за електрична путничка возила приказана је на слици 4. Структура високонапонског конектора је унутрашњи проводник, изолациони слој, заштитни слој и омотач изнутра ка споља. .

Слика 4. Структура високонапонског конектора електричног путничког аутомобила

3. Укупни дизајн високонапонског ожичења

3.1 Дизајн перформанси заштите

Да би дизајнирани високонапонски кабелски свежањ не само да испуњава основне и поуздане захтјеве за електрично повезивање, већ има и изврсне електромагнетне заштитне перформансе, развијен је дизајн заштитних карактеристика високонапонског кабелског свежња. Дизајн заштитних карактеристика високонапонског ожичења углавном укључује дизајн заштитних карактеристика самог високонапонског кабла, дизајн заштитних карактеристика високонапонског кабла и високонапонског конектора, дизајн заштитних перформанси високонапонских каблова. сам напонски конектор и дизајн заштитних карактеристика интерфејса за спајање високонапонских конектора. Да би се побољшале заштитне перформансе самог високонапонског кабла, високонапонски кабл усваја заштитну структуру. Ако је кабл комбинација сигналне линије и далековода, требало би да обратите више пажње на ово. Да би се побољшале заштитне перформансе високонапонског кабла и високонапонског конектора, неопходно је осигурати поузданост контакта између њих, посебно да се обезбеди да веза неће бити лабава под условом снажног кретања . Након спајања, плетеница кабла је у контакту са заштитним слојем, а одвојена заштитна метална плетеница додаје се на спој између плетенице кабла и конектора да би се побољшао заштитни ефекат. Да би се побољшале заштитне перформансе самог високонапонског конектора, конектор прихвата дизајн металне шкољке. Да би се побољшале заштитне перформансе на интерфејсу за спајање конектора, у дизајн је усвојена структура опружне заштите која осигурава поуздан контакт између утикача и чахуре утичнице; унутрашњи проводник главе конектора је нижи од интерфејса љуске како би спречио да унутрашњи проводник додирује прсте или неки други метал игра одређену заштитну улогу и повећава сигурност; након парења, заштитни слој утичнице и утикача у поузданом су контакту, тако да је површина за спајање споља заштићена.

3.2 Механичка заштита и дизајн отпоран на прашину и водоотпоран

Због великог пречника високонапонских каблова за електричне путничке аутомобиле потребно је посебно усмеравање, односно високонапонски каблови за електричне путничке аутомобиле постављени су изван аутомобила. Због тога високонапонски каблови за електричне путничке аутомобиле морају бити механички заштићени и дизајнирани за отпорност на прашину и воду. Да би се побољшала механичка заштита и отпорност на прашину и водонепропусност високонапонских ожичења, усвојене су заштитне мере попут заптивних прстенова између прикључених конектора и положаја каблова конектора конектора како би се спречило улазак водене паре и прашине, чиме обезбеђујући заптивајуће окружење конектора. Избегавајте ризик од кратког споја између контаката, спречите улазак влаге и избегавајте безбедносне проблеме као што су варнице.

3.3 Дизајн животног века

Електрични путнички аутомобили који возе аутопутем производиће велике вибрације услед фактора као што су неравна површина пута и брзина, што ће проузроковати трење и хабање између високонапонског кабелског свежња и контактних делова и осталих кабелских снопова, као и умор и хабање сам високонапонски кабелски сноп. Да би се побољшао радни век и квалитет високонапонског ожичења, треба ојачати везу између високонапонског кабла и високонапонског конектора, закључати везу између високонапонског конектора и ожичења шему треба оптимизирати. Материјал високонапонског ожичења треба одабрати између материјала и жица отпорних на хабање. Користите бакрену жицу против замора. Поред тога, веза везе између високонапонских конектора је слаба тачка самог високонапонског ожичења. Да би се побољшао радни век високонапонског ожичења и задовољили захтеви високонапонског електричног система, мора се гарантовати број уметања и уклањања високонапонског конектора и квалитет везе.

3.4 Дизајн укупне конструкције

Структура коначно пројектованог високонапонског ожичења за електрична путничка возила приказана је на слици 5.

Слика 5. Структура високонапонског ожичења за електричне путничке аутомобиле

4. Испитивање перформанси високонапонског ожичења

Да би се верификовало да ли структурна рационалност, површина додира, контактни отпор, отпор вибрацијама итд. Високонапонског ожичења дизајнираног са високонапонском и јаком контактном технологијом испуњавају захтеве високе поузданости, дугог века тренутне перформансе, узорци високонапонског ожичења за електрична путничка возила По завршетку израде спроводе се релевантна испитивања перформанси у складу са одговарајућим пројектним захтевима, а резултати испитивања приказани су у табели 1. Може се видети да различите перформансе високонапонског ожичења електричног путничког возила испуњавају стандардне захтеве, а дизајн контактне конструкције, структуре конектора и целокупног високонапонског ожичења је разуман.

(Извор: ГГ куот; Инвертер Ворлд ГГ куот;)