电动汽车高压线束端子压接性能分析

线束中国 2022-12-22 09:33

伴随着新能源汽车产业的快速发展,新能源线束获得发展机遇。高压线束不同于低压线束的区别在于,高压端子通过电流较大,容易产生发热现象,导致端子机械强度和线束绝缘性能下降,同时引起导体氧化进一步加剧发热等问题。

高压端子压接既需要考虑压接的可靠性,又需要考虑压接处具有较低的温升。本文主要介绍冷压接对端子温升影响。




高压端子常见压接类型

压接、电阻焊、高频焊。




压接使用压接设备和模具将导线和端子经过压接过程连接在一起。高频焊接就是利用高频焊接机将导线和端子焊接在一起。电阻焊是利用专用电阻焊接设备将导线和端子连接在一起。
优点
操作简单,使用维护方便,制造成本低,操作效率高,适合大批量生产。
缺点
对于连接器要求导线和端子连接后电流通过率高、电阻要求小的线束和端子,无法满足。
大平方高压端子常见的压接方式如图 1 所示,为六边形封闭式端子。

普通压接的优点显而易见,但如何使普通压接扬长避短,尽量减少压接电阻显得尤为重要。减少电阻就意味着减少发热,能够降低产品温升,使产品寿命与质量更加优异。

端子发热的危害

端子发热后容易使其自身以及导线导体接触面氧化,生成氧化层薄膜,使接触电阻增大,增大的速度随温度的升高而成倍增长,进一步增加端子温升速度,严重时会引起火灾。同时会使接触结构的弹力元件退火,接触压力降低,进一步加剧接触电阻增加。另外发热会使连接端子的导线绝缘层老化发脆,引起绝缘性能下降,存在漏电过热引起火灾的风险。

如图2所示,高压线束有三大发热源。



端子三大发热源

导线导体:导体本身带有电阻,截面积越小,电阻越高,电阻会导致发热。

端子压接处:压缩比不够,会使导体松散,导致电阻较大,容易发热。压接过度容易引起截面积变小,载流量不够引起发热。

公母端子对插接触处:端子接触不良,或端子接触面氧化导致发热严重。

降低端子温升方法
减少接触电阻:
采用电阻率较小的材料。常用的高压端子有 H62、H65 铜或者高导铜,大于 125 A 的产品建议采用电阻率较小的高导铜。减少导体的接触电阻。尽量将端子与导体压实,减少压接电阻。增加导体的横截面积,增大截面积,降低导线温升。
增大导体散热面积:
采用强迫冷却,可使用风冷,水冷等措施。合理布置导体,电流较大的线束,尽量布置在易于散热的空间中,利于自然散热。
压接对温升影响
压接,参考 QC/T 29106—2014 《汽车电线束技术条件》中 4.2.6 电压降实验要求与 GB/T 20234.1-2015《电动汽车传导充电用连接装置第1部分通用要求》测量温升实验要求进行验证,过程如图 3、图 4 所示,获得数据如表 1 所示。


压缩比/压缩率计算方式

(1)参照 VW60330—2013标准

(2)参照 SAE/USCAR21—2014标准

(3)导体压缩比和端子压缩率的区别

根据VW60330-2013标准,压缩比的计算仅包含导体未包含端子压缩情况,可以较为直观地反映出导体是否存在间隙,当压缩比≤100%时不应存在间隙。我们可称其为导线压缩比。

根据 SAE/USCAR21—2014标准,压缩率的计算包含导体与端子压缩情况在内,虽不能直观反映出导体是否存在间隙,但可以较为直观地反映出压接处的真实的截面积。为了便于数据比较,本文定义端子压缩比=100T/(At+Ac)。
两种计算方式各有优点。
01.根据表 1 所示,当 3#产品导体压缩比达到104%时,拉力已达到QC/T29106-2014中规定的50mm²,导线拉力≥2 700N的标准,但此时压接处还未完全压实,存在较大的安全隐患,因此高压端子不能将拉力作为评判质量的标准。
02.表中电阻数值未能完全与温升趋势关系对应,应该是由端子个体接触电阻差异以及端子镀层氧化造成不一致所引起的波动。但从大趋势来看基本符合电阻越低温度越低的对应关系。
03.7#端子压缩比为73%,导体以及端子表面都会有氧化层,氧化层会随着压缩比数值的降低会逐渐遭到破坏,当端子压缩比为73%时导体氧化层开始出现塌方式破坏,使铜丝融合更为紧密,温升也有小幅降低,说明此时的端子压缩比较为合适。
04.从温升数值波动来看,压接对温升的影响可以达到 10 ℃之间。这对于高压端子来讲压接的影响比较大。
05.10#产品端子压缩比在60%的情况下,端子压接处导体理论截面积仅有30mm²,根据SAE/USCAR21-2014端子压缩比计算,压接处的截面积除了导体以外,端子的截面积也应包含在内。实际该处压接后导体和端子的截面积和为66.97mm²,大于 50mm² 标称导体截面积,所以该压缩比不会导致压缩处成为瓶颈,比较符合实际情况,同时也说明高压端子更适合采用端子压缩比的计算方式。
06.过低的压缩比会造成压接处温升过高,根据实测当端子压缩比达到40%以下,端子压接电阻会逐渐增大。端子温升开始小幅回升。
07.六边形压接端子适用的端子压缩比分析。
首先无论何种情况压接处的截面积不可小于标称导体截面积;
其次由于每种高压端子的材料厚度选择上会有差异,根据端子压缩比=100T/(At+Ac),有些端子的At截面积较低,压缩后过低的端子压缩比会导致压接处截面积小于标称导体截面积。
因此压接后截面积需要尽可能要大一些。另外从拉力数据中分析过低的压缩比会导致端子的机械拉力数值下降,影响端子压接的可靠性。
总结
综合以上分析,考虑端子压接强度的可靠性以及端子电阻性能。实际的端子压缩比控制在65%~75%,导体压缩比65%~80%较为合适。 

从实验数据来看,部分电阻以及温升数据的波动与端子镀层和氧化情况以及端子接触结构有关,因此单从压接质量考虑降低温升还远远不够。
需要关注端子的日常避光保存、端子的镀层质量以及端子拔插寿命、插合力度、接触面积等因素。对于温升较大的产品还是推荐使用高频焊,高频焊使铜在超高频率下通过摩擦发热,将铜融化粘连,此方式具有更低的电阻,因此在控制温升方面具有更好的效果。


品牌推广 | 业务合作 | 原创投稿 | 转载开白
请在公众号后台回复  合作
来源:工艺装备第4期《汽车高压线束中高压端子的压接性能分析》,作者高翔,叶建峰  在此特别鸣谢!

需求快讯


● 专业回收库存呆滞成品线束!回收库存呆滞进口连接器!电话13722953319景经理,微信同步
●  宁波一航化工科技有限公司供应:尼龙PA66 汽车扎带 护套 支架保险盒专用材料,可以根据客户要求定制,耐高低温,成本更低。18668587518 徐先生


评论
  • 概述 说明(三)探讨的是比较器一般带有滞回(Hysteresis)功能,为了解决输入信号转换速率不够的问题。前文还提到,即便使能滞回(Hysteresis)功能,还是无法解决SiPM读出测试系统需要解决的问题。本文在说明(三)的基础上,继续探讨为SiPM读出测试系统寻求合适的模拟脉冲检出方案。前四代SiPM使用的高速比较器指标缺陷 由于前端模拟信号属于典型的指数脉冲,所以下降沿转换速率(Slew Rate)过慢,导致比较器检出出现不必要的问题。尽管比较器可以使能滞回(Hysteresis)模块功
    coyoo 2024-12-03 12:20 86浏览
  •         温度传感器的精度受哪些因素影响,要先看所用的温度传感器输出哪种信号,不同信号输出的温度传感器影响精度的因素也不同。        现在常用的温度传感器输出信号有以下几种:电阻信号、电流信号、电压信号、数字信号等。以输出电阻信号的温度传感器为例,还细分为正温度系数温度传感器和负温度系数温度传感器,常用的铂电阻PT100/1000温度传感器就是正温度系数,就是说随着温度的升高,输出的电阻值会增大。对于输出
    锦正茂科技 2024-12-03 11:50 97浏览
  • RDDI-DAP错误通常与调试接口相关,特别是在使用CMSIS-DAP协议进行嵌入式系统开发时。以下是一些可能的原因和解决方法: 1. 硬件连接问题:     检查调试器(如ST-Link)与目标板之间的连接是否牢固。     确保所有必要的引脚都已正确连接,没有松动或短路。 2. 电源问题:     确保目标板和调试器都有足够的电源供应。     检查电源电压是否符合目标板的规格要求。 3. 固件问题: &n
    丙丁先生 2024-12-01 17:37 91浏览
  • 最近几年,新能源汽车愈发受到消费者的青睐,其销量也是一路走高。据中汽协公布的数据显示,2024年10月,新能源汽车产销分别完成146.3万辆和143万辆,同比分别增长48%和49.6%。而结合各家新能源车企所公布的销量数据来看,比亚迪再度夺得了销冠宝座,其10月新能源汽车销量达到了502657辆,同比增长66.53%。众所周知,比亚迪是新能源汽车领域的重要参与者,其一举一动向来为外界所关注。日前,比亚迪汽车旗下品牌方程豹汽车推出了新车方程豹豹8,该款车型一上市就迅速吸引了消费者的目光,成为SUV
    刘旷 2024-12-02 09:32 107浏览
  • 11-29学习笔记11-29学习笔记习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习笔记&记录学习习笔记&记学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记
    youyeye 2024-12-02 23:58 59浏览
  • 光伏逆变器是一种高效的能量转换设备,它能够将光伏太阳能板(PV)产生的不稳定的直流电压转换成与市电频率同步的交流电。这种转换后的电能不仅可以回馈至商用输电网络,还能供独立电网系统使用。光伏逆变器在商业光伏储能电站和家庭独立储能系统等应用领域中得到了广泛的应用。光耦合器,以其高速信号传输、出色的共模抑制比以及单向信号传输和光电隔离的特性,在光伏逆变器中扮演着至关重要的角色。它确保了系统的安全隔离、干扰的有效隔离以及通信信号的精准传输。光耦合器的使用不仅提高了系统的稳定性和安全性,而且由于其低功耗的
    晶台光耦 2024-12-02 10:40 118浏览
  • 当前,智能汽车产业迎来重大变局,随着人工智能、5G、大数据等新一代信息技术的迅猛发展,智能网联汽车正呈现强劲发展势头。11月26日,在2024紫光展锐全球合作伙伴大会汽车电子生态论坛上,紫光展锐与上汽海外出行联合发布搭载紫光展锐A7870的上汽海外MG量产车型,并发布A7710系列UWB数字钥匙解决方案平台,可应用于数字钥匙、活体检测、脚踢雷达、自动泊车等多种智能汽车场景。 联合发布量产车型,推动汽车智能化出海紫光展锐与上汽海外出行达成战略合作,联合发布搭载紫光展锐A7870的量产车型
    紫光展锐 2024-12-03 11:38 88浏览
  • 作为优秀工程师的你,已身经百战、阅板无数!请先醒醒,新的项目来了,这是一个既要、又要、还要的产品需求,ARM核心板中一个处理器怎么能实现这么丰富的外围接口?踌躇之际,你偶阅此文。于是,“潘多拉”的魔盒打开了!没错,USB资源就是你打开新世界得钥匙,它能做哪些扩展呢?1.1  USB扩网口通用ARM处理器大多带两路网口,如果项目中有多路网路接口的需求,一般会选择在主板外部加交换机/路由器。当然,出于成本考虑,也可以将Switch芯片集成到ARM核心板或底板上,如KSZ9897、
    万象奥科 2024-12-03 10:24 53浏览
  • 戴上XR眼镜去“追龙”是种什么体验?2024年11月30日,由上海自然博物馆(上海科技馆分馆)与三湘印象联合出品、三湘印象旗下观印象艺术发展有限公司(下简称“观印象”)承制的《又见恐龙》XR嘉年华在上海自然博物馆重磅开幕。该体验项目将于12月1日正式对公众开放,持续至2025年3月30日。双向奔赴,恐龙IP撞上元宇宙不久前,上海市经济和信息化委员会等部门联合印发了《上海市超高清视听产业发展行动方案》,特别提到“支持博物馆、主题乐园等场所推动超高清视听技术应用,丰富线下文旅消费体验”。作为上海自然
    电子与消费 2024-11-30 22:03 93浏览
  • 遇到部分串口工具不支持1500000波特率,这时候就需要进行修改,本文以触觉智能RK3562开发板修改系统波特率为115200为例,介绍瑞芯微方案主板Linux修改系统串口波特率教程。温馨提示:瑞芯微方案主板/开发板串口波特率只支持115200或1500000。修改Loader打印波特率查看对应芯片的MINIALL.ini确定要修改的bin文件#查看对应芯片的MINIALL.ini cat rkbin/RKBOOT/RK3562MINIALL.ini修改uart baudrate参数修改以下目
    Industio_触觉智能 2024-12-03 11:28 66浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦