Elementārā analīze par jaunu enerģijas augstsprieguma elektroinstalāciju projektēšanu

Pašlaik jaunā automobiļu enerģētikas nozare ir izpētes un neliela apjoma izmēģinājumu ražošanas stadijā, un vietējā vai pat starptautiskā mērogā nav rūpnieciska mēroga, tāpēc izmēģinājuma ražošanas stadijā ir arī saistītās daļas. Tomēr, salīdzinot ar vispārējo automobiļu elektroinstalācijas tehnisko līmeni Ķīnā, kas galvenokārt balstās uz elektroinstalācijas montāžu, ārvalstu automobiļu elektroinstalācijas tehniskais pamats ir stabils, un pastāv risinājumi augstsprieguma elektroinstalācijām. Piemēram, Amphenol, kas ir pirmais nozares līderis, kurš ienācis elektrisko un hibrīdu transportlīdzekļu uzlādes savienotāju jomā, ir izstrādājis augstsprieguma elektroinstalācijas vadus ar vienkāršu uzbūvi, izcilu veiktspēju un augstu lietotāju pieņemamību. Uzticamu darbu zem augstas temperatūras, vibrācijas, ierobežotas vietas un citās skarbās vidēs ir plaši izmantojuši dažādi vietējie un ārvalstu automobiļu ražotāji; TYCO, Delphi (Delphi), LS un citi ārvalstu uzņēmumi cieši sekoja un uzsāka savus augstsprieguma elektroinstalācijas risinājumus un saistītos produktus.

Teksta ievadīšana, lai kompensētu pētniecības nepilnības elektrisko pasažieru automobiļu augstsprieguma elektroinstalācijas jomā manā valstī un atbrīvotos no pašreizējās situācijas, kad augstsprieguma elektroinstalācijām tieši tiek iepirkti ārzemju produkti. kas nepieciešams elektriskām vieglajām automašīnām Ķīnā, ir izstrādāts augstsprieguma un augstsprieguma augstsprieguma kabelis elektriskām vieglajām automašīnām. Neatkarīga stara izpēte un izstrāde. Saskaņā ar prasībām par augstsprieguma elektroinstalācijas izmantošanu pasažieru elektrisko transportlīdzekļu augstsprieguma elektriskajā sistēmā, projektētajiem elektrisko pasažieru transportlīdzekļu augstsprieguma elektroinstalācijām jāatbilst šādām prasībām a. Augstsprieguma un strāvas izmantojamības prasības. b. Drošības un uzticamības prasības, piemēram, pretelektromagnētiskie traucējumi, ūdensizturība, pretvibrācija, nodilumizturība, liesmu slāpējošs un uzticams kontakts.

1. Augstsprieguma kabeļa dizains

Tradicionālās automašīnas darbina ar benzīna dzinējiem. Tradicionālo automašīnu kabeļu loma ir vadības signālu pārraide, un strāva un spriegums ir ļoti mazi. Tāpēc kabeļa diametrs ir mazs, un vadītāja un izolācijas dēļ konstrukcija ir vienkārša. Tomēr saskaņā ar prasībām par augstsprieguma kabeļu izmantošanu pasažieru elektriskajām automašīnām elektrisko pasažieru automobiļu augstsprieguma kabeļiem galvenokārt ir enerģijas pārraides loma, un akumulatora enerģija ir jāpārraida katrā apakšsistēmā. Tāpēc augstsprieguma elektroinstalācijai, kas paredzēta vieglajām automašīnām, jāatbilst augstsprieguma strāvas pārvadei. Elektrisko vieglo automobiļu augstsprieguma kabeļiem ir augsts spriegums (nominālais spriegums līdz 600 V), liela strāva (nominālā strāva līdz 600 A) un spēcīgs elektromagnētiskais starojums, tāpēc kabeļa diametrs ir ievērojami palielināts. Tajā pašā laikā, lai izvairītos no elektromagnētiskā starojuma uz apkārtējās elektronikas, iekārta rada spēcīgus elektromagnētiskos traucējumus, kas ietekmē citu elektronisko iekārtu normālu darbību. Kabelis ir veidots arī ar pretelektromagnētisko traucējumu ekranēšanas struktūru, tas ir, tiek pieņemta koaksiālā struktūra, un iekšējais vadītājs un ārējais vadītājs (ekranējums) darbojas kopā, un magnētiskais lauks kabelī tiek sadalīts koncentriskos apļos. Elektriskais lauks norāda no iekšējā vadītāja uz ārējo vadītāju tā, ka elektromagnētiskais lauks ap kabeli ir nulle, tas ir, elektromagnētiskais starojums ir pasargāts, tādējādi nodrošinot elektriskā transportlīdzekļa normālu darbību.

Sākotnējo automobiļu kabeļu izolācijas materiāli galvenokārt bija PVC (polivinilhlorīds), bet PVC sastāvā bija svins, kas bija kaitīgs cilvēkiem. Pēdējos gados to pamazām izmanto LSZH (materiāls, kas nesatur zemu dūmu halogēnu saturu), TPE (termoplastisks elastomērs) un XLPE polietilēns), silikona gumija un citi materiāli. Tā kā elektrisko pasažieru automobiļu augstsprieguma kabeļi atbilst augstsprieguma, lielas strāvas un pretelektromagnētisko traucējumu prasībām, tiem jāatbilst arī nodilumizturības un liesmas slāpēšanas prasībām. Tādēļ šo materiālu īpašības tiek salīdzinātas:

a. LSZH var iedalīt divās kategorijās: PO (poliolefīns) un EPR (etilēna propilēna gumija), no kurām galvenie ir PO kabeļu materiāli. PO tipa LSZH liesmas slāpētāja kabeļu materiāla sastāvs satur lielu daudzumu neorganiskā liesmas slāpētāja AI (OH) 3, Mg (OH) 2, lai kabeļa materiālam būtu labs liesmas slāpētājs, zems dūmu daudzums, bez halogēniem, zema toksicitāte utt. Raksturlielumi, taču tas arī padara to atšķirīgu no citiem liesmas slāpējošiem materiāliem un halogēnu saturošiem liesmas slāpējošiem materiāliem fizikālo un mehānisko īpašību, elektrisko īpašību un ekstrūzijas procesa veiktspējas ziņā.

b. TPE ir polimēru materiāls, kam piemīt gan gumijas, gan termoplastiskas īpašības. Tas parāda augstu gumijas elastību istabas temperatūrā, un to var plastificēt un veidot augstā temperatūrā, taču materiāls nav izturīgs pret nodilumu un nevar izpildīt elektrisko pasažieru automobiļu augstsprieguma kabeļu prasības. Prasības siju izmantošanai.

c. XLPE ir izgatavots no parasta PE (polietilēna) materiāla, kura temperatūras pretestības pakāpe ir 75 ℃ pēc apstarošanas šķērssaites, tā temperatūras pretestības pakāpe var sasniegt 150 ℃, un tai ir lieliskas fizikālās un mehāniskās īpašības, izturība pret pārslodzi un ilgs kalpošanas laiks un citas īpašības, bet ne liesmas slāpētājs.

d. Silikona gumijai ir augsts sadalīšanās spriegums, tāpēc tai ir loka pretestība, noplūdes izsekošanas pretestība un ozona izturība. Tam ir arī laba izturība pret augstu un zemu temperatūru, augsta temperatūras izturība līdz 200 ℃, laba izolācijas veiktspēja, kā arī augsta temperatūra un mitrums. Stabils sniegums un antipirēns apstākļos. Pēc iepriekš minēto materiālu īpašību salīdzināšanas silikona gumija ir kļuvusi par pirmo elektrisko pasažieru automobiļu augstsprieguma kabeļu izolācijas materiālu izvēli, pateicoties tā labajām fizikālajām un mehāniskajām īpašībām, ilgajam kalpošanas laikam un zemajai cenai. Elektrisko pasažieru transportlīdzekļu galīgā projektētā augstsprieguma kabeļa struktūra parādīta 1. attēlā.

1. attēls. Augstsprieguma kabeļu uzbūve vieglajiem automobiļiem

2. Augstsprieguma savienotāja dizains

2.1. Augstas strāvas kontaktu projektēšana

Savienotājiem (galvenokārt tajos esošajiem kontaktiem) ir darba temperatūras ierobežojumi. Kad darba temperatūra pārsniedz norādīto robežu, savienotājs karstuma dēļ kļūs mazāk drošs vai pat nedarbosies. Savienotāja temperatūras paaugstināšanai ir divi galvenie iemesli:

a. Pati mašīna. Karstākā automašīnas daļa ir ap motoru, piemēram, temperatūra ap tradicionālo automašīnas dzinēju var sasniegt 125 ° C vai vairāk.

b. Pats savienotājs. Savienotājs izmantošanas laikā radīs siltumu, un savienotājā ievietotajiem kontaktiem ir kontakta pretestība. Jo lielāka ir kontakta pretestība, jo lielāks ir jaudas zudums, jo augstāka ir kontakta temperatūra un mazāka uzticamība. Šajā sakarā īpaša uzmanība jāpievērš, projektējot augstsprieguma un strāvas savienotājus elektriskajiem pasažieru transportlīdzekļiem. Lai izvairītos no pārmērīgi augstas temperatūras, lai bojātu savienotājā esošo izolācijas materiālu, samazinātu tā izolācijas veiktspēju vai pat izdegtu, kā arī samazinātu kontakta elastību pēc karsēšanas vai izolācijas plēves veidošanās kontakta zonā , kas samazina kontakta uzticamību un palielina lielu kontakta pretestību, kas pastiprina darba temperatūras paaugstināšanos, un šāds apburtais loks galu galā noved pie savienojuma un kontakta kļūmes. Racionāli jāprojektē lielie strāvas kontakti elektrisko pasažieru transportlīdzekļu augstsprieguma un lielas strāvas savienotājos.

Projektējot augstsprieguma kontaktus, kontakta formas izvēle tieši noteiks savienotāja kvalitāti un izmaksas. Parasti kontaktu kontaktu formas galvenokārt ietver lapu tipu, lapu atsperes veidu un stiepļu atsperes veidu, kā parādīts 2. attēlā.

2. attēls. Trīs veidu kontaktu struktūra

Mikroshēmas kontakta kontaktligzda ir cilindriska muciņa, kas ir sagriezta un aizvērta, un ligzdu apstrādā ar berilija bronzas stiepli (stieni). Izejviela ir dārgāka, un turpmāko slēgšanas procesu ir grūti kontrolēt, un produkta kvalitātes konsekvenci ir grūti garantēt, un izmaksas ir augstas.

Lapu atsperes kontakta domkrats ir vainaga atsperes caurums, un domkrats ievieto 1 līdz 2 lapu atsperu spoles. Katra lapu atsperes spole sastāv no vairākām pavasara lapām, un visas pavasara lapas ir izliektas uz iekšu, veidojot elastīgu pavasara spoli; kad kontaktligzda un tapa ir saskaņota, katra atsperes lapa saskaras ar tapu un rada spiedes spēku, lai nodrošinātu stabilu kontaktu vairākos punktos; lapu atsperes ligzda sastāv no misiņa automašīnu detaļām un vainaga atsperes štancēšanas detaļām, laba produkta konsistence un zemas izmaksas. Amphenol patentētajā RADSOK domkrata konstrukcijā (kā parādīts 3. attēlā) tiek izmantota hiperboliska vainaga atsperes tehnoloģija, lai palielinātu kontakta laukumu par 65%, un tā virsma ir sudraba pārklājums ar augstu nodilumizturību.

3. attēls. Amphenol' RADSOK domkrata struktūra

Stieples atsperes tipa kontakta domkrats ir stieples atsperes caurums. Domkrata struktūra ir līdzīga lapas atsperes domkrats, izņemot to, ka stieples atsperes domkrats sastāv no atsperes stieples. Neskatoties uz to, ka stieples atsperes ligzdai ir lieliska veiktspēja, process ir sarežģīts, izmaksas ir arī augstākas.

Pēc iepriekš minēto kontaktu veidu salīdzināšanas elektriskā pasažieru automobiļa augstsprieguma un augstsprieguma savienotājs pieņem augstsprieguma lapu atsperes kontaktu. Tajā pašā laikā, lai uzlabotu kontaktu uzticamību un strāvas pārneses kapacitāti, un lai izpildītu citas augstas strāvas kontaktu indeksu prasības, augstsprieguma lapu atsperes kontaktā tiek izmantots divpakāpju lapu atsperu domkrats ar dubultām niedrēm. Visbeidzot, aprēķinot augstas strāvas kontakta kontakta pretestību, konstrukcijas dizainu un modificējot parauga konstrukciju, veiksmīgi tika izveidots lielās strāvas kontakts.

2.2. Augsta spiediena pretestības veiktspējas dizains

Lai izpildītu elektrisko pasažieru transportlīdzekļu augstsprieguma savienotāju konstrukcijas prasības, jānodrošina, lai katrai augstsprieguma savienotāja daļai būtu pietiekama dielektriskā izturība, izmantojot konstrukcijas konstrukciju un materiālu izvēli, lai nodrošinātu tās augstsprieguma pretestību. Augstsprieguma pretestības projektēšana elektrisko pasažieru transportlīdzekļu augstsprieguma savienotājiem galvenokārt ietver šļūdes attālumu, saskarnes gaisa spraugu un izolācijas materiālus.

Lēciena attālums nozīmē, ka tad, ja darba spriegums ir pārāk liels, momentānais pārspriegums izraisīs strāvas izdalīšanos loka gar atstarpi starp izolāciju, kas sabojās ierīci un pat operatoru. Šī izolācijas sprauga ir šļūdes attālums. Loka nepārtrauktais darba spriegums nosaka šļūdes elektrisko attālumu. Augstsprieguma savienotāju konstrukcijā pēc iespējas jāpalielina šļūtenes attālums. Ņemot vērā to, ka savienotāja dielektriskais izturības spriegums ir virs 400 V, pēc rūpīgas aprēķināšanas un verifikācijas savienotāja izliešanas attālums ir paredzēts vairāk nekā 24 mm, kas var pilnībā izpildīt augstās savienotāja 600 V lietošanas prasības.

Lai uzlabotu savienotāja augsta spiediena pretestību, kad savienotājs ir ievietots, saskarnes daļai jābūt piemērotai bez gaisa spraugas. Savienotāja saskarne galvenokārt ietver kontaktdakšas savienotāja un kontaktligzdas savienotāja savienojuma saskarni, savienotāja kontaktu un stieples savienojuma daļu. Šīs daļas ir jāaizpilda ar barotni bez gaisa, lai droši nodrošinātu, ka savienotājs nav sadalīts. Lai novērstu saskarnes gaisa spraugu esamību, projektējot augstsprieguma savienotājus, ir veikti šādi pasākumi:

a. Pārošanās saskarnē tiek izmantots mīksts izolācijas materiāls, lai nodrošinātu, ka gaisa sprauga tiek aizpildīta, pārošanās vietā.

b. Izolācija ārpus kontaktligzdas kontakta daļas ir veidota, lai aizpildītu atstarpi ārpus kontakta daļas.

c. Spraudņa un kontaktligzdas pārošanās virsma ir konusveida.

d. Daļa kabeļa izolācijas stiepjas savienotāja korpusā pēc kontakta pievienošanas kabelim.

Lai uzlabotu savienotāja augstsprieguma pretestību, elektrisko pasažieru transportlīdzekļu augstsprieguma savienotājā tiek izmantots PPA ar labu izolācijas veiktspēju, augstu sadalīšanas spriegumu, augstu izolācijas izturību, labu stabilitāti zem augstas temperatūras un augsta spiediena, loka pretestību, noplūdi izturība un zema mitruma absorbcija. (Poliftalamīda) plastmasa.

2.3. Vispārējs struktūras dizains

Galīgā projektētā augstsprieguma savienotāja, kas paredzēts pasažieru elektriskajiem transportlīdzekļiem, struktūra parādīta 4. attēlā. Augstsprieguma savienotāja struktūra ir iekšējais vadītājs, izolācijas slānis, aizsargājošs slānis un apvalks no iekšpuses uz ārpusi .

4. attēls. Elektriskā pasažieru automobiļa augstsprieguma savienotāja struktūra

3. Augstsprieguma elektroinstalācijas kopējais dizains

3.1. Ekrāna veiktspējas dizains

Lai projektētie augstsprieguma elektroinstalācijas vadi ne tikai atbilstu pamata un uzticamām elektrisko pieslēgumu prasībām, bet arī ar izcilu elektromagnētiskā aizsarga veiktspēju, tiek izstrādāts augstsprieguma elektroinstalācijas ekranēšanas veiktspējas dizains. Augstsprieguma elektroinstalācijas ekranēšanas veiktspējas dizains galvenokārt ietver paša augstsprieguma kabeļa ekranēšanas veiktspējas dizainu, augstsprieguma kabeļa un augstsprieguma savienotāja ekranēšanas veiktspējas dizainu, augstsprieguma kabeļa ekranēšanas veiktspējas dizainu. pats sprieguma savienotājs un augstsprieguma savienotāju savienojuma saskarnes ekranēšanas veiktspējas dizains. Lai uzlabotu paša augstsprieguma kabeļa ekranēšanas veiktspēju, augstsprieguma kabelis izmanto ekranēšanas struktūru. Ja kabelis ir signāla līnijas un elektrības līnijas kombinācija, jums tam jāpievērš lielāka uzmanība. Lai uzlabotu augstsprieguma kabeļa un augstsprieguma savienotāja ekranēšanas veiktspēju, ir jānodrošina abu kontaktu uzticamība, it īpaši, lai nodrošinātu, ka savienojums nebūs vaļīgs spēcīgas kustības apstākļos. . Pēc savienošanas kabeļu pinums ir saskarē ar ekranējošo slāni, un kabeļu pinuma un savienotāja savienojumam pievieno atsevišķu aizsargājošu metāla pinumu, lai uzlabotu ekranēšanas efektu. Lai uzlabotu paša augstsprieguma savienotāja ekranēšanas veiktspēju, savienotājs pieņem metāla apvalka dizainu. Lai uzlabotu ekranēšanas veiktspēju savienotāju savienošanas saskarnē, konstrukcijā tiek pieņemta vairoga atsperes struktūra, lai nodrošinātu uzticamu kontaktu starp kontaktdakšu un kontaktligzdas apvalku; savienotāja galvas iekšējais vadītājs ir zemāks par korpusa saskarni, lai novērstu iekšējā vadītāja saskari ar pirkstiem vai citu Metālu ir noteikta aizsargājoša loma un palielināta drošība; pēc pārošanās kontaktligzdas savienotāja un kontaktdakšas savienotāja aizsargslānis ir drošā saskarē, tāpēc pārošanās virsma ir pasargāta no ārpuses.

3.2 Mehāniskā aizsardzība un putekļu un ūdensnecaurlaidīgs dizains

Tā kā elektriskajiem pasažieru automobiļiem ir liels augstsprieguma kabeļu diametrs, ir nepieciešama īpaša maršrutēšana, tas ir, elektrisko pasažieru automašīnu augstsprieguma elektroinstalācijas vadi ir izlikti ārpus automašīnas. Tāpēc elektrisko pasažieru automobiļu augstsprieguma elektroinstalācijām jābūt mehāniski aizsargātām un konstruētām putekļu un ūdens izturībai. Lai uzlabotu augstsprieguma elektroinstalācijas mehānisko aizsardzību un putekļu un ūdensnecaurlaidību, starp pieslēgtajiem savienotājiem un savienotāju savienojošo kabeļu novietojumu tiek veikti aizsardzības pasākumi, piemēram, blīvgredzeni, lai novērstu ūdens tvaiku un putekļu iekļūšanu, tādējādi nodrošinot savienotāju blīvēšanas vidi. Izvairieties no īssavienojumu riska starp kontaktiem, novērsiet mitruma iekļūšanu un izvairieties no drošības jautājumiem, piemēram, dzirkstelēm.

3.3. Kalpošanas laiks

Elektriskās pasažieru automašīnas, kas brauc pa šoseju, radīs lielas vibrācijas tādu faktoru dēļ kā nevienmērīga ceļa virsma un ātrums, kas izraisīs berzi un nodilumu starp augstsprieguma elektroinstalācijas un kontakta daļām un citām elektroinstalācijām, kā arī nogurumu un pati augstsprieguma elektroinstalācija. Lai uzlabotu augstsprieguma elektroinstalācijas kalpošanas laiku un kvalitāti, jānostiprina savienojums starp augstsprieguma kabeli un augstsprieguma savienotāju, jānoslēdz savienojums starp augstsprieguma savienotāju un elektroinstalācija. shēma būtu jāoptimizē. Augstsprieguma elektroinstalācijas materiāls jāizvēlas no nodilumizturīgiem materiāliem un vadiem. Izmantojiet vara savelšanos ar nogurumu. Turklāt savienojuma saite starp augstsprieguma savienotājiem ir pašas augstsprieguma elektroinstalācijas vājā vieta. Lai uzlabotu augstsprieguma elektroinstalācijas kalpošanas laiku un atbilstu augstsprieguma elektriskās sistēmas prasībām, ir jāgarantē augstsprieguma savienotāja ievietošanas un noņemšanas skaits un pieslēguma kvalitāte.

3.4. Vispārējās struktūras dizains

Elektrisko pasažieru transportlīdzekļu galīgā projektētā augstsprieguma elektroinstalācijas struktūra ir parādīta 5. attēlā.

5. attēls. Augstsprieguma elektroinstalācijas elektroinstalācijas vadu struktūra

4. Augstsprieguma elektroinstalācijas veiktspējas pārbaude

Lai pārbaudītu, vai augstsprieguma elektroinstalācijas, kas konstruētas ar augstsprieguma un strāvas kontaktu tehnoloģiju, strukturālā racionalitāte, kontakta laukums, kontakta pretestība, vibrācijas pretestība utt. pašreizējā veiktspēja, elektrisko pasažieru transportlīdzekļu augstsprieguma elektroinstalācijas paraugi Pēc izstrādes pabeigšanas veic atbilstošus veiktspējas testus saskaņā ar attiecīgajām konstrukcijas prasībām, un testa rezultāti ir parādīti 1. tabulā. Var redzēt, ka elektriskā pasažieru transportlīdzekļa augstsprieguma elektroinstalācijas dažādās veiktspējas atbilst standarta prasībām, un kontaktu struktūras, savienotāja struktūras un visa augstsprieguma elektroinstalācijas konstrukcija ir pamatota.

(Avots:" Inverter World")