来源:线束工程师
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摘要
高压连接器是电动汽车重要的零部件,其作用主要是保证整车高压互联系统,即在内部电路被阻断或孤立不通处架起桥梁从而使电流流通。本文主要介绍高压连接的结构,组成,标准与应用,值得一读。以下为正文。
高压连接器主要使用在新能源汽车高压大电流回路,和导电线缆同时作用,将电池包的能量通过不同的电气回路,输送到整车系统中各部件,如电池包、电机控制器、DCDC转换器、充电机等车身用电单元。
图:高压连接器在整车系统运用中的布局图。
1、高压连接器组成
高压连接器基本上由:机壳(公端、母端)、端子(公母端子)、屏蔽罩、密封(尾部、半端、线端、接触)尾部防护盖、高压互锁系统、CPA系统等结构组成。
2、高压连接器的标准
高压连接器的标准目前都是基于行业标准,从标准来说有安规、性能等要求标准,也有测试标准。
目前GB就标准内容来看,很多地方还需要进一步的完善和提升,连接器厂家最为主流的设计基本上会参照欧洲四大主机厂:奥迪、宝马、戴姆勒、保时捷联合制定的行业标准LV系列标准,北美基本上会参照欧洲三大主机厂克莱斯勒、福特、通用联合的线束连接组织EWCAP制定的行业标准SAE/USCAR系列标准。
USCARSAE/USCAR-2
SAE/USCAR-37高压连接器性能.SAE/USCAR-2的补充件
德国
DINEN高压喷水机械.安全要求.第2部分:软管、软管线路和连接器
DINEN高压开关装置和控制器.第部分:额定电压高于52kV的气体绝缘金属封闭式开关装置用电缆连接器.充液和挤压绝缘电缆.充液和干型电缆终端
国标:
GB/T《电动汽车安全要求》
因为高压连接器一般不可能以单独产品的形式在车辆上出现,一般都是需要搭载cable,所以其线束的标准要求也很重要,行业里一般参照SAEj的会比较多;
3、高压连接器的应用
国内新能源发展已经20年,对于高压连接器的变化趋势,也已经迭代了四五次,从最早的工业笨重的金属连接器逐步过渡到了轻便塑料连接器,单体功能也越来越多。
单纯从连接器本身的角度来说,连接器有很多的分类类型:比如从形状上分有圆形的、矩形的等,从频率来说也有高频和低频等,不同的行业也会有所不同,我们今天不展开叙述,只针对新能源汽车的高压连接器做点分享。
我们在整车上往往可以看见各种各样的高压连接器,这其中根据线束连接方式不同,我们将其分为两个类别的连接:
1以螺栓直接连接的固定式
螺栓连接是我们在整车上经常看见的一种连接方,这种方式的好处在于它的连接可靠性,螺栓的机械力是可以抵御汽车级的振动的影响的,其成本也相对低廉。
当然它的不便之处螺栓连接是需要一定的的操作安装空间的,对于区域越发平台化,越来越合理的车内空间,是无法留出过多的安装空间的,而且从批量化作业和售后维护的角度来说也不适合,而且螺栓越多越存在人为失误的风险,所以它也有它的一定的局限性。
在早期的日美混动车型上我们经常看见类似产品,当然现在在一些乘用车的三相电机线以及一些商用车的电池动力输入输出线我们依然可以看见很多类似的连接,这类连接一般都需要借助外在的盒子实现防护等其他功能要求,所以是否使用这种方式需要从整车的动力线设计布置的角度出发结合售后等要求;
2插合式连接
相比之下,插合连接器通过连接两个端子外壳来保证电气连接的安全,从而提供与该线束的连接。因为插合连接直接可以手动插合即可,所以从某种角度来说,还是可以减少空间的利用的,尤其在一些狭小的操作空间。
插合式连接从早期的公母端直接接触过渡到了中间有弹性导体接触材料的方式,中间采用弹性导体的接触方式更适合较大电流的连接,其更好的导电材料以及更好的弹性设计结构也有利于降低接触电阻,从而使得大电流的连接更可靠。
我们可以称中间弹性导体为contact,contact的方式行业里有很多种,比如我们比较熟悉的簧式、冠簧、片簧、线簧、爪簧等,当然也有弹簧式、MC的表带式ODU的线簧式等,之前的文章做过简单的梳理,在此不做详细叙述,
实际插合形式我们可以看见,也有圆形的插合方式和片式的插合两种方式,对于圆形的我们在国内很多车型上都非常的常见,AmphenolTE这些8mm及以上的大电流也都采用的是圆形的方式,在此不做过多叙述;
对于“片式”的比较代表性的是类似kostal的PLKcontact这种,从早期的日美混动车型发展来看,片式的应用还是比较多,比如早期的prius、tssla都或多或少都采用了这种方式,包括bmwbolt一些部位也都采用了一些这种方式,从成本和热对流的角度来说,片式的确会比传统的圆形的簧式会好一点,但是我个人认为选择什么样的方式一方面取决于你实际的应用需求,一方面也和各家的设计风格有很大关系。
注:部分内容摘自米禾文摘。
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