Actualment, la nova indústria automobilística energètica està en fase d’exploració i amb una petita quantitat de producció de proves, i no hi ha escala industrial a nivell nacional ni tan sols internacional, de manera que les parts relacionades també estan en fase de producció de proves. Tanmateix, en comparació amb el nivell tècnic general dels cables d’automòbils a la Xina, que es basa principalment en el muntatge de cables d’automòbils, la base tècnica dels cables d’automòbils estrangers és sòlida i hi ha solucions per a cables d’alta tensió. Per exemple, Amphenol, el primer líder de la indústria a entrar en el camp dels connectors de càrrega per a vehicles elèctrics i híbrids, ha desenvolupat cables d’alta tensió per a vehicles elèctrics d’estructura senzilla, rendiment excel·lent i elevada acceptació de l’usuari. Diversos fabricants d'automòbils nacionals i estrangers han adoptat àmpliament treballs fiables a altes temperatures, vibracions, espai limitat i altres entorns durs. TYCO, Delphi (Delphi), LS i altres empreses estrangeres van seguir de prop i van llançar les seves pròpies solucions de cables d’alta tensió i productes relacionats.
Introduint el text per tal de suplir les mancances de la investigació en el camp dels arnesos de cablejat d’alta tensió per als turismes elèctrics del meu país i desfer-se de la situació actual de compra directa de productes estrangers per als cables d’alta tensió necessari per als turismes elèctrics a la Xina, s’ha desenvolupat un cable d’alta tensió i alta tensió per als turismes elèctrics. Investigació i desenvolupament independent del feix. Segons els requisits per a l’ús de cables d’alta tensió en el sistema elèctric d’alta tensió de vehicles elèctrics de passatgers, el cablejat d’alta tensió dissenyat per a vehicles elèctrics de passatgers hauria de complir els requisits següents a. Requisits d’usabilitat d’alta tensió i corrent. b. Requisits de seguretat i fiabilitat, com ara interferències anti-electromagnètiques, impermeabilitat, antivibracions, resistència al desgast, retardant de flama i contacte fiable.
1. Disseny de cable d'alta tensió
Els cotxes tradicionals funcionen amb motors de gasolina. El paper dels cables tradicionals del cotxe és transmetre senyals de control i el corrent i el voltatge són molt reduïts. Per tant, el diàmetre del cable és petit i l’estructura és senzilla pel conductor i l’aïllament. No obstant això, d'acord amb els requisits per a l'ús de cables d'alta tensió per a turismes elèctrics, els cables d'alta tensió per a turismes elèctrics tenen principalment el paper de transmetre energia i necessiten transmetre l'energia de la bateria a cada subsistema. Per tant, el cablejat d'alta tensió dissenyat per a turismes elèctrics ha de complir la transmissió de corrent d'alta tensió. Els cables d’alta tensió dels turismes elèctrics porten alta tensió (tensió nominal fins a 600 V), corrent elevat (corrent nominal de fins a 600 A) i una forta radiació electromagnètica, de manera que el diàmetre del cable augmenta significativament. Al mateix temps, per evitar radiacions electromagnètiques a l'electrònica circumdant, l'equip produeix fortes interferències electromagnètiques que afecten el funcionament normal d'altres equips electrònics. El cable també està dissenyat amb una estructura de protecció contra interferències anti-electromagnètiques, és a dir, s’adopta una estructura coaxial i el conductor interior i el conductor exterior (blindatge) treballen junts i el camp magnètic del cable es distribueix en cercles concèntrics. El camp elèctric apunta des del conductor interior al conductor exterior, de manera que el camp electromagnètic al voltant del cable és nul, és a dir, que es protegeix la radiació electromagnètica, garantint així el funcionament normal del vehicle elèctric.
Els materials aïllants dels primers cables d’automoció eren principalment PVC (clorur de polivinil), però el PVC contenia plom, que era perjudicial per als humans. En els darrers anys, ha estat utilitzat gradualment per LSZH (material lliure d’halògens amb poc fum), TPE (elastòmer termoplàstic) i polietilè XLPE), cautxú de silicona i altres materials. Com que els cables d’alta tensió per a turismes elèctrics compleixen els requisits d’interferència d’alta tensió, alta intensitat i anti-electromagnètica, també han de complir els requisits de resistència al desgast i retard de flama. Per tant, es comparen les propietats d’aquests materials:
a. LSZH es pot dividir en dues categories: PO (poliolefina) i EPR (cautxú d’etilè propilè), dels quals els materials de cable PO són el corrent principal. La formulació de material de cable ignífug de tipus LSZH de tipus PO conté una gran quantitat de ignífugs inorgànics AI (OH) 3, Mg (OH) 2, de manera que el material del cable té un bon ignífug, baixa humitat, lliure d’halògens, baixa toxicitat, etc. Característiques, però també la fa diferent d’altres materials no ignífugs i materials ignífugs que contenen halògens en termes de propietats físiques i mecàniques, propietats elèctriques i rendiment del procés d’extrusió.
b. El TPE és un material polimèric amb característiques de cautxú i termoplàstic. Mostra una gran elasticitat del cautxú a temperatura ambient i es pot plastificar i modelar a altes temperatures, però el material no és resistent al desgast i no pot complir els requisits dels cables d’alta tensió per als turismes elèctrics. Requisits per a l'ús de bigues.
c. XLPE està fet de material ordinari de PE (polietilè) amb un grau de resistència a la temperatura de 75 ℃ després de la reticulació per radiació, el seu grau de resistència a la temperatura pot arribar als 150 ℃ i té excel·lents propietats físiques i mecàniques, resistència a la sobrecàrrega i llarga vida útil i altres característiques, però no ignífug.
d. El cautxú de silicona té un alt voltatge de ruptura, de manera que té resistència a l’arc, resistència a les traces de fuites i resistència a l’ozó. També té una bona resistència a altes i baixes temperatures, alta resistència a temperatura de fins a 200 ℃, un bon rendiment d’aïllament i alta temperatura i humitat. Rendiment estable i ignífug en les condicions. Després de comparar les propietats dels materials anteriors, el cautxú de silicona s’ha convertit en la primera opció per a l’aïllament de cables d’alta tensió per a turismes elèctrics a causa de les seves bones propietats físiques i mecàniques, la seva llarga vida útil i el seu baix preu. La figura 1 mostra l'estructura del cable d'alta tensió dissenyat per a vehicles elèctrics de passatgers.
Figura 1. L'estructura dels cables d'alta tensió per als turismes elèctrics
2. Disseny de connectors d'alta tensió
2.1 Disseny de contactes d'alta intensitat
Generalment, els connectors (principalment els contactes que hi ha) tenen límits de temperatura de funcionament. Una vegada que la temperatura de funcionament supera el límit especificat, el connector serà menys segur a causa de la calor o fins i tot falla. Hi ha dues raons principals per a l’augment de la temperatura del connector:
a. El cotxe en si. La part més calenta d’un cotxe és al voltant del motor, per exemple, la temperatura al voltant d’un motor tradicional pot arribar als 125 ° C o més.
b. El connector en si. El connector generarà calor durant l’ús i els contactes inserits al connector tenen resistència al contacte. Com més gran sigui la resistència al contacte, major serà la pèrdua de potència, més alta serà la temperatura del contacte i menor serà la fiabilitat. En aquest sentit, s’ha de prestar especial atenció a l’hora de dissenyar connectors d’alta tensió i corrent per a vehicles elèctrics de passatgers. Per tal d’evitar una temperatura d’ús excessivament elevada per danyar el material aïllant del connector, reduir-ne el rendiment d’aïllament o fins i tot cremar-se i fer disminuir l’elasticitat del contacte després de l’escalfament o la formació d’una pel·lícula aïllant a la zona de contacte , la qual cosa redueix la fiabilitat del contacte i augmenta la gran resistència al contacte, cosa que intensifica l’augment de la temperatura de funcionament, i un cercle viciós que finalment provoca el fracàs de la connexió i el contacte. Cal dissenyar racionalment els grans contactes de corrent en els connectors d’alta tensió i de gran corrent dels vehicles elèctrics de passatgers.
En dissenyar contactes de gran corrent, l'elecció del formulari de contacte determinarà directament la qualitat i el cost del connector. Generalment, les formes de contacte dels contactes inclouen principalment tipus de fulla, tipus de molla de fulla i tipus de molla de fil, com es mostra a la figura 2.
Figura 2. L'estructura dels tres tipus de contactes
El sòcol del contacte del xip és un barril cilíndric ranurat i tancat, i el sòcol es processa mitjançant filferro de bronze de beril·li (vareta). La matèria primera és més cara i el procés de tancament posterior és difícil de controlar i la qualitat del producte és difícil de garantir i el cost és elevat.
El gat del contacte de molla de fulla és un forat de la molla de la corona i es col·loquen d’1 a 2 bobines de molla de fulla al jack. Cada bobina de molla de fulla es compon de diverses fulles de molla i totes les fulles de molla estan arquejades cap a l'interior per formar una bobina de molla elàstica; quan el sòcol i el passador coincideixen, cada fulla de moll està en contacte amb el passador i produeix una força de pressió per assegurar un contacte estable en múltiples punts; el sòcol de molla de fulla es compon de peces de llautó per a automòbils i peces d'estampació de moll de corona, bona consistència del producte i baix cost. L’estructura de gat patentada RADSOK patentada per Amphenol (com es mostra a la figura 3) utilitza la tecnologia de moll de corona hiperbòlica per augmentar l’àrea de contacte un 65% i la seva superfície és una capa platejada amb una alta resistència al desgast.
Figura 3. L'estructura del connector RADSOK d'Amphenol&# 39
El gat del contacte tipus molla de filferro és un forat de molla de filferro. L'estructura del gat és similar a la del gat de molla de fulla, excepte que el gat de molla de filferro està compost per fil de molla. Tot i que la presa de molla de filferro té un rendiment excel·lent, el procés és complicat, el cost també és més elevat.
Després de comparar els tipus de contacte esmentats, el connector d’alta tensió i corrent elevat del turisme elèctric adopta el contacte de molla de fulla d’alta intensitat. Al mateix temps, per tal de millorar la fiabilitat del contacte i la capacitat de càrrega de corrent i per satisfer altres requisits d’índex de contactes de corrent elevat, el contacte de molla de fulla de corrent alt utilitza un gat de molla de fulla de dues etapes amb canyes dobles. Finalment, mitjançant el càlcul de la resistència de contacte del contacte d’alt corrent, el disseny de l’estructura i la modificació del disseny de la mostra, es va dissenyar amb èxit el contacte d’alt corrent.
2.2 Disseny de rendiment de resistència a alta pressió
Per tal de complir els requisits de disseny dels connectors d’alta tensió per a vehicles elèctrics de passatgers, cal assegurar-se que cada part del connector d’alta tensió tingui suficient resistència dielèctrica mitjançant el disseny estructural i la selecció de materials per garantir la seva resistència a alta tensió. El disseny de resistència d’alta tensió dels connectors d’alta tensió per a vehicles elèctrics de passatgers inclou principalment la distància d’escapament, la bretxa d’interfície i els materials aïllants.
La distància de fluència significa que quan la tensió de treball és massa gran, la sobretensió instantània farà que el corrent alliberi un arc al llarg de la bretxa entre l'aïllament, cosa que danyarà el dispositiu i fins i tot l'operador. Aquesta bretxa d'aïllament és la distància de fluència. La tensió de treball contínua de l'arc determina la distància elèctrica de fluència. En el disseny de l’estructura del connector d’alta tensió, s’hauria d’incrementar la distància d’escapament tant com sigui possible. Tenint en compte que la tensió dielèctrica de resistència del connector és superior a 400V, després d’un càlcul i verificació acurats, la distància d’escapament del connector està dissenyada per ser superior a 24 mm, cosa que pot complir completament els requisits d’ús elevats del connector 600V.
Per tal de millorar la resistència a l'alta pressió del connector, quan s'insereix el connector, la part de la interfície s'ha d'ajustar sense espai d'aire. La interfície del connector inclou principalment la interfície d'acoblament del connector d'endoll i del connector de presa, el contacte del connector i la part de connexió del cable. Aquestes parts s’han d’omplir de material sense aire per garantir que el connector no es trenqui de manera fiable. Per evitar l'existència de buits d'aire de la interfície, s'han adoptat les mesures següents en el disseny de connectors d'alta tensió:
a. A la interfície d’aparell s’utilitza un material aïllant suau per assegurar-se que el buit d’aire s’omple mentre s’aparella al seu lloc.
b. L'aïllament exterior de la peça de contacte del sòcol està modelat per omplir el buit fora de la peça de contacte.
c. La superfície d'aparellament de l'endoll i la presa adopta una estructura cònica.
d. Una part de l’aïllament del cable s’estén a la carcassa del connector després de connectar el contacte al cable.
Per tal de millorar la resistència d’alta tensió del connector, el connector d’alta tensió per a vehicles elèctrics de passatgers utilitza PPA amb un bon rendiment d’aïllament, alt voltatge de ruptura, alta resistència d’aïllament, bona estabilitat a alta temperatura i alta pressió, resistència a l’arc, fuites resistència i baixa absorció d'humitat. Plàstic (polftalamida).
2.3 Disseny general de l'estructura
L'estructura del connector final d'alta tensió dissenyat per a vehicles elèctrics de passatgers es mostra a la figura 4. L'estructura del connector d'alta tensió és un conductor interior, una capa aïllant, una capa de protecció i una carcassa des de l'interior cap a l'exterior .
Figura 4. L'estructura del connector d'alta tensió d'un turisme elèctric
3. El disseny general del cablejat d'alta tensió
3.1 Disseny de rendiment de blindatge
Per tal que el cablejat d'alta tensió dissenyat no només compleixi els requisits bàsics i fiables de connexió elèctrica, sinó que també tingui un excel·lent rendiment de blindatge electromagnètic, es desenvolupa el disseny del rendiment de blindatge del cablejat d'alta tensió. El disseny de rendiment de blindatge del cablejat d’alta tensió inclou principalment el disseny de rendiment de blindatge del mateix cable d’alta tensió, el disseny de rendiment de blindatge del cable d’alta tensió i el connector d’alta tensió, el disseny de rendiment de blindatge de el connector de tensió en si i el disseny de rendiment de blindatge de la interfície d’aparellament del connector d’alta tensió. Per tal de millorar el rendiment de blindatge del mateix cable d'alta tensió, el cable d'alta tensió adopta una estructura de blindatge. Si el cable és una combinació d'una línia de senyal i una línia elèctrica, hauríeu de prestar-hi més atenció. Per tal de millorar el rendiment de blindatge del cable d’alta tensió i del connector d’alta tensió, cal garantir la fiabilitat del contacte entre ambdós, sobretot per assegurar-se que la connexió no es perdi en condicions de moviment fort . Després de la connexió, la trena de cable està en contacte amb la capa de protecció i s’afegeix una trena de metall de protecció separada a la unió entre la trena de cable i el connector per millorar l’efecte de protecció. Per tal de millorar el rendiment de blindatge del mateix connector d'alta tensió, el connector adopta un disseny de carcassa metàl·lica. Per tal de millorar el rendiment de protecció a la interfície d’aparellament del connector, s’adopta una estructura de moll de protecció en el disseny per garantir un contacte fiable entre l’endoll i la carcassa del sòcol; el conductor interior del capçal del connector és inferior a la interfície de la carcassa per evitar que el conductor interior es posi en contacte amb els dits o amb un altre metall. Té un paper protector i augmenta la seguretat; després de l’aparellament, la capa de protecció del connector de la presa i del connector de l’endoll es troba en contacte fiable, de manera que la superfície de l’aparell es protegeix de l’exterior.
3.2 Protecció mecànica i disseny a prova de pols i impermeable
A causa del gran diàmetre dels cables d’alta tensió per als turismes elèctrics, cal un encaminament especial, és a dir, els cables d’alta tensió per als turismes elèctrics es disposen fora del cotxe. Per tant, els arnesos de cablejat d’alta tensió per als turismes elèctrics s’han de protegir mecànicament i dissenyar per a la resistència a la pols i l’aigua. Per tal de millorar la protecció mecànica i el rendiment a prova de pols i impermeabilitat del cablejat d’alta tensió, s’adopten mesures de protecció com ara anells de segellat entre els connectors endollats i la posició dels cables de connexió del connector per evitar l’entrada de vapor d’aigua i pols. assegurant l’entorn de segellat dels connectors. Eviteu el risc de curtcircuits entre els contactes, eviteu l’entrada d’humitat i eviteu problemes de seguretat com ara espurnes.
3.3 Disseny de la vida útil
Els turismes elèctrics que circulin per l’autopista produiran altes vibracions a causa de factors com la superfície de la carretera i la velocitat desiguals, que causaran fricció i desgast entre el cablejat d’alta tensió i les parts de contacte i altres cables de cablejat, així com la fatiga i el desgast de el cablejat d'alta tensió. Per tal de millorar la vida útil i la qualitat del cablejat d’alta tensió, s’ha de reforçar la connexió entre el cable d’alta tensió i el connector d’alta tensió, bloquejar la connexió entre el connector d’alta tensió i el cablejat. s'hauria d'optimitzar l'esquema. El material de l’arnès de cablejat d’alta tensió s’ha de seleccionar entre cables i cables resistents al desgast. A més, l’enllaç de connexió entre els connectors d’alta tensió és el punt feble del mateix cablejat d’alta tensió. Per tal de millorar la vida útil del cablejat d’alta tensió i complir els requisits del sistema elèctric d’alta tensió, s’ha de garantir el nombre d’insercions i extraccions del connector d’alta tensió i la qualitat de la connexió.
3.4 Disseny de l'estructura general
La figura 5 mostra l'estructura del cablejat d'alta tensió dissenyat per a vehicles elèctrics de passatgers.
Figura 5. L'estructura del cablejat d'alta tensió per als turismes elèctrics
4. Prova de rendiment del cablejat d'alta tensió
Per comprovar si la racionalitat estructural, l’àrea de contacte, la resistència de contacte, la resistència a les vibracions, etc. del cablejat d’alta tensió dissenyat amb tecnologia de contacte d’alta i alta tensió compleixen els requisits d’alta fiabilitat, llarga durada i alta rendiment actual, les mostres de cables d’alta tensió per a vehicles elèctrics de passatgers Un cop finalitzat el desenvolupament, es realitzen proves de rendiment rellevants d’acord amb els requisits de disseny corresponents i els resultats de les proves es mostren a la taula 1. Es pot veure que diverses actuacions del cablejat d'alta tensió del vehicle elèctric de passatgers compleixen els requisits estàndard i el disseny de l'estructura de contacte, l'estructura del connector i tot el cablejat d'alta tensió és raonable.
| Taula 1 Resultats principals de les proves de rendiment dels sistemes de cablejat d'alta tensió per a turismes elèctrics | ||
| Elements de prova | Requisits de disseny | Resultats de la prova |
| Resistència d'aïllament / MΩ | ≥2000 | 5000 |
| Tensió dielèctrica de resistència / V | ≥4000 | 4000 |
| Prova actual | ≥210 | 210 |
| Resistència al contacte | ≦1 | 0.65 |
| Spray de sal | 48h | Passar |
| Grau ignífug del cable | Resistència a les olefines UL94-V0 | Passar |
| Nivell de protecció | Resistència a la humitat i la pols IP67 | Passar |
| Vida mecànica | 500 | 500 |
| Prova de vibració | 15g | Passar |
| Prova d’impacte | 30g | Passar |
| Nota: g és l’acceleració de la gravetat | ||
(Font:" Inverter World")
