Hochspannungsleitungen und Steckverbinder

I. Entwurfsschema für Hochspannungsleitungen

(1) Konstruktionsrichtung

Dieses Entwurfsschema ist genau auf die speziellen Anforderungen neuer Energiefahrzeuge zugeschnitten und bietet auf geniale Weise eine Reihe von Hochspannungskabelbaum-Lösungen, die hohe Effizienz und hohe Sicherheit kombinieren. Durch eine tiefgreifende Optimierung der Kabelbaumanordnung, die sorgfältige Auswahl geeigneter Materialien und die Einführung fortschrittlicher Herstellungsverfahren wurde das Ziel, Hochspannungsleitungen leichter zu machen, erfolgreich erreicht und gleichzeitig eine effiziente Kraftübertragung gewährleistet. Damit ist eine solide Grundlage für die hervorragende Leistung neuer Energiefahrzeuge geschaffen.

(2) Gestaltung des Kabelbaum-Layouts

Bei der Layoutplanung der komplexen Struktur des neuen Energiefahrzeug-Fahrgestells ist die Gestaltung der Verlegung des Hochspannungskabelbaums äußerst aufwändig. Jede Kurve und jede Strecke wurde präzise berechnet, um sicherzustellen, dass ihre Länge genau richtig ist, sodass Situationen, in denen sie zu lang oder zu kurz sind, ausgeschlossen sind. Auf diese Weise können die negativen Auswirkungen von Vibrationen und Reibung auf den Kabelbaum während des Fahrzeugbetriebs minimiert werden. Mithilfe speziell angefertigter Gurtverschlüsse, wie z. B. präzise konstruierter Klemmen und stabiler und zuverlässiger Halterungen, kann der Gurt während der Hochgeschwindigkeitsfahrt des Fahrzeugs so stabil wie ein Stein bleiben und fest in der vorgegebenen Position fixiert werden, wodurch Risiken wie Lockern und Herunterfallen wirksam vermieden werden. Darüber hinaus ist das Hinzufügen von Schutzhüllen für die wichtigsten Teile des Gurtzeugs, die extrem verschleißanfällig sind oder den Eingriffen der äußeren komplexen Umgebung ausgesetzt sein können, zweifellos eine sinnvolle Entscheidung. Dadurch wird das Risiko einer Beschädigung erheblich reduziert und die Lebensdauer des gesamten Gurtsystems erheblich verlängert, sodass seine Zuverlässigkeit einen Qualitätssprung erreicht.

(3) Materialauswahl

Die Wahl der Leitermaterialien ist ein entscheidendes Bindeglied in Bezug auf die Leistung von Hochspannungsleitungen. Vorrang haben Materialien mit ultrahoher Leitfähigkeit, ausgezeichneter Hitzebeständigkeit und hervorragender Korrosionsbeständigkeit, wie z. B. hochtemperatursupraleitende Materialien oder Drähte aus Speziallegierungen. Selbst in extrem rauen Umgebungen wie Rösten bei hohen Temperaturen und Erosion bei hoher Luftfeuchtigkeit können sie stabil bleiben und eine stabile und effiziente Übertragung elektrischer Energie gewährleisten. Die Auswahl der Dämmstoffe ist ebenso wichtig. Im Hochleistungsbereich stechen Materialien wie Polyimid (PI) und Polytetrafluorethylen (PTFE) hervor. Mit ihren außergewöhnlichen elektrischen Isolationseigenschaften bilden sie eine undurchdringliche Sicherheitsbarriere für die Hochspannungsübertragung. Für Steckverbinder sind hochfeste und hochleitfähige Metallwerkstoffe wie Kupferlegierungen und Edelstahl die beste Wahl. Sie stellen sicher, dass die Steckverbinder während des langen Wartungszyklus stets eine hervorragende Kontaktleistung aufrechterhalten und einen reibungslosen Stromfluss gewährleisten.

(4) Herstellungsverfahren

Die Einführung automatisierter Produktionstechnologien zur Herstellung von Hochspannungskabeln ist wie das Einspritzen einer starken Dosis Stimulans in die Produktionslinie. Es verbessert zwar die Produktionseffizienz erheblich, garantiert jedoch umfassend die Produktqualität. Mit einer präzisen Crimpanlage können der Leiter und der Stecker eine nahtlose Verbindung herstellen und fest miteinander verbunden werden, wodurch das Problem des Temperaturanstiegs, der durch den Kontaktwiderstand an der Quelle verursacht wird, wirksam eingedämmt wird. Während des gesamten Produktionsprozesses werden strenge Qualitätskontrollen durchgeführt. Von der genauen Messung des Leiterwiderstands bis hin zur wiederholten Überprüfung der Steck- und Ausziehkräfte des Steckers werden mehrere Testindikatoren streng geprüft, um sicherzustellen, dass alle Leistungsindikatoren des Hochspannungskabelbaums exakt den etablierten Konstruktionsstandards entsprechen, was neue Energiefahrzeuge mit hervorragender Qualität vorantreibt.

(5) Sicherheitsdesign

In der Architektur des Hochspannungskabelsystems sind Überstromschutzgeräte wie treue Wachen. Geräte wie Sicherungen und Leistungsschalter erfüllen ihre jeweiligen Aufgaben, um Schäden am Kabelbaum durch zu hohen Stromstärken so gut wie möglich zu verhindern. Gleichzeitig muss eine solide „Isolationswand“ zwischen dem Hochspannungskabelbaum und dem Niederspannungs- und Steuerkabelbaum errichtet werden, um elektromagnetische Störungen wirksam abzuschirmen und potenzielle Sicherheitsrisiken im Keim zu ersticken. Noch wichtiger ist die Konstruktion des Erdungssystems. Bei vernünftiger Planung und sorgfältiger Anordnung ist gewährleistet, dass das Hochspannungskabel fest im Boden verankert werden kann, um eine zuverlässige Erdung zu gewährleisten. Dadurch werden die versteckten Gefahren, die durch elektromagnetische Störungen und die Akkumulation statischer Elektrizität entstehen, minimiert und der sichere Betrieb neuer Energiefahrzeuge gewährleistet.

II. Design und Aufbau von Hochspannungsleitungen

Bei der Gestaltung von Hochspannungsleitungen müssen eine Reihe grundlegender Normen strikt eingehalten werden, darunter Sicherheit, Zuverlässigkeit, Wirtschaftlichkeit und Wartungskomfort. Was die Sicherheit angeht, muss der Kabelbaum einen Sicherheitsabstand zu Wärmequellen und dynamischen Komponenten einhalten, um potenzielle Brandgefahren zu vermeiden und sicherzustellen, dass alles absolut sicher ist. Was die Zuverlässigkeit anbelangt, so ist es erforderlich, dass die Kabelbaumverbindung steinfest ist und den aufeinanderfolgenden Tests von Umwelteinflüssen wie Vibrationen, plötzlichen Temperaturschwankungen und Feuchtigkeit standhält. Auf der Suche nach einer hervorragenden Leistung dürfen wirtschaftliche Faktoren nicht ignoriert werden. Konstrukteure müssen bei der Berechnung akribisch vorgehen und ihr Bestes geben, um den Umfang des Kabelbaums zu reduzieren und den Materialverbrauch zu optimieren, um eine effektive Kostenkontrolle zu erreichen. Im Hinblick auf den Wartungskomfort sollten die Kabelbäume sauber und ordentlich angeordnet sein, und die Markierungen sollten klar und deutlich sichtbar sein, sodass das Wartungspersonal Probleme schnell lokalisieren und Austauscharbeiten effizient durchführen kann. Dies bietet eine starke Unterstützung für den späteren Betrieb und die Wartung neuer Energiefahrzeuge.

III. Herstellungsverfahren und Materialauswahl von Hochspannungsleitungen

(1) Herstellungsverfahren

Die Herstellung von Dirigenten ist wie eine heikle Symphonie von Prozessen, bei der mehrere Schritte eng zusammenarbeiten. Zunächst stellt die Drahtziehmaschine ihr Können unter Beweis und spannt das metallische Rohmaterial präzise zu einzelnen Drähten mit dem angegebenen Durchmesser. Jeder einzelne Draht trägt die wichtige Aufgabe der Kraftübertragung. Unmittelbar danach erfolgt der Glühvorgang, der dem einzelnen Draht genau die richtige Weichheit verleiht, sodass er leichter weiterverarbeitet werden kann. Anschließend werden mehrere Einzeldrähte, wie eng zusammengeschmiedete Kameraden, zu einem starken Drahtkern verdrillt, und die mechanische Festigkeit steigt augenblicklich an. Der Isolationsprozess soll ebenfalls nicht schlampig ablaufen. Mit Hilfe des Extruders wird das Isoliermaterial gleichmäßig auf der Außenseite des Leiters beschichtet. Nach dem Abkühlen und Erstarren bildet sich eine feste Isolierschicht, um die reine Übertragung elektrischer Energie zu gewährleisten. Die Herstellung der Abschirmschicht ist noch kritischer. Materialien wie geflochtene Metallnetze oder Aluminiumfolien sind fest um die Isolierschicht gewickelt, um einen engen Kontakt mit dem Leiter zu gewährleisten und elektromagnetische Störungen fernzuhalten. Die Stecker an beiden Enden des Hochspannungskabelbaums sind die wichtigsten Knotenpunkte, die die elektrischen Systeme des Fahrzeugs miteinander verbinden. Durch die Verwendung von Präzisionsbearbeitungs- und Spritzgusstechnologien ist höchste Präzision gewährleistet. Bei der Montage werden der Leiter und der Stecker fest umschlossen, der Kontaktwiderstand wird auf ein Minimum reduziert und die Leitfähigkeit ist ausgezeichnet.

(2) Materialauswahl

Materialien für Leiter:

Bei der Entwicklung von Hochspannungsleitungen für neue Energiefahrzeuge spielen hochreines Kupfer und Aluminium die Hauptakteure, die sich gemeinsam mit den gravierenden Herausforderungen der Übertragung großer Ströme und Hochspannungen auseinandersetzen. Kupferleiter mit ihrer herausragenden Leitfähigkeit und ausgezeichneten mechanischen Festigkeit sind in den meisten Szenarien die erste Wahl. In einigen spezifischen Anwendungsszenarien zeichnen sich leichte und kostengünstige Aluminiumleiter auch durch ihre eigenen Vorteile aus. Um die sichere Verwendung von Hochspannungsleitungen zu gewährleisten, wird die äußere Schicht des Leiters sorgfältig mit isolierenden Materialien umwickelt. Vernetztes Polyethylen (XLPE), Polyvinylchlorid (PVC), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR) usw. spielen jeweils ihre Rolle. Unter anderem ist vernetztes Polyethylen im Bereich neuer Energiefahrzeuge aufgrund seiner hervorragenden elektrischen Leistung und Hitzebeständigkeit sehr beliebt.

Abschirmende Materialien:

Im Zuge der Entwicklung der Automobiltechnik werden Hochspannungsleitungen mit speziellen „elektromagnetischen Panzerungen“ ausgestattet, um dem Eindringen elektromagnetischer Störungen (EMI) in die Fahrzeugelektronik zu widerstehen. Abschirmende Materialien wie geflochtene Metallnetze, Aluminiumfolien und leitfähige Gewebe nutzen jeweils ihre einzigartigen Fähigkeiten, um elektromagnetische Wellen zu absorbieren oder zu blockieren. Sie arbeiten zusammen, um elektromagnetische Störungen zu minimieren und den stabilen und zuverlässigen Betrieb der Fahrzeugelektronik zu gewährleisten.

Materialien der Jacke:

Die Jacke dient als solide Abschirmung für Hochspannungskabelbäume und übernimmt die wichtige Aufgabe, den schädlichen Auswirkungen der äußeren Umgebung standzuhalten. Witterungsbeständigkeit, Abriebfestigkeit, Ölbeständigkeit und Flammschutz sind unverzichtbar. Materialien wie Polyvinylchlorid (PVC), thermoplastisches Elastomer (TPE) und Nylon dominieren jeweils den Markt. Obwohl sie unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, zielen sie alle darauf ab, den notwendigen Schutz zu bieten, um den normalen Betrieb von Hochspannungskabeln aufrechtzuerhalten.

(3) Analyse der Steckerauswahl

1. Leistungsanforderungen von Steckverbindern

Anforderungen an die elektrische Leistung:

Das Design von Steckverbindern für Fahrzeuge mit neuer Antriebstechnik basiert sorgfältig auf spezifischen Anforderungen an die elektrische Leistung, um die Sicherheit und Stabilität des Hochspannungssystems zu gewährleisten. Angesichts der steigenden Spannungsanforderungen neuer Energiefahrzeuge überschreitet die Nennspannung der Steckverbinder deutlich den Schwellenwert von 200 V, was eine solide Garantie für die Hochspannungsübertragung darstellt. Der Isolationswiderstand ist der „Feind“ von Leckagen und Kurzschlüssen. Sein Wert entspricht strikt den Industriestandards, nicht weniger als 100 MΩ, um den reinen Durchgang der Kraftübertragung zu gewährleisten. Die Spannungsfestigkeit ist noch wichtiger. Es muss in der Lage sein, den strengen Tests mit einer Spannung von mindestens 1000 V standzuhalten, um im Hochspannungssystem neuer Energiefahrzeuge Fuß zu fassen und die Anwendungssicherheit zu gewährleisten.

Anforderungen an die mechanische Leistung:

Die Steck- und Ausziehkraft ist ein wichtiger Messwert für den Bedienkomfort von Steckverbindern und weist ein ausgewogenes Design auf. Es sollte sich leicht einsetzen und herausziehen lassen und gleichzeitig ein übermäßiges Lockern vermeiden. In der Regel wird eine Genauigkeit von 100 N erreicht. Die mechanische Haltbarkeit bestimmt die Zähigkeit von Steckverbindern. Im Idealfall liegt die Anzahl der wiederholbaren Ein- und Ausziehvorgänge bei weitem über dem 50-fachen. Selbst nach jahrelangem Schleifen bleibt es stabil wie ein Berg. Beim Fahren von Fahrzeugen mit neuer Energie sind immer Vibrationen vorhanden. Steckverbinder mit ihrer ausgezeichneten Schwingungsdämpfung behalten ihre elektrischen und mechanischen Eigenschaften unter der angegebenen Schwingungsfrequenz und -amplitude unverändert bei und sorgen so für eine kontinuierliche Stabilität der Kraftübertragung.

Anforderungen an die Temperaturanpassungsfähigkeit:

Die Temperaturanpassungsfähigkeit von Steckverbindern ist äußerst streng. Es muss in der Lage sein, innerhalb eines weiten Temperaturbereichs von -40 °C bis 125 °C normal zu funktionieren. Egal, ob es eisig und verschneit ist oder extrem heiß ist, seine elektrischen und mechanischen Leistungen bleiben stets stabil und lassen niemals nach oder fallen aus. Mit seiner Zuverlässigkeit wie Stahl bietet es eine solide Grundlage für den Betrieb neuer Energiefahrzeuge in verschiedenen extremen Umgebungen.

Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit:

Die Auswahl der Verbindungsmaterialien wirkt sich direkt auf die Korrosionsbeständigkeit aus. Für die Schale werden Aluminium- oder Zinklegierungen und andere Metallwerkstoffe mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit bevorzugt, und die Oberflächensandstrahlbehandlung verstärkt den Schutz weiter. Für das Kontaktteil wird rotes Kupfer ausgewählt, und Verfahren wie Vergoldung, Versilberung und Vernickelung werden angewendet. Während die Anforderungen an den Korrosionsschutz erfüllt werden, wird die Leitfähigkeit erheblich verbessert. Eine gute Dichtleistung ist unerlässlich. Es ist wie eine uneinnehmbare Verteidigungslinie, die das Eindringen schädlicher Substanzen wie Wasser und Staub strikt verhindert und Korrosionsrisiken wirksam verhindert. Während des Konstruktionsprozesses wird die Dichtungsstruktur sorgfältig gefertigt, um eine perfekte Dichtwirkung in jeder rauen Umgebung zu gewährleisten. Darüber hinaus werden zahlreiche Schutzmaßnahmen wie das Aufbringen von Korrosionsschutzbeschichtungen auf der Steckverbinderoberfläche und die Verwendung spezieller Dichtungsfolien getroffen, und regelmäßige Wartungs- und Inspektionsarbeiten sind kein Problem. Es werden umfassende Anstrengungen unternommen, um sicherzustellen, dass die Steckverbinder langfristig korrosionsbeständig sind, fest gesteckt werden und sich niemals lösen.

2. Typen und Eigenschaften von Steckverbindern

Haupttypen von Steckverbindern:

LV-Standardsteckverbinder mit ihren streng optimierten Prozessstandards dominieren den Inlandsmarkt und weisen eine nahezu perfekte Perfektion auf und erfüllen problemlos die unterschiedlichen Anforderungen an elektrische Verbindungen. Ihre Vielseitigkeit ist herausragend. Bei der Verbindung von Kernkomponenten neuer Energiefahrzeuge, wie Batteriepacks und Motorsteuerungen, können sie eine wichtige Rolle spielen, da sie den stabilen und zuverlässigen Betrieb dieser Komponenten gewährleisten und dem Antriebskern neuer Energiefahrzeuge kontinuierliche Vitalität verleihen.

USCAR-Standardsteckverbinder:

Als international zertifiziertes Schnittstellengerät sind USCAR-Standardsteckverbinder im globalen Bereich neuer Energiefahrzeuge aufgrund ihrer hervorragenden Kompatibilität und Zuverlässigkeit bekannt. Ihr Design folgt strikt den strengen Spezifikationen der Automobilindustrie und kann auch in extremen Umgebungen einen stabilen Betrieb aufrechterhalten. Dies bietet international bekannten Marken für neue Energiefahrzeuge eine solide Unterstützung, um auf dem Weltmarkt zu konkurrieren und den vielfältigen Anforderungen des globalen Marktes gerecht zu werden.

Japanische Standardsteckverbinder:

Japanische Standardsteckverbinder werden sorgfältig nach japanischen Standards gefertigt und sind bekannt für ihre Raffinesse und hohe Leistung. Sie sind kompakt, enthalten aber viel Energie, und ihre elektrische Leistung ist hervorragend. Sie gewährleisten einen stabilen Betrieb der Geräte und eine hervorragende Zuverlässigkeit. Sie sind eine hochwertige Wahl für neue Energiefahrzeuge, die ultimative Leistung anstreben.

Allgemeine Eigenschaften der Steckverbinder:

Der effiziente Betrieb neuer Energiefahrzeuge ist untrennbar mit der stabilen Energieübertragung des Hochspannungssystems verbunden. Daher muss der Steckverbinder über eine starke „Widerstandsfähigkeit“ verfügen, um die Auswirkungen von Hochspannung und hohem Strom ruhig zu bewältigen. Die richtige Auswahl von Dämmstoffen ist zu einer wichtigen Verteidigungslinie geworden, um Leckagen und Kurzschlüssen vorzubeugen und die Systemsicherheit zu gewährleisten. Darüber hinaus bleibt die elektrische Leistung des Steckverbinders auch bei hohen Temperaturen so solide wie Stein und wird überhaupt nicht beeinträchtigt. Um die spätere Wartung und den Austausch zu erleichtern, wurde bei der Konstruktion des Steckverbinders die Anforderungen an eine einfache Montage und Demontage vollständig berücksichtigt, was das gesamte Lebenszyklusmanagement neuer Fahrzeuge erleichtert.