В даний час нова енергетична автомобільна промисловість перебуває на стадії розвідки та невеликого обсягу випробувального виробництва, і промислового масштабу на внутрішньому чи навіть міжнародному рівні не існує, тому супутні деталі також перебувають у стадії випробувального виробництва. Однак, порівняно із загальним технічним рівнем автомобільних електропроводів у Китаї, який в основному базується на монтажі джгутів, технічний фундамент закордонних автомобільних джгутів є надійним, і є рішення для високовольтних електропроводів. Наприклад, Amphenol, перший лідер галузі, який вийшов у область зарядних з'єднувачів для електричних та гібридних транспортних засобів, розробив високовольтні дротові джгути для електромобілів з простою конструкцією, чудовими характеристиками та високою прийнятністю користувачами. Надійна робота при високій температурі, вібрації, обмеженому просторі та інших суворих умовах широко застосовується різними вітчизняними та закордонними виробниками автомобілів; TYCO, Delphi (Delphi), LS та інші іноземні компанії уважно стежили за ними та випустили власні рішення високовольтних електропроводів та супутні товари.
Вводячи текст, щоб заповнити прогалини у дослідженні в області високовольтних електропроводів для пасажирських електромобілів у моїй країні та позбутися поточної ситуації безпосередньої закупівлі іноземних продуктів для високовольтних електропроводів необхідний для електричних легкових автомобілів у Китаї, був розроблений високовольтний та сильний струм високовольтного кабелю для електричних легкових автомобілів. Незалежні дослідження та розробка балки. Відповідно до вимог щодо використання високовольтних джгутів у високовольтній електричній системі електричних пасажирських транспортних засобів, розроблений високовольтний джгут для електричних пасажирських транспортних засобів повинен відповідати наступним вимогам a. Вимоги до високої напруги та сильної струму. b. Вимоги безпеки та надійності, такі як антиелектромагнітні перешкоди, водонепроникність, антивібрація, зносостійкість, вогнезахисний та надійний контакт.
1. Конструкція високовольтного кабелю
Традиційні автомобілі працюють на бензинових двигунах. Роль традиційних автомобільних кабелів полягає в передачі керуючих сигналів, а струм і напруга дуже малі. Тому діаметр кабелю невеликий, а конструкція проста через провідник та ізоляцію. Однак, відповідно до вимог щодо використання високовольтних кабелів для електричних легкових автомобілів, високовольтні кабелі для електричних легкових автомобілів в основному відіграють роль передачі енергії та необхідності передавати енергію акумулятора кожній підсистемі. Отже, високовольтний джгут, призначений для електричних легкових автомобілів, повинен відповідати високовольтній передачі струму. Високовольтні кабелі електричних легкових автомобілів несуть високу напругу (номінальна напруга до 600 В), сильний струм (номінальний струм до 600 А) та сильне електромагнітне випромінювання, тому діаметр кабелю значно збільшується. У той же час, щоб уникнути електромагнітного випромінювання навколишньої електроніки, обладнання виробляє сильні електромагнітні перешкоди, що впливає на нормальну роботу іншого електронного обладнання. Кабель також розроблений з антиелектромагнітною перешкодозахисною структурою, тобто прийнята коаксіальна структура, і внутрішній провідник і зовнішній провідник (екрануючий) працюють разом, а магнітне поле в кабелі розподіляється в концентричних колах. Електричне поле спрямоване від внутрішнього провідника до зовнішнього провідника, так що електромагнітне поле навколо кабелю дорівнює нулю, тобто електромагнітне випромінювання захищається, забезпечуючи тим самим нормальну роботу електромобіля.
Ізоляційними матеріалами для ранніх автомобільних кабелів були в основному ПВХ (полівінілхлорид), але ПВХ містив свинець, який був шкідливим для людини. В останні роки його поступово використовують ЛСЖ (бездимний безгалогенний матеріал), ТПЕ (термопластичний еластомер) та поліетилен XLPE), силіконовий каучук та інші матеріали. Оскільки високовольтні кабелі для електричних легкових автомобілів відповідають вимогам щодо високовольтних, сильних струмів та антиелектромагнітних перешкод, вони також повинні відповідати вимогам до зносостійкості та вогнестійкості. Отже, властивості цих матеріалів порівнюються:
a. LSZH можна розділити на дві категорії: PO (поліолефін) та EPR (етиленпропіленовий каучук), серед яких основними є кабельні матеріали PO. Композиція вогнезахисного кабельного матеріалу типу LSZH типу PO містить велику кількість неорганічного антипірену AI (OH) 3, Mg (OH) 2, завдяки чому матеріал кабелю має хороший антипірен, низький рівень диму, безгалогенність, низьку токсичність тощо Характеристики, але це також відрізняє його від інших невогнестійких матеріалів та галогенвмісних антипіренів за фізико-механічними властивостями, електричними властивостями та характеристиками процесу екструзії.
b. TPE - це полімерний матеріал, що має як гумові, так і термопластичні характеристики. Він демонструє високу еластичність гуми при кімнатній температурі і може пластифікуватися та формуватися при високих температурах, але матеріал не зносостійкий і не може відповідати вимогам високовольтних кабелів для електричних легкових автомобілів. Вимоги до використання балок.
c. XLPE виготовлений із звичайного ПЕ (поліетиленового) матеріалу із ступенем стійкості до температури 75 ℃ після опромінення, його ступінь стійкості до температури може досягати 150 ℃, і має відмінні фізико-механічні властивості, стійкість до перевантаження та тривалий термін служби та інші характеристики, але не вогнезахисний.
d. Силіконовий каучук має високу напругу пробою, тому він має стійкість до дуги, стійкість до витоків та озонову стійкість. Він також має хорошу стійкість до високих та низьких температур, стійкість до високих температур до 200 ℃, хороші показники ізоляції, а також високу температуру та вологість. Стабільна працездатність та вогнезахисність за умов. Після порівняння властивостей вищезазначених матеріалів силіконовий каучук став першим вибором для ізоляційних матеріалів високовольтних кабелів для електричних легкових автомобілів завдяки своїм хорошим фізико-механічним властивостям, тривалому терміну служби та низькій ціні. Структура остаточно спроектованого високовольтного кабелю для електричних пасажирських автомобілів показана на рисунку 1.
Рисунок 1. Будова високовольтних кабелів для електромобілів
2. Конструкція високовольтного роз'єму
2.1 Проектування силових контактів
Як правило, роз'єми (в основному контакти в них) мають обмеження робочої температури. Як тільки робоча температура перевищить вказану межу, роз'єм стане менш безпечним через нагрівання або навіть вийде з ладу. Є дві основні причини підвищення температури роз'єму:
a. Сама машина. Найгарячіша частина автомобіля - це навколо двигуна, наприклад, температура навколо традиційного автомобільного двигуна може досягати 125 ° C або більше.
b. Сам роз’єм. Роз'єм буде генерувати тепло під час використання, а контакти, вставлені в роз'єм, мають контактний опір. Чим більше контактний опір, тим більші втрати потужності, вища температура контакту і менша надійність. У зв’язку з цим особливу увагу потрібно приділяти проектуванню високовольтних та сильних струмових роз’ємів для електричних пасажирських транспортних засобів. Щоб уникнути надмірно високої температури використання, щоб пошкодити ізолюючий матеріал в роз'ємі, зменшити його ізоляційні характеристики або навіть перегоріти, а також призвести до зменшення еластичності контакту після нагрівання або утворення ізоляційної плівки в зоні контакту , що знижує надійність контакту і збільшує великий контактний опір, що інтенсифікує підвищення робочої температури, і таке замкнене коло з часом призводить до виходу з ладу з'єднання та контакту. Необхідно раціонально розробити великі струмові контакти в високовольтних і великих струмових роз'ємах електричних пасажирських транспортних засобів.
При проектуванні сильноточних контактів вибір форми контакту безпосередньо визначатиме якість та вартість роз’єму. Як правило, контактні форми контактів в основному включають листовий тип, тип листової пружини та тип дротяної пружини, як показано на малюнку 2.
Рисунок 2. Будова трьох типів контактів
Гніздо контакту стружки являє собою циліндричний стовбур із щілиною і замком, а гніздо оброблено дротом (стрижнем) з берилієвої бронзи. Сировина дорожча, і подальший процес закриття важко контролювати, а консистенцію якості продукції важко гарантувати, а вартість висока.
Домкрат контакту листової пружини є отвором для коронкової пружини, і в домкрат поміщається 1 - 2 котушки листової пружини. Кожна пружинна котушка складається з безлічі пружинних листочків, а всі пружинні листки вигнуті всередину, утворюючи пружну пружинну котушку; коли гніздо і штифт збігаються, кожна стулка пружини контактує з штифтом і створює зусилля натискання для забезпечення стабільного контакту в декількох точках; розетка листової пружини складається з латунних деталей автомобіля та деталей штампування пружинних корон, гарної консистенції продукту та низької вартості. Запатентована конструкція домкрата RADSOK компанії Amphenol (як показано на малюнку 3) використовує технологію гіперболічної коронкової пружини для збільшення площі контакту на 65%, а її поверхня являє собою посріблений шар з високою зносостійкістю.
Рисунок 3. Будова гнізда RADSOK Amphenol'
Домкрат контакту дротяного пружинного типу - це отвір для дротяної пружини. Будова домкрата схожа на структуру домкрата з листовою пружиною, за винятком того, що дротяна пружинна домкрат складається з пружинної дроту. Незважаючи на те, що пружинний домкрат має відмінні характеристики, процес складний, вартість також вища.
Після порівняння вищезазначених типів контактів, високовольтний та сильний струм роз'єму електричного пасажирського вагона приймає сильний струм контактної пружини. У той же час, для підвищення надійності контактів та пропускної здатності струму, а також для задоволення інших вимог щодо показників сильноточних контактів, силовий струмовий контактний лист використовує двоступеневий домкрат з подвійними очеретами. Нарешті, шляхом розрахунку контактного опору контакту з високим струмом, проектування конструкції та модифікації конструкції зразка був успішно розроблений контакт із високим струмом.
2.2 Конструкція з високим опором тиску
Для того, щоб задовольнити конструктивні вимоги високовольтних роз'ємів для електричних пасажирських транспортних засобів, необхідно забезпечити, щоб кожна частина високовольтного роз'єму мала достатню діелектричну міцність завдяки конструкції конструкції та вибору матеріалу, щоб забезпечити його високовольтний опір. Конструкція високовольтного опору високовольтних роз’ємів для електричних пасажирських автомобілів в основному включає відстань повзучості, повітряний зазор інтерфейсу та ізоляційні матеріали.
Відстань повзучості означає, що коли робоча напруга занадто велика, миттєва перенапруга призведе до того, що струм випустить дугу вздовж зазору між ізоляцією, що призведе до пошкодження пристрою та навіть оператора. Цей зазор ізоляції - це відстань повзучості. Безперервна робоча напруга дуги визначає повзучість електричної відстані. У конструкції конструкції високовольтних роз’ємів відстань повзучості слід якомога більше збільшити. Враховуючи, що діелектрична витримувана напруга роз'єму перевищує 400 В, після ретельного розрахунку та перевірки відстань повзучості роз'єму розрахована на більше 24 мм, що може повністю відповідати високим вимогам щодо використання роз'єму 600 В.
Для поліпшення опору високого тиску роз'єму, коли роз'єм вставлений, частина інтерфейсу повинна бути пристосована без повітряного зазору. Інтерфейс роз'єму в основному включає з'єднувальний інтерфейс штепсельного роз'єму і роз'єм роз'єму, контакт роз'єму і з'єднувальну частину дроту. Ці деталі потрібно заповнити середовищем без повітря, щоб надійно переконатися, що роз'єм не зламався. Для того, щоб запобігти існуванню інтерфейсних зазорів, при проектуванні високовольтних роз'ємів були вжиті такі заходи:
a. М'який ізолюючий матеріал використовується на поверхні з'єднання, щоб забезпечити заповнення повітряного зазору під час сполучення на місці.
b. Ізоляція зовні контактного елемента розетки формується для заповнення зазору зовні контактного елемента.
c. Сполучна поверхня вилки та розетки приймає конічну структуру.
d. Частина ізоляції кабелю простягається в корпус роз'єму після того, як контакт підключений до кабелю.
Для покращення високовольтного опору роз'єму в високовольтному роз'ємі для електричних пасажирських автомобілів використовується PPA з хорошими показниками ізоляції, високою напругою пробою, високою міцністю ізоляції, хорошою стійкістю при високій температурі та високому тиску, стійкістю до дуги, витоку стійкість і низьке поглинання вологи. (Поліфталамід) пластик.
2.3 Загальна конструкція конструкції
Структура остаточно спроектованого високовольтного з'єднувача для електричних пасажирських транспортних засобів показана на малюнку 4. Структура високовольтного з'єднувача - це внутрішній провідник, ізолюючий шар, захисний шар і оболонка зсередини назовні .
Рисунок 4. Будова високовольтного роз’єму електромобіля
3. Загальна конструкція високовольтного джгута
3.1 Ефективність конструкції екранування
Для того, щоб спроектований високовольтний джгут не тільки відповідав основним та надійним вимогам до електричного підключення, але і мав чудові електромагнітні екрануючі характеристики, розроблена конструкція екрануючих характеристик високовольтного джгута. Екрануюча конструкція високовольтного джгута в основному включає в себе екрануючу конструкцію самого високовольтного кабелю, конструкцію екрануючої характеристики високовольтного кабелю та високовольтного роз'єму, екрануючу конструкцію високовольтного кабелю. сам роз'єм напруги та захисна конструкція інтерфейсу сполучення високовольтного роз'єму. Для поліпшення екрануючих характеристик самого високовольтного кабелю високовольтний кабель приймає екрануючу конструкцію. Якщо кабель являє собою комбінацію сигнальної лінії та лінії електропередачі, слід звернути на це більше уваги. Для поліпшення екрануючих характеристик високовольтного кабелю та високовольтного роз'єму необхідно забезпечити надійність контакту між ними, особливо для того, щоб з'єднання не було розхитаним за умови сильного руху . Після з'єднання кабельна оплетка контактує з екрануючим шаром, а окрема екрануюча металева оплетка додається до місця з'єднання між кабельною оплеткою та з'єднувачем для посилення екрануючого ефекту. Для поліпшення екрануючих характеристик самого високовольтного роз'єму роз'єм приймає металеву конструкцію оболонки. Для поліпшення екранування на інтерфейсі сполучення роз'єму в конструкції прийнята конструкція екранованої пружини для забезпечення надійного контакту між вилкою та оболонкою гнізда; внутрішній провідник головки з’єднувача нижчий за межу інтерфейсу оболонки, щоб запобігти контакту внутрішнього провідника з пальцями або іншим металом, який відіграє певну захисну роль і підвищує безпеку; після сполучення захисний шар гніздового роз'єму та штепсельного роз'єму знаходиться в надійному контакті, так що сполучна поверхня захищена зовні.
3.2 Механічний захист та пило- та водонепроникна конструкція
Через великий діаметр високовольтних кабелів для електричних пасажирських вагонів потрібна спеціальна траса, тобто високовольтні джгути для електромобілів прокладені зовні автомобіля. Отже, високовольтні джгути для електромобілів повинні бути механічно захищені та спроектовані для пило- та водостійкості. Для поліпшення механічного захисту та пило- та водонепроникних характеристик високовольтного джгута проводяться такі захисні заходи, як ущільнювальні кільця між заглушеними роз'ємами та положенням з'єднувальних кабелів роз'ємів, щоб запобігти потраплянню водяної пари та пилу, тим самим забезпечення середовища герметизації роз’ємів. Уникайте ризику короткого замикання між контактами, запобігайте потраплянню вологи та уникайте питань безпеки, таких як іскри.
3.3 Розробка терміну служби
Електричні пасажирські машини, які їдуть по шосе, будуть створювати високі вібрації через такі фактори, як нерівність дорожнього покриття та швидкість, що спричинить тертя та знос між високовольтною джгутом проводів та контактними частинами та іншими електропроводками, а також втому та сам високовольтний джгут проводки. Для поліпшення терміну служби та якості високовольтного джгута слід підсилити зв’язок між високовольтним кабелем та високовольтним роз’ємом, зафіксувати зв’язок між високовольтним роз’ємом та електропроводкою Схема повинна бути оптимізована. Матеріал джгута високовольтної проводки слід вибирати із зносостійких матеріалів та проводів. Використовуйте мідний багатожильний дріт, що втомлюється. Крім того, з'єднувальна ланка між високовольтними роз'ємами є слабким місцем самого високовольтного джгута проводів. Для того, щоб покращити термін служби високовольтної електропроводки та відповідати вимогам високовольтної електричної системи, має бути гарантована кількість вставок та від'єднань високовольтного роз'єму та якість з'єднання.
3.4 Загальний дизайн конструкції
Структура остаточно спроектованого високовольтного джгута для пасажирських електричних автомобілів показана на малюнку 5.
Рисунок 5. Будова високовольтного джгута для електромобілів
4. Випробування працездатності високовольтного джгута
Для того, щоб перевірити, чи відповідають конструктивна раціональність, площа контакту, контактний опір, стійкість до вібрацій тощо високовольтного джгута, сконструйованого за допомогою високовольтної та сильної струму контактної технології, вимогам високої надійності, довгого життя поточні характеристики, зразки джгутів високовольтних електромобілів для електричних пасажирських транспортних засобів Після завершення розробки проводяться відповідні випробування продуктивності відповідно до відповідних проектних вимог, а результати випробувань наведені в таблиці 1. Видно, що різні характеристики високовольтного джгута електричного пасажирського автомобіля відповідають стандартним вимогам, а конструкція контактної конструкції, конструкції роз’ємів та всього високовольтного джгута є обґрунтованою.
| Таблиця 1 Основні результати випробувань високовольтних електропроводів для пасажирських електричних автомобілів | ||
| Тестові завдання | Вимоги до дизайну | Результати тесту |
| Опір ізоляції / МОм | ≥2000 | 5000 |
| Витримувана діелектрична напруга / В | ≥4000 | 4000 |
| Поточний тест | ≥210 | 210 |
| Контактний опір | ≦1 | 0.65 |
| Сольовий спрей | 48h | Пройти |
| Кабель вогнезахисного класу | UL94-V0 стійкість до олефінів | Пройти |
| Рівень захисту | Волого-пилостійкість IP67 | Пройти |
| Механічне життя | 500 | 500 |
| Вібраційний тест | 15g | Пройти |
| Випробування на удар | 30g | Пройти |
| Примітка: g - прискорення сили тяжіння | ||
(Джерело:&Quot; Inverter World&Quot;)
