组合镀覆等方法的高压直流电源连接器
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本规范规定了电动汽车系列高压连接器(以下简称连接器)的技术要求、质量保证规定、试验方法。
本规范适用于GB/T 18384.3-2015规定的B级电压电路的电动汽车高压连接器。
2.引用文件:下列文件中的有关条款通过引用而成为本规范的条款。
凡注日期或版次的引用文件,其后的任何修改单(不包括勘误的内容)或修订版本都不适用于本规范,但提倡使用本规范的各方探讨使用其最新版本的可能性。
凡不注日期或版次的引用文件,其最新版本适用于本规范。
GB/T 18384.3-2015 电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护GB/T 5095.2-1997 电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法第二部分:一般检查、电连续性和接触电阻测试、绝缘试验和电压应力试验GB/T 5095.3-1997 电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法第3部分:载容流量实验GB/T 5095.5-1997 电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法第5部分:机械负荷和寿命试验GB/T 5095.6-1997 电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法第6部分:气候试验和锡焊试验GB/T 5095.8-1997 电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法第8部分:连接器、接触件及引出端的机械试验GB/T 28046.3-2011道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分_机械负荷标准GB/T 28046.4-2011道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分_气候负荷标准GB/T 28046.5-2013道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第5部分_化学负荷标准GB/T 4208-2008 外壳防护等级(IP代码)GB/T 2423.2-2008 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验B:高温GB/T 2423.5-1995 电工电子产品环境试验第二部分:试验方法试验Ea和导则:冲击GB/T 2423.17-2008 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ka:盐雾GB/T 2048-2008 塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法QC/T 413-2002 汽车电子设备基本技术条件QC/T 417.1-2001 车用电线束插接器QC/T 29106-2014 汽车电线束技术条件GB/T 2828 计数抽样检验程序SAE J2223-2-2011 Connections for On-Board Road Vehicle Electrical Wiring Harnesses—Part 2: Tests and General Performance RequirementsSAE_J1742-2005Connections_for_High_Voltage_On-Board_Road_Vehicle_Electrical_Wiring_HarnessesSAE USCAR-2-2013 Performance Specification For Automotive Electrical Connector SystemsLV215-1-2009 Electrical/ Electronic Requirements of HV Connectors3.1 总则连接器应符合本规范所有要求。
威思曼高压直流电源拓扑结构
威思曼高压直流电源的拓扑结构主要包括以下几种:
1. 串联型:串联型拓扑结构是最简单的高压直流电源拓扑结构,它将多个电源模块串联起来,以获得更高的输出电压。
这种拓扑结构适用于需要高电压、低电流输出的场合。
2. 并联型:并联型拓扑结构是将多个电源模块并联起来,以获得更大的输出电流。
这种拓扑结构适用于需要高电流、低电压输出的场合。
3. 混合型:混合型拓扑结构结合了串联型和并联型的优点,它既可以通过串联方式提高输出电压,又可以通过并联方式提高输出电流。
这种拓扑结构适用于需要高电压、高电流输出的场合。
4. 多路型:多路型拓扑结构是将多个电源模块分成多个路,每路都有自己的输入电源和输出负载。
这种拓扑结构适用于需要多路输出或需要独立控制每路输出的场合。
不同的拓扑结构具有不同的特点和适用范围,根据实际需求选择合适的拓扑结构可以获得更好的电源性能。
目录1 、目的 (2)2 、适用范围 (2)3 、定义 (2)4 、职责分配 (2)5 、流程图 ........................................................ . (2)6 、程序内容 ..................................................... .. (2)6.1 动力电池高压连接器技术参数要求 (3)6.1.1 高压连接器性能要求 (4)6.1.2 高压连接器技术参数要求 (4)6.2 高压连接器结构设计要求 (5)6.2.1 高压连接器插座中接触件与动力电池主电路连接端设计要求 (7)6.2.2 高压连接器插座固定于箱体面设计要求 (7)6.2.3 高压连接器插座与插头连接触件设计要求 (7)6.2.4 高压连接器插件的绝缘防触摸设计要求 (8)6.2.5 高压连接器的保护壳体设计要求 (8)6.2.6 高压连接器的防呆设计要求 (8)6.2.7 高压连接器的防呆设计要求 (8)6.2.8 高压连接器的高压互锁设计要求 (9)6.2.9 高压连接器的温控互锁设计要求 (9)6.2.10 高压连接器的动力线缆设计要求 (9)6.2.11 高压连接器的互换性设计要求 (9)6.3 动力电池高压连接器检验标准要求 (11)6.4供应商送样承认要求 (13)7、相关文件 (13)8、相关记录 (13)1 目的 Objectives: :汽车产业是国民经济的重要支柱产业,在国民经济和社会发展中发挥着重要作用,随着我国经济持续快速发展和城镇化进程加速推进,今后较长一段时期汽车需求仍将保持增长势头,由此带来的能源紧张和环境问题更加突出,加快培育和发展节能汽车与新能源汽车,即是有效缓解能源和环境压力,推动汽车产业可持续的紧迫任务,也是加快汽车产业转型升级、培育新的经济增长点和国际竞争优势的战略举措。
新能源电动汽车产业正是在这一时代背景下应运而生,动力总成作为整个新能源汽车的核心,如何保证其安全稳定显得尤为重要。
高压连接器标准(一)高压连接器标准导言随着电力行业的不断发展,高压连接器的重要性日益增加。
高压连接器作为电力系统的关键组成部分,其品质的好坏和规范性的程度,直接影响着电力系统的运行稳定性和安全性。
国内高压连接器标准近年来,国内对于高压连接器的规范性制定也越来越重视,先后推出了以下标准:•GB/T 12706.4-2008《架空电力线路用铝绞线电缆及其附件》•GB/T 12706.5-2008《电力电缆第5部分:电缆和电缆附件试验方法》•DL/T 813-2004《电力装置设备铸铝合金外壳及附件用接头》•DL/T 816-2004《电力装置设备铸铜合金外壳及附件用接头》•DL/T 1149-2006《电力装置接头用压接端子》•DL/T 1359-2013《电力装置设备接头清洗剂》国际高压连接器标准国际上也有多个组织制定相应的高压连接器标准,例如:•IEC 61238-1-2003《压接和机械压接接头和接线器.第1部分:压接和机械压接接头和接线器的通用规范》•ANSI C119.4-2012《电力系统用半导体负载开关设备接线器规范》•CSA C22.2 No. 41-2016《配电用压接接线器和连接器第1部分:通用规定和要求》高压连接器标准的重要性通过以上标准的介绍,我们可以看出高压连接器标准的制定与推广对于电力系统的稳定运行、安全运行有着不可替代的作用。
标准的存在可以帮助企业规范生产流程,从源头控制产品质量,提高产品安全可靠性和市场竞争力。
结论总之,高压连接器标准的制定与推广对于电力行业的长远发展至关重要,国内外相关标准的制定应紧密配合,借鉴吸收优秀经验,推动标准的升级和提升。
如何应用高压连接器标准除了对高压连接器制造企业来说,对使用者来说应用标准也很重要。
下面是一些应用标准的方法:1.遵循标准要求选购连接器使用符合国家标准的连接器,避免因连接器接触不良等问题引发的安全事故。
2.严格按照使用说明使用连接器在使用前认真阅读产品说明书,根据要求选配相应的工具和附件,提高产品的使用效果和效率。
专利名称:一种直流电连接器的组装方法及直流电连接器专利类型:发明专利
发明人:周德全,王大胜
申请号:CN200910105454.4
申请日:20090217
公开号:CN101483289A
公开日:
20090715
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种直流电连接器及组装方法。
直流电连接器的组装方法包括步骤:一、将直流电连接器本体与线材进行焊接;二、将焊接好后的直流电连接器本体与线材通过低压注塑成型的方式进行封装,以此实现直流电连接器的组装。
直流电连接器包括直流电连接器本体和线材,直流电连接器本体与线材通过低压注塑成型的方式进行连接。
本发明工艺简单,生产效率高,直流电连接器本体与线材的焊接部位通过低压注塑成型的方式进行封装,不会损伤元器件,次品率低,封装后产品的外形工整,热熔胶韧性好,强度高,封装后线材有效保护焊接点不受外力拉扯,而且直流电连接器本体与线材的封装处具有绝缘、耐温、抗冲击、减振、防潮、防水、防尘、耐化学腐蚀等功效。
申请人:信音电子(苏州)有限公司
地址:215101 江苏省苏州市吴中区胥口镇胥江工业园新峰路
国籍:CN
代理机构:深圳市科吉华烽知识产权事务所
代理人:胡吉科
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连接器PIN针电镀基本知识电镀电镀:利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺。
可以起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用电镀的概念就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。
电镀时,镀层金属做阳极,被氧化成阳离子进入电镀液;待镀的金属制品做阴极,镀层金属的阳离子在金属表面被还原形成镀层。
为排除其它阳离子的干扰,且使镀层均匀、牢固,需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液,以保持镀层金属阳离子的浓度不变。
电镀的目的是在基材上镀上金属镀层(deposit),改变基材表面性质或尺寸.电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。
电镀作用利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术。
电镀层比热浸层均匀,一般都较薄,从几个微米到几十微米不等。
通过电镀,可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层,还可以修复磨损和加工失误的工件。
镀层大多是单一金属或合金,如锌、镉、金或黄铜、青铜等;也有弥散层,如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等;还有覆合层,如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银-铟层等。
电镀的基体材料除铁基的铸铁、钢和不锈钢外,还有非铁金属,如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料,但塑料电镀前,必须经过特殊的活化和敏化处理。
电镀原理在盛有电镀液的镀槽中,经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极,用镀覆金属制成阳极,两极分别与直流电源的正极和负极联接。
电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。
通电后,电镀液中的金属离子,在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。
阳极的金属形成金属离子进入电镀液,以保持被镀覆的金属离子的浓度。
在有些情况下,如镀铬,是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极,它只起传递电子、导通电流的作用。
电解液中的铬离子浓度,需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。
第1期2019年2月机电元件ELECTROMECHANICAL COMPONENTS Vol.39No.1Feb.2019收稿日期:2018-11-17综述与简介组合镀覆等方法的高压直流电源连接器胡盛,张勇强,杜坤(四川绵阳华丰企业集团有限公司;四川绵阳,621000)摘要:本文介绍高压直流系统中具有灭弧功效的电源连接器,该结构是利用接触件起弧区电镀纳米钨镍合金,接触区采用银薄膜,接触区与热插拔时起弧区分离加快电弧的熄灭等方式保证接触件在多次热插拔后仍能有效。
关键词:钨镍合金;银薄膜;灭弧;电弧Doi :10.3969/j.issn.1000-6133.2019.01.011中图分类号:TN784文献标识码:A文章编号:1000-6133(2019)01-0043-051引言目前,高功率电连接器多采用低压高流来实现,这样使得传输过程中的功率损耗大大增加,同时也因此使得使用环境温度大大升高。
若采用高压低流,当电压超过一定数值时,其接触对在插合与分离过程中都会产生电弧。
电弧实际上是解除对(接触对)间在强磁场(强电场)作用下产生的空气电离现象,会产生高温并发出强光,从而将触头烧损,严重时还会引起火灾或者其他事故。
因此,如何避免在高压低流接触中的电弧,是实现高压电连接器实际应用中必须解决的问题之一。
高压直流该系统具备以下优点:(1)可靠性大幅提升。
高压直流供电技术引入的主要目的就在于提升系统的安全性。
UPS 系统本身仅并联主机具有冗余备份,系统组件之间更多地是串联关系,其可用性是各部分组件可靠性的连乘结果,总体可靠性低于单个组件的可靠性。
反观直流系统,系统的并联整流模块、蓄电池组均构成了冗余关系,不可靠性是各组件连乘结果,总体可靠性高于单个组件的可靠性。
理论计算和运行实践都表明,直流系统的可靠性要远远高于UPS 系统,一个例证就是大型直流系统瘫痪的事故基本没有。
(2)大大节约能耗。
目前,大量使用的UPS 主机均为在线双变换型,在负载率大于50%时,其转换效率与开关电源相近。
但一个不容忽视的现实是,为了保证UPS 系统的可靠性,UPS 主机均采用n +1(n =1、2、3)方式运行,加之受后端负载输入的谐波和波峰因数的影响,UPS 主机并不能满足运行,通常UPS 单机的设计最大稳定运行负载率仅为35 53%。
而受后端设备虚提功耗和业务发展的影响,很多UPS 系统通常在寿命中后期才能达到设计负载率,甚至根本不能达到设计负载率,UPS 主机单机长期运行在很低的负载率,其转换效率通常为80%多,甚至更低。
对于直流电源系统而言,因其采用模块化结构,可根据输出负载的大小,由监控模块、监控系统或现场值守人员灵活控制模块的开机运行数量,使整流器模块的负载率始终保持在较高的水平,从而使系统的转换效率保持在较高的水平。
(3)输入参数大大改善。
现场测试发现,目前常用的12脉冲在线双变换型UPS 主机,加装11次滤波器后,其输入功率因数通常在0.8 0.9,最大仅为0.95,输入电流谐波含量通常在7.5%左右。
与此对应,由于PFC电路的应用,额定工况下,开关整流器模块的输入功率因数通常都在0.99以上,输入电流谐波含量通常在5%以下。
输入参数的改善的直接效果是,前端设备的容量可以大大降低,前端低压配电柜可以不再配置电抗器,从而也可以降低补偿电容的耐压要求。
(4)带载能力大大提高。
UPS系统带载能力受两个因素的制约,一是负载的功率因数,以国内某大型UPS厂商的某型主机为例,在输出功率因数为0.5(容性)时,其最大允许负载率仅为50%;二是负载的电流峰值系数,通常UPS主机的设计波峰因数为3,如果负载的电流峰值系数大于3,则UPS主机将降容使用。
对于直流系统而言,不存在功率因数的问题;因其并联了内阻极低的大容量蓄电池组,加之整流器模块有大量的富余(充电和备用),其负载高电流峰值系数的负荷能力很强,不需专门考虑安全富余容量。
(5)割接改造更为方便———带电插拔更为方便。
对于采用UPS供电的设备来说,除非其采用双电源(或四电源、六电源),或专门配置有STS设备,否则通常只能采用停电方式割接。
对于重要系统来说,这是难以忍受的,更为麻烦的是,一些没有厂家支撑的老型设备,很有可能在停机不能重启的现象。
直流电源只要做到输出电压和极性相同即可连接到一起,从而实现不停电割接,而这是非常容易做到的。
同时也是交流沉积下来的习惯。
鉴于以上优点,高压直流系统逐步在工业上进行非常广的运用,美国安德森等公司也正在进行研发。
我公司已经处于完成研发并对华为公司进行了正常供货阶段。
2电弧2.1电弧的产生原理两个触头行将接触或开始分离时,只要它们之间的电压达12 20V、电流达0.25 lA,触头间隙内就会产生高温弧光,这就是电弧。
电弧可分为以下三类:1〉按电流种类可分为:交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。
2〉按电弧的状态可分为:自由电弧和压缩电弧(如等离子弧)。
3〉按电极材料可分为:熔化极电弧和不熔化极电弧。
当用开关电器断开电流时,如果电路电压不低于10-20伏,电流不小于80 100mA,电器的触头间便会产生电弧。
电弧的形成是触头间中性质子(分子和原子)被游离的过程。
开关触头分离时,触头间距离很小,电场强度E很高(E=U/d)。
从阴极表面发射出来的自由电子和触头间原有的少数电子,在电场力的作用下向阳极作加速运动,途中不断地和中性质点相碰撞。
只要电子的运动速度v 足够高,电子的动能A=1/2mv^2足够大,就可能从中性质子中打出电子,形成自由电子和正离子。
这种现象称为碰撞游离。
触头间电弧燃烧的间隙称为弧隙。
电弧形成后,弧隙间的高温使阴极表面的电子获得足够的能量而向外发射,形成热电场发射。
同时在高温的作用下(电弧中心部分维持的温度可达10000ħ以上),气体中性质点的不规则热运动速度增加。
当具有足够动能的中性质点相互碰撞时,将被游离而形成电子和正离子,这种现象称为热游离。
图1电弧产生原理2.2电弧的特性和方程2.2.1电弧的电压方程44机电元件2019年电弧电压包括近阴极区电压降Uc 、近阳极区电压降Ua 和弧柱电压降Up ,即UA =Uc +Ua +Up 两近极区压降基本不变(见图1),故以Uo =Uc +Ua 表示,称为近极区压降;弧柱区内的电场强度E又近乎恒值,约(1 5)ˑ103V /m ,在特殊介质内还可达(10 20)ˑ103V /m ,故电弧电压U A =U 0+El式中:l 为弧柱区长度,可近似地取它为整个电弧的长度。
图2电弧的电压及场强分布2.2.2直流电弧的伏安特性伏安特性为电弧的重要特性之一,它表示电弧电压与电弧电流间的关系。
当外施电压达到燃弧(击穿)电压Ub 、电流亦达到燃弧电流Ib 后,电弧便产生了,而且随着电流的增大,电弧电压反而降低(见图2)。
这是因为电流增大会使弧柱内热电离掷剧、离子浓度加大,故维持稳定燃弧所需电压反而减小。
图3直流电弧伏安特性2.2.3交流电弧的伏安特性:交流电弧的伏安特性不同于直流的伏安特性,因为交变电流总是随着时间变化,所以伏安特性只能是动态的。
值得注意的是交变电流每个周期有两次自然通过零值,而电弧也通常在电流过零时自行熄灭。
图4交流电弧伏安特性2.2.4电弧的能量平衡电弧的功率为PA =UAIA =U0lA +E I lA 按UO 和El 在UA 中所占比例,电弧有长弧与短弧之分。
若UO 在UA 中占主要地位,电弧就是短弧;反之,则是长弧。
短弧的能量损耗是转化为热能、并经电极和与之连接的金属件散往周围介质。
长弧的能量损耗可近似地认为是转化为热能、并经弧柱散往周围介质。
就一般工业电器而论,弧柱的散热具有重要意义。
弧柱是高温等离子体。
燃弧时的弧柱温度通常为(4 20)ˑ103K ,熄弧时则仅有(3 4))ˑ103K 。
弧柱温度与电极材料、灭弧介质种类和压力以及其冷却作用的强烈程度等有关。
若以QA 表示电弧能量、以Pd 表示电弧散出的功率,电弧的动态热平衡方程便是:dQA /dt =PA -Pd 若dQA /dt >0,即PA >Pd ,说明电弧能量在增大,使燃弧更加炽烈;若dQA /dt <0,即PA <Pd ,说明电弧能量在减小,电弧将趋于熄灭;若dQA /dt =0,即PA =Pd ,电弧能量达到平衡,并且稳定地燃弧。
54第1期胡盛等:组合镀覆等方法的高压直流电源连接器3灭弧的结构原理及具体结构为了满足金属接触件的结构在插入和拔出的相对运动来消除电弧的高压电连接器,解决高压电连接器应用过程产生的电弧问题。
也就是适用于热插拔要求。
3.1钨镍合金灭弧原理图5所示当端子1与端子5插合及分离时,在端子1和端子5间电压和距离达到一定条件时,端子1基体上的电子能量大于该电子溢出功时,电子脱离基体向端子5发射,从而产生电弧。
当端子1和端子5的分离区3涂覆局部电镀纳米钨镍合金后,由于钨合金镀层中含有重量比为40-95%的钨元素,利用钨元素的熔点3410ħ及钨元素低的蒸气压和稳定的化学性质,用来抵抗电弧的烧灼。
钨还是一种电阻率比较小、导电性比较好的材料。
在各种纯金属中,钨的电阻率比银、铜、金、铝大,但比锌、镍、镉、铁、钼、锡、铅、钛等小,可以作为触点材料利于降低触点的接触电阻。
但钨或钨合金的硬度很高,以机械压制法或粉末冶金法,难以得厚度较小的钨或钨合金的薄片(特别是厚度小于0.05mm 的钨合金薄片),如果将较厚的钨合金的薄片,直接用于生产金属触点,不仅将增大金属触点的原材料成本,而且由于钨或钨合金的硬度大,进行分割或冲切加工较为困难。
通过电镀的方式,利用金属诱导共沉积原理,得到高钨比、高熔点、低蒸气压的钨镍合金,就可以作为抗电弧的连接器接插件导入段镀层。
图5接触对3.2复合银薄膜灭弧原理图6是利用接触对上银薄膜2是包裹在金属件3(紫铜)外面,形成单独的整体零件,通过固定安装在金属接触件1上,利用银薄膜对电弧的吸收及银触点优良的稳定性,不容易氧化,比较耐烧蚀,即轻微烧蚀后,任有良好的导电性能,起到减低电弧燃烧的作用。
银薄膜是含银的合金材料,克服了绝缘表面膜的缺点,厚度在0.05-0.1mm 之间,通过包裹金属件(紫铜)后,过盈固定在接触件上,具有明显的抗电弧,低接触电阻,该方式装配简单,使用方便。
图6电弧拉长示意3.3接触区与起弧区分离灭弧原理接触对上额定工作接触区与起弧区分离,保证燃弧区域只发生在起弧区,从而达到牺牲起弧区,保护额定工作接触区的目的,实现接触对在多次热插拔后仍能有效可靠接触;图7内表示连接器插拔时候的状态:当金属件插针向右运动到接触金属件簧片的时候,首先接触的是金属件插针及金属件簧片上的两个凸点接触(局部电镀钨镍合金),该接触能马上产生电弧,并且会对金属件的凸点进行燃烧,当金属件继续向右运动的时候才接触到真正满足产品使用要求的接触区(银薄膜)进行接触,这时候的电弧会比刚开始接触的时候电弧小很多,该作用保护了工作接触区的在250次插拔后任能满足产品的使用要求。