Cablaggi e connettori ad alta tensione

I. Schema di progettazione del cablaggio ad alta tensione

(1) Direzione del design

Questo schema di progettazione risponde con precisione ai requisiti unici dei veicoli a nuova energia e presenta ingegnosamente una serie di soluzioni di cablaggio ad alta tensione che combinano alta efficienza e alta sicurezza. Ottimizzando profondamente la disposizione dei cablaggi, selezionando attentamente i materiali adatti e introducendo processi di produzione avanzati, l'obiettivo di alleggerire i cablaggi ad alta tensione è stato raggiunto con successo garantendo al contempo una trasmissione di potenza efficiente, ponendo solide basi per le eccellenti prestazioni dei veicoli a nuova energia.

(2) Progettazione del layout del cablaggio

Nella pianificazione del layout della struttura complessa del nuovo telaio del veicolo energetico, la progettazione del percorso del cablaggio ad alta tensione è estremamente elaborata. Ogni curva e ogni tratto sono stati calcolati con precisione per garantire che la lunghezza sia giusta, eliminando le situazioni in cui la lunghezza è troppo lunga o troppo corta. In questo modo, gli effetti negativi causati dalle vibrazioni e dall'attrito sull'imbracatura durante il funzionamento del veicolo possono essere ridotti al minimo. Con l'aiuto di dispositivi di fissaggio appositamente realizzati, come morsetti progettati con precisione e staffe stabili e affidabili, l'imbracatura può rimanere stabile come una roccia durante la guida ad alta velocità del veicolo ed essere fissata saldamente nella posizione predeterminata, evitando efficacemente rischi come allentamento e caduta. Inoltre, per le parti chiave dell'imbracatura che sono estremamente vulnerabili all'usura o possono essere esposte all'invasione dell'ambiente esterno complesso, l'aggiunta di maniche protettive è senza dubbio una mossa saggia. Ciò ridurrà notevolmente il rischio di danni e prolungherà in modo completo la durata dell'intero sistema di cablaggio, facendo sì che la sua affidabilità raggiunga un salto di qualità.

(3) Selezione del materiale

La scelta dei materiali conduttori è un collegamento cruciale legato alle prestazioni dei cablaggi ad alta tensione. Viene data priorità a materiali con altissima conduttività, eccellente resistenza al calore ed eccezionale resistenza alla corrosione, come materiali superconduttori ad alta temperatura o fili in lega speciali. Anche in ambienti estremamente difficili come la tostatura ad alta temperatura e l'erosione ad alta umidità, possono rimanere stabili e garantire la trasmissione stabile ed efficiente di energia elettrica. La selezione dei materiali isolanti è altrettanto importante. Concentrandosi sul campo delle alte prestazioni, spiccano materiali come la poliimmide (PI) e il politetrafluoroetilene (PTFE). Grazie alle loro straordinarie proprietà di isolamento elettrico, costituiscono una barriera di sicurezza inespugnabile per la trasmissione di energia ad alta tensione. Per i connettori, materiali metallici ad alta resistenza e altamente conduttivi, come le leghe di rame e l'acciaio inossidabile, sono le scelte migliori, in quanto garantiscono che i connettori possano sempre mantenere eccellenti prestazioni di contatto durante il lungo ciclo di servizio, accompagnando il flusso regolare di corrente.

(4) Processo di produzione

L'introduzione di una tecnologia di produzione automatizzata per potenziare la produzione di cablaggi ad alta tensione è come iniettare una forte dose di stimolante nella linea di produzione. Pur migliorando notevolmente l'efficienza produttiva, garantisce in modo completo la qualità del prodotto. Con un'apparecchiatura di crimpatura di precisione, il conduttore e il connettore possono ottenere una connessione perfetta ed essere strettamente collegati, limitando efficacemente il problema dell'aumento della temperatura causato dalla resistenza di contatto dalla sorgente. Durante l'intero processo di produzione, vengono effettuati severi controlli di qualità. Dalla misurazione accurata della resistenza dei conduttori alla verifica ripetuta delle forze di inserimento ed estrazione del connettore, diversi indicatori di test vengono rigorosamente controllati per garantire che tutti gli indicatori di prestazione del cablaggio ad alta tensione soddisfino accuratamente gli standard di progettazione stabiliti, facendo avanzare i veicoli a nuova energia con una qualità eccellente.

(5) Progettazione della sicurezza

Nell'architettura del sistema di cablaggio ad alta tensione, i dispositivi di protezione da sovracorrente sono come guardie fedeli. Dispositivi come fusibili e interruttori automatici svolgono le rispettive funzioni per prevenire da vicino i danni al cablaggio causati da una corrente eccessiva. Allo stesso tempo, è necessario costruire una solida «parete isolante» tra il cablaggio ad alta tensione e il cablaggio a bassa tensione e il cablaggio di controllo per bloccare efficacemente le interferenze elettromagnetiche e prevenire sul nascere i potenziali rischi per la sicurezza. La progettazione del sistema di messa a terra è ancora più cruciale. Con una pianificazione ragionevole e un'attenta disposizione, è certo che il cablaggio ad alta tensione possa essere saldamente radicato nel terreno per ottenere una messa a terra affidabile, riducendo così al minimo i pericoli nascosti causati dalle interferenze elettromagnetiche e dall'accumulo di elettricità statica e scortando il funzionamento sicuro dei veicoli a nuova energia.

II. Progettazione e layout di cablaggi ad alta tensione

La progettazione del layout dei cablaggi ad alta tensione deve rispettare rigorosamente una serie di norme di base, tra cui sicurezza, affidabilità, economicità e praticità di manutenzione. Dal punto di vista della sicurezza, l'imbracatura deve mantenere una distanza di sicurezza dalle fonti di calore e dai componenti dinamici per stare lontana da potenziali fonti di rischio di incendio e garantire che tutto sia infallibile. A livello di affidabilità, è necessario che il collegamento del cablaggio sia solido come una roccia e possa resistere ai test successivi di fattori ambientali quali vibrazioni, sbalzi improvvisi di temperatura e umidità. Pur perseguendo prestazioni eccellenti, i fattori economici non possono essere ignorati. I progettisti devono essere meticolosi nei calcoli e fare del loro meglio per ridurre la quantità di cablaggio e ottimizzare il consumo di materiale per ottenere un efficace controllo dei costi. In termini di praticità di manutenzione, la disposizione dei cablaggi deve essere ordinata e ordinata e le marcature devono essere chiare e ben visibili, in modo da consentire al personale addetto alla manutenzione di individuare rapidamente i problemi e completare in modo efficiente i lavori di sostituzione, fornendo un valido supporto per il successivo utilizzo e manutenzione dei veicoli a nuova energia.

III. Processo di produzione e selezione dei materiali dei cablaggi ad alta tensione

(1) Processo di produzione

La produzione dei direttori è come una delicata sinfonia di processi, con più fasi che lavorano a stretto contatto. Innanzitutto, la trafilatrice mostra la sua abilità e allunga con precisione la materia prima metallica in singoli fili del diametro specificato. Ogni singolo filo ha l'importante compito della trasmissione di potenza. Subito dopo, avviene il processo di ricottura che conferisce al singolo filo la giusta morbidezza, facilitando la successiva lavorazione. Successivamente, più fili singoli, come compagni strettamente uniti, vengono attorcigliati in un robusto nucleo di filo e la resistenza meccanica aumenta istantaneamente. Anche il processo di isolamento non deve essere sciatto. Con l'aiuto dell'estrusore, il materiale isolante viene rivestito uniformemente all'esterno del conduttore. Dopo il raffreddamento e la solidificazione, si forma uno strato isolante solido per salvaguardare la pura trasmissione di energia elettrica. La produzione dello strato schermante è ancora più critica. Materiali come reti metalliche intrecciate o fogli di alluminio sono avvolti strettamente attorno allo strato isolante per garantire uno stretto contatto con il conduttore e tenere a bada le interferenze elettromagnetiche. I connettori installati su entrambe le estremità del cablaggio ad alta tensione sono gli hub chiave che collegano i sistemi elettrici del veicolo. Affidandosi alle tecnologie di lavorazione di precisione e stampaggio a iniezione, è garantita la massima precisione. Durante il montaggio, il conduttore e il connettore sono strettamente aderenti, la resistenza di contatto è ridotta al minimo e le prestazioni conduttive sono eccellenti.

(2) Selezione del materiale

Materiali conduttori:

Nella fase di progettazione dei cablaggi ad alta tensione per veicoli a nuova energia, il rame e l'alluminio ad alta purezza sono i principali attori, che affrontano insieme le gravi sfide della trasmissione a grande corrente e ad alta tensione. I conduttori in rame, con le loro eccezionali prestazioni conduttive e l'eccellente resistenza meccanica, sono la prima scelta nella maggior parte degli scenari. In alcuni scenari applicativi specifici, i conduttori in alluminio leggeri ed economici si distinguono anche per i loro vantaggi. Per garantire l'uso sicuro dei cablaggi ad alta tensione, lo strato esterno del conduttore viene accuratamente avvolto con materiali isolanti. Il polietilene reticolato (XLPE), il cloruro di polivinile (PVC), la gomma etilene-propilene (EPR), ecc. svolgono ciascuno il proprio ruolo. Tra questi, il polietilene reticolato è molto apprezzato nel campo dei veicoli a nuova energia grazie alle sue eccellenti prestazioni elettriche e alle sue caratteristiche di resistenza al calore.

Materiali schermanti:

Nell'ondata della tecnologia di produzione automobilistica, per resistere all'invasione delle interferenze elettromagnetiche (EMI) sui sistemi elettronici dei veicoli, i cablaggi ad alta tensione sono dotati di speciali «armature elettromagnetiche». I materiali schermanti, come le reti intrecciate in metallo, i fogli di alluminio e i tessuti conduttivi, sfruttano ciascuno le proprie capacità uniche per assorbire o bloccare le onde elettromagnetiche, lavorando insieme per ridurre al minimo le interferenze elettromagnetiche e favorire il funzionamento stabile e affidabile dei sistemi elettronici dei veicoli.

Materiali del rivestimento:

La giacca funge da solida protezione per i cablaggi ad alta tensione e ha l'importante compito di resistere agli effetti negativi dell'ambiente esterno. La resistenza agli agenti atmosferici, all'abrasione, all'olio e alla resistenza alla fiamma sono tutti elementi indispensabili. Materiali come il polivinilcloruro (PVC), l'elastomero termoplastico (TPE) e il nylon dominano ciascuno il mercato. Sebbene abbiano caratteristiche diverse, tutti mirano a fornire la protezione necessaria per mantenere il normale funzionamento dei cablaggi ad alta tensione.

(3) Analisi della selezione dei connettori

1. Requisiti prestazionali dei connettori

Requisiti prestazionali elettrici:

Il progetto di progettazione dei connettori per veicoli a nuova energia è accuratamente elaborato sulla base di specifici requisiti di prestazione elettrica, con l'obiettivo di garantire sicurezza e stabilità nel sistema ad alta tensione. Considerando i crescenti requisiti di tensione dei veicoli di nuova energia, la tensione nominale dei connettori supera saldamente la soglia di 200 V, fornendo una solida garanzia per la trasmissione di energia ad alta tensione. La resistenza all'isolamento è la «nemesi» delle perdite e dei cortocircuiti. Il suo valore segue rigorosamente gli standard del settore, non inferiore a 100 MΩ, a protezione del puro passaggio della trasmissione di potenza. Le prestazioni di resistenza alla tensione sono ancora più importanti. Deve essere in grado di resistere alla severa prova di almeno 1000 V per affermarsi saldamente nel sistema ad alta tensione dei veicoli a nuova energia e garantire la sicurezza delle applicazioni.

Requisiti prestazionali meccanici:

La forza di inserimento ed estrazione, in quanto indice di misurazione chiave della praticità operativa dei connettori, è delicatamente bilanciata nel design. Dovrebbe essere facile da inserire ed estrarre evitando un'eccessiva allentamento. Di solito, viene controllato con precisione entro 100 N. La durabilità meccanica definisce la tenacità dei connettori. Idealmente, il numero di tempi di inserimento ed estrazione ripetibili supera di gran lunga le 50 volte. Anche dopo anni di macinazione, rimane stabile come una montagna. Durante la guida di veicoli a nuova energia, le vibrazioni sono sempre presenti. I connettori, grazie alla loro eccellente capacità antivibrante, mantengono inalterate le loro prestazioni elettriche e meccaniche alla frequenza e all'ampiezza di vibrazione specificate, garantendo la stabilità continua della trasmissione di potenza.

Requisiti di adattabilità alla temperatura:

L'adattabilità alla temperatura dei connettori è estremamente rigorosa. Deve essere in grado di funzionare normalmente entro un ampio intervallo di temperatura da -40° C a 125° C. Che sia ghiacciato e nevoso o estremamente caldo, le sue prestazioni elettriche e meccaniche rimangono sempre stabili e non degenerano o si guastano mai. Con un'affidabilità simile all'acciaio, fornisce una solida base per il funzionamento di veicoli di nuova energia in vari ambienti estremi.

Requisiti di resistenza alla corrosione:

La selezione dei materiali dei connettori influisce direttamente sulle prestazioni di resistenza alla corrosione. Per la scocca sono preferiti alluminio o lega di zinco e altri materiali metallici con eccellente resistenza alla corrosione e il trattamento di sabbiatura superficiale rafforza ulteriormente la protezione. Per la parte di contatto, viene selezionato il rame rosso e vengono adottati processi come la doratura, l'argentatura e la nichelatura. Pur soddisfacendo i requisiti di prevenzione della corrosione, la conduttività è notevolmente migliorata. Le buone prestazioni di tenuta sono essenziali. È come una linea di difesa inespugnabile, che impedisce rigorosamente l'intrusione di sostanze nocive come acqua e polvere ed evita efficacemente i rischi di corrosione. Nel processo di progettazione, la struttura di tenuta è realizzata con cura per garantire un perfetto effetto sigillante in qualsiasi ambiente ostile. Inoltre, vengono implementate molteplici misure protettive, come il rivestimento di rivestimenti anticorrosione sulla superficie del connettore e l'utilizzo di speciali involucri sigillanti, e la manutenzione e l'ispezione regolari non mancano. Vengono compiuti sforzi a tutto tondo per garantire la resistenza alla corrosione a lungo termine dei connettori, un inserimento ermetico e un mai allentamento.

2. Tipi e caratteristiche dei connettori

Principali tipi di connettori:

Dominando il mercato interno, i connettori standard LV, con i loro standard di processo rigorosamente ottimizzati, mostrano una perfezione quasi perfetta e soddisfano facilmente requisiti di connessione elettrica diversificati. La loro versatilità è eccezionale. Nel collegamento dei componenti principali dei veicoli a nuova energia, come i pacchi batteria e i controller dei motori, possono svolgere un ruolo importante, garantendo il funzionamento stabile e affidabile di questi componenti e iniettando vitalità continua nel cuore pulsante dei veicoli a nuova energia.

Connettori standard USCAR:

In qualità di dispositivo di interfaccia certificato a livello internazionale, i connettori standard USCAR sono rinomati nel campo globale dei veicoli a nuova energia grazie alla loro eccellente compatibilità e affidabilità. Il loro design segue rigorosamente le rigorose specifiche dell'industria automobilistica e può mantenere un funzionamento stabile anche in ambienti estremi, fornendo un solido supporto a noti marchi internazionali di veicoli a nuova energia per competere nel mercato globale e soddisfare le esigenze diversificate del mercato globale.

Connettori standard giapponesi:

I connettori standard giapponesi sono realizzati meticolosamente secondo gli standard giapponesi e sono famosi per la loro raffinatezza e le alte prestazioni. Sono di dimensioni compatte ma contengono un'enorme energia e le loro prestazioni elettriche sono eccezionali, garantendo il funzionamento stabile delle apparecchiature e un'eccellente affidabilità, fornendo una scelta di alta qualità per i veicoli di nuova energia che perseguono le massime prestazioni.

Caratteristiche generali dei connettori:

Il funzionamento efficiente dei veicoli di nuova energia è inseparabile dalla trasmissione stabile di potenza del sistema ad alta tensione, che richiede che il connettore abbia una forte capacità di «resistenza» per far fronte con calma all'impatto dell'alta tensione e della grande corrente. L'appropriata selezione di materiali isolanti è diventata una linea di difesa fondamentale per prevenire perdite e problemi di cortocircuito e garantire la sicurezza del sistema. Inoltre, le prestazioni elettriche del connettore rimangono solide come una roccia durante il «test» di alta temperatura e non ne risentono affatto. Al fine di facilitare la manutenzione e la sostituzione successive, il design del connettore tiene pienamente conto dei requisiti di facilità di installazione e smontaggio, il che offre la comodità per la gestione dell'intero ciclo di vita dei veicoli a nuova energia.