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हाई-वोल्टेज वायर हार्नेस घटकों - कनेक्टर्स की व्याख्या

उच्च वोल्टेज कनेक्टर अवलोकन

हाई-वोल्टेज कनेक्टर, जिसे हाई-वोल्टेज कनेक्टर भी कहा जाता है, एक प्रकार का ऑटोमोटिव कनेक्टर है।वे आम तौर पर 60V से ऊपर के ऑपरेटिंग वोल्टेज वाले कनेक्टर्स को संदर्भित करते हैं और मुख्य रूप से बड़ी धाराओं को प्रसारित करने के लिए जिम्मेदार होते हैं।

हाई-वोल्टेज कनेक्टर मुख्य रूप से इलेक्ट्रिक वाहनों के हाई-वोल्टेज और हाई-करंट सर्किट में उपयोग किए जाते हैं।वे बैटरी पैक की ऊर्जा को विभिन्न विद्युत सर्किटों के माध्यम से वाहन प्रणाली के विभिन्न घटकों, जैसे बैटरी पैक, मोटर नियंत्रक और डीसीडीसी कनवर्टर्स तक पहुंचाने के लिए तारों के साथ काम करते हैं।कन्वर्टर्स और चार्जर जैसे उच्च-वोल्टेज घटक।

वर्तमान में, उच्च-वोल्टेज कनेक्टर्स के लिए तीन मुख्य मानक सिस्टम हैं, अर्थात् एलवी मानक प्लग-इन, यूएससीएआर मानक प्लग-इन और जापानी मानक प्लग-इन।इन तीन प्लग-इन में से, एलवी का वर्तमान में घरेलू बाजार में सबसे बड़ा प्रचलन है और सबसे पूर्ण प्रक्रिया मानक हैं।
उच्च वोल्टेज कनेक्टर असेंबली प्रक्रिया आरेख
उच्च वोल्टेज कनेक्टर की मूल संरचना
हाई-वोल्टेज कनेक्टर मुख्य रूप से चार बुनियादी संरचनाओं से बने होते हैं, अर्थात् संपर्ककर्ता, इंसुलेटर, प्लास्टिक के गोले और सहायक उपकरण।
(1) संपर्क: मुख्य भाग जो विद्युत कनेक्शन को पूरा करते हैं, अर्थात् पुरुष और महिला टर्मिनल, रीड, आदि;
(2) इन्सुलेटर: संपर्कों का समर्थन करता है और संपर्कों के बीच इन्सुलेशन सुनिश्चित करता है, यानी आंतरिक प्लास्टिक खोल;
(3) प्लास्टिक शेल: कनेक्टर का शेल कनेक्टर के संरेखण को सुनिश्चित करता है और पूरे कनेक्टर, यानी बाहरी प्लास्टिक शेल की सुरक्षा करता है;
(4) सहायक उपकरण: संरचनात्मक सहायक उपकरण और स्थापना सहायक उपकरण, अर्थात् पोजिशनिंग पिन, गाइड पिन, कनेक्टिंग रिंग, सीलिंग रिंग, घूमने वाले लीवर, लॉकिंग संरचनाएं आदि शामिल हैं।

कनेक्टर्स

हाई वोल्टेज कनेक्टर में विस्फोट का दृश्य

उच्च वोल्टेज कनेक्टर्स का वर्गीकरण

उच्च वोल्टेज कनेक्टर्स को कई तरीकों से अलग किया जा सकता है।क्या कनेक्टर में परिरक्षण कार्य है, कनेक्टर पिन की संख्या आदि सभी का उपयोग कनेक्टर वर्गीकरण को परिभाषित करने के लिए किया जा सकता है।
1.परिरक्षण है या नहीं
उच्च-वोल्टेज कनेक्टरों को उनके परिरक्षण कार्यों के अनुसार अनशील्ड कनेक्टर और शील्डेड कनेक्टर में विभाजित किया जाता है।
अनशील्डेड कनेक्टर्स में अपेक्षाकृत सरल संरचना होती है, कोई परिरक्षण कार्य नहीं होता है और अपेक्षाकृत कम लागत होती है।ऐसे स्थानों में उपयोग किया जाता है जहां परिरक्षण की आवश्यकता नहीं होती है, जैसे धातु के मामलों से ढके विद्युत उपकरण जैसे चार्जिंग सर्किट, बैटरी पैक अंदरूनी और नियंत्रण अंदरूनी।

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बिना परिरक्षण परत और बिना हाई-वोल्टेज इंटरलॉक डिज़ाइन वाले कनेक्टर्स के उदाहरण
परिरक्षित कनेक्टर्स में जटिल संरचनाएं, परिरक्षण आवश्यकताएं और अपेक्षाकृत उच्च लागत होती है।यह उन स्थानों के लिए उपयुक्त है जहां परिरक्षण कार्य की आवश्यकता होती है, जैसे कि जहां बिजली के उपकरणों का बाहरी हिस्सा हाई-वोल्टेज वायरिंग हार्नेस से जुड़ा होता है।

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शील्ड और एचवीआईएल डिजाइन उदाहरण के साथ कनेक्टर
2. प्लग की संख्या
हाई-वोल्टेज कनेक्टर को कनेक्शन पोर्ट (पिन) की संख्या के अनुसार विभाजित किया जाता है।वर्तमान में, सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले 1P कनेक्टर, 2P कनेक्टर और 3P कनेक्टर हैं।
1P कनेक्टर की संरचना अपेक्षाकृत सरल और कम लागत वाली है।यह हाई-वोल्टेज सिस्टम की परिरक्षण और वॉटरप्रूफिंग आवश्यकताओं को पूरा करता है, लेकिन असेंबली प्रक्रिया थोड़ी जटिल है और पुन: कार्य संचालन क्षमता खराब है।आमतौर पर बैटरी पैक और मोटर में उपयोग किया जाता है।
2पी और 3पी कनेक्टर्स में जटिल संरचनाएं और अपेक्षाकृत उच्च लागत होती है।यह हाई-वोल्टेज सिस्टम की परिरक्षण और वॉटरप्रूफिंग आवश्यकताओं को पूरा करता है और इसकी रखरखाव क्षमता अच्छी है।आम तौर पर डीसी इनपुट और आउटपुट के लिए उपयोग किया जाता है, जैसे हाई-वोल्टेज बैटरी पैक, नियंत्रक टर्मिनल, चार्जर डीसी आउटपुट टर्मिनल इत्यादि।

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1पी/2पी/3पी उच्च वोल्टेज कनेक्टर उदाहरण
उच्च वोल्टेज कनेक्टर्स के लिए सामान्य आवश्यकताएँ
हाई-वोल्टेज कनेक्टर्स को SAE J1742 द्वारा निर्दिष्ट आवश्यकताओं का पालन करना चाहिए और निम्नलिखित तकनीकी आवश्यकताएं होनी चाहिए:

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SAE J1742 द्वारा निर्दिष्ट तकनीकी आवश्यकताएँ

उच्च वोल्टेज कनेक्टर्स के डिज़ाइन तत्व

उच्च-वोल्टेज प्रणालियों में उच्च-वोल्टेज कनेक्टर्स की आवश्यकताओं में ये शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं हैं: उच्च वोल्टेज और उच्च वर्तमान प्रदर्शन;विभिन्न कामकाजी परिस्थितियों (जैसे उच्च तापमान, कंपन, टकराव प्रभाव, धूलरोधक और जलरोधक, आदि) के तहत उच्च स्तर की सुरक्षा प्राप्त करने में सक्षम होने की आवश्यकता;स्थापना योग्यता है;अच्छा विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण प्रदर्शन है;लागत यथासंभव कम और टिकाऊ होनी चाहिए।

उपरोक्त विशेषताओं और आवश्यकताओं के अनुसार जो उच्च-वोल्टेज कनेक्टर्स में होनी चाहिए, उच्च-वोल्टेज कनेक्टर्स के डिजाइन की शुरुआत में, निम्नलिखित डिजाइन तत्वों को ध्यान में रखा जाना चाहिए और लक्षित डिजाइन और परीक्षण सत्यापन किया जाना चाहिए।

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डिज़ाइन तत्वों की तुलना सूची, उच्च-वोल्टेज कनेक्टर्स के संबंधित प्रदर्शन और सत्यापन परीक्षण

उच्च-वोल्टेज कनेक्टर्स की विफलता विश्लेषण और संबंधित उपाय
कनेक्टर डिज़ाइन की विश्वसनीयता में सुधार करने के लिए, पहले इसके विफलता मोड का विश्लेषण किया जाना चाहिए ताकि संबंधित निवारक डिज़ाइन कार्य किया जा सके।

कनेक्टर्स में आमतौर पर तीन मुख्य विफलता मोड होते हैं: खराब संपर्क, खराब इन्सुलेशन, और ढीला निर्धारण।

(1) खराब संपर्क के लिए, स्थैतिक संपर्क प्रतिरोध, गतिशील संपर्क प्रतिरोध, एकल छेद पृथक्करण बल, कनेक्शन बिंदु और घटकों के कंपन प्रतिरोध जैसे संकेतकों का उपयोग निर्णय के लिए किया जा सकता है;

(2) खराब इन्सुलेशन के लिए, इंसुलेटर के इन्सुलेशन प्रतिरोध, इंसुलेटर की समय गिरावट दर, इंसुलेटर के आकार संकेतक, संपर्क और अन्य भागों का पता लगाया जा सकता है;

(3) निश्चित और अलग प्रकार की विश्वसनीयता के लिए, असेंबली सहिष्णुता, सहनशक्ति क्षण, कनेक्टिंग पिन प्रतिधारण बल, कनेक्टिंग पिन सम्मिलन बल, पर्यावरणीय तनाव स्थितियों के तहत प्रतिधारण बल और टर्मिनल और कनेक्टर के अन्य संकेतकों का परीक्षण किया जा सकता है।

कनेक्टर के मुख्य विफलता मोड और विफलता रूपों का विश्लेषण करने के बाद, कनेक्टर डिज़ाइन की विश्वसनीयता में सुधार के लिए निम्नलिखित उपाय किए जा सकते हैं:

(1) उपयुक्त कनेक्टर का चयन करें।
कनेक्टर्स के चयन में न केवल कनेक्टेड सर्किट के प्रकार और संख्या पर विचार करना चाहिए, बल्कि उपकरण की संरचना को भी सुविधाजनक बनाना चाहिए।उदाहरण के लिए, आयताकार कनेक्टर की तुलना में गोलाकार कनेक्टर जलवायु और यांत्रिक कारकों से कम प्रभावित होते हैं, उनमें यांत्रिक घिसाव कम होता है, और वे तार के सिरों से विश्वसनीय रूप से जुड़े होते हैं, इसलिए जितना संभव हो सके गोलाकार कनेक्टर का चयन किया जाना चाहिए।

(2) कनेक्टर में संपर्कों की संख्या जितनी अधिक होगी, सिस्टम की विश्वसनीयता उतनी ही कम होगी।इसलिए, यदि स्थान और वजन अनुमति देते हैं, तो कम संख्या में संपर्कों वाला कनेक्टर चुनने का प्रयास करें।

(3) कनेक्टर का चयन करते समय, उपकरण की कार्यशील स्थितियों पर विचार किया जाना चाहिए।
ऐसा इसलिए है क्योंकि कनेक्टर का कुल लोड करंट और अधिकतम ऑपरेटिंग करंट अक्सर आसपास के वातावरण की उच्चतम तापमान स्थितियों के तहत संचालन करते समय अनुमत गर्मी के आधार पर निर्धारित किया जाता है।कनेक्टर के कार्य तापमान को कम करने के लिए, कनेक्टर की गर्मी अपव्यय स्थितियों पर पूरी तरह से विचार किया जाना चाहिए।उदाहरण के लिए, कनेक्टर के केंद्र से दूर के संपर्कों का उपयोग बिजली की आपूर्ति को जोड़ने के लिए किया जा सकता है, जो गर्मी अपव्यय के लिए अधिक अनुकूल है।

(4) जलरोधक और संक्षारणरोधी।
जब कनेक्टर संक्षारक गैसों और तरल पदार्थों वाले वातावरण में काम करता है, तो संक्षारण को रोकने के लिए, स्थापना के दौरान इसे किनारे से क्षैतिज रूप से स्थापित करने की संभावना पर ध्यान दिया जाना चाहिए।जब स्थितियों में ऊर्ध्वाधर स्थापना की आवश्यकता होती है, तो तरल पदार्थ को लीड के साथ कनेक्टर में बहने से रोका जाना चाहिए।आमतौर पर वॉटरप्रूफ कनेक्टर का उपयोग करें।

हाई-वोल्टेज कनेक्टर संपर्कों के डिज़ाइन में मुख्य बिंदु
संपर्क कनेक्शन तकनीक मुख्य रूप से संपर्क क्षेत्र और संपर्क बल की जांच करती है, जिसमें टर्मिनलों और तारों के बीच संपर्क कनेक्शन और टर्मिनलों के बीच संपर्क कनेक्शन शामिल है।

सिस्टम की विश्वसनीयता निर्धारित करने में संपर्कों की विश्वसनीयता एक महत्वपूर्ण कारक है और यह संपूर्ण हाई-वोल्टेज वायरिंग हार्नेस असेंबली का भी एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।.कुछ टर्मिनलों, तारों और कनेक्टर्स के कठोर कामकाजी वातावरण के कारण, टर्मिनलों और तारों के बीच का कनेक्शन, और टर्मिनलों और टर्मिनलों के बीच का कनेक्शन विभिन्न विफलताओं, जैसे जंग, उम्र बढ़ने और कंपन के कारण ढीला होने का खतरा होता है।

चूँकि क्षति, ढीलेपन, गिरने और संपर्कों की विफलता के कारण होने वाली विद्युत तारों की विफलता संपूर्ण विद्युत प्रणाली में 50% से अधिक विफलताओं के लिए जिम्मेदार होती है, विश्वसनीयता डिजाइन में संपर्कों की विश्वसनीयता डिजाइन पर पूरा ध्यान दिया जाना चाहिए। वाहन की उच्च-वोल्टेज विद्युत प्रणाली।

1. टर्मिनल और तार के बीच संपर्क कनेक्शन
टर्मिनलों और तारों के बीच का कनेक्शन क्रिम्पिंग प्रक्रिया या अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग प्रक्रिया के माध्यम से दोनों के बीच के कनेक्शन को संदर्भित करता है।वर्तमान में, क्रिम्पिंग प्रक्रिया और अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग प्रक्रिया का उपयोग आमतौर पर उच्च-वोल्टेज तार हार्नेस में किया जाता है, प्रत्येक के अपने फायदे और नुकसान होते हैं।

(1) क्रिम्पिंग प्रक्रिया
क्रिम्पिंग प्रक्रिया का सिद्धांत टर्मिनल के क्रिम्प्ड हिस्से में कंडक्टर तार को भौतिक रूप से निचोड़ने के लिए बाहरी बल का उपयोग करना है।टर्मिनल क्रिम्पिंग की ऊंचाई, चौड़ाई, क्रॉस-सेक्शनल स्थिति और खींचने वाला बल टर्मिनल क्रिम्पिंग गुणवत्ता की मुख्य सामग्री हैं, जो क्रिम्पिंग की गुणवत्ता निर्धारित करते हैं।

हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि किसी भी बारीक संसाधित ठोस सतह की सूक्ष्म संरचना हमेशा खुरदरी और असमान होती है।टर्मिनलों और तारों के सिकुड़ने के बाद, यह संपूर्ण संपर्क सतह का संपर्क नहीं है, बल्कि संपर्क सतह पर बिखरे हुए कुछ बिंदुओं का संपर्क है।वास्तविक संपर्क सतह सैद्धांतिक संपर्क सतह से छोटी होनी चाहिए, यही कारण है कि क्रिम्पिंग प्रक्रिया का संपर्क प्रतिरोध अधिक है।

यांत्रिक क्रिम्पिंग, क्रिम्पिंग प्रक्रिया से बहुत प्रभावित होती है, जैसे दबाव, क्रिम्पिंग ऊँचाई, आदि। उत्पादन नियंत्रण को क्रिम्पिंग ऊँचाई और प्रोफ़ाइल विश्लेषण/मेटलोग्राफिक विश्लेषण जैसे माध्यमों से करने की आवश्यकता होती है।इसलिए, क्रिम्पिंग प्रक्रिया की क्रिम्पिंग स्थिरता औसत है और उपकरण घिसाव बड़ा है और विश्वसनीयता औसत है।

मैकेनिकल क्रिम्पिंग की क्रिम्पिंग प्रक्रिया परिपक्व है और इसमें व्यावहारिक अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है।यह एक पारंपरिक प्रक्रिया है.लगभग सभी बड़े आपूर्तिकर्ताओं के पास इस प्रक्रिया का उपयोग करके वायर हार्नेस उत्पाद हैं।

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क्रिम्पिंग प्रक्रिया का उपयोग करके टर्मिनल और तार संपर्क प्रोफाइल

(2) अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग प्रक्रिया
अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग वेल्ड की जाने वाली दो वस्तुओं की सतहों तक संचारित करने के लिए उच्च आवृत्ति कंपन तरंगों का उपयोग करती है।दबाव में, दो वस्तुओं की सतहें आणविक परतों के बीच संलयन बनाने के लिए एक दूसरे के खिलाफ रगड़ती हैं।

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग 50/60 हर्ट्ज करंट को 15, 20, 30 या 40 किलोहर्ट्ज विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए एक अल्ट्रासोनिक जनरेटर का उपयोग करता है।परिवर्तित उच्च-आवृत्ति विद्युत ऊर्जा को ट्रांसड्यूसर के माध्यम से फिर से उसी आवृत्ति की यांत्रिक गति में परिवर्तित किया जाता है, और फिर यांत्रिक गति को हॉर्न उपकरणों के एक सेट के माध्यम से वेल्डिंग हेड तक प्रेषित किया जाता है जो आयाम को बदल सकता है।वेल्डिंग हेड प्राप्त कंपन ऊर्जा को वेल्ड किए जाने वाले वर्कपीस के जोड़ तक पहुंचाता है।इस क्षेत्र में, कंपन ऊर्जा घर्षण के माध्यम से ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जिससे धातु पिघल जाती है।

प्रदर्शन के संदर्भ में, अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग प्रक्रिया में छोटे संपर्क प्रतिरोध और लंबे समय तक कम ओवरकरंट हीटिंग होता है;सुरक्षा की दृष्टि से, यह विश्वसनीय है और लंबे समय तक कंपन के तहत ढीला होना और गिरना आसान नहीं है;इसका उपयोग विभिन्न सामग्रियों के बीच वेल्डिंग के लिए किया जा सकता है;यह सतह के ऑक्सीकरण या कोटिंग से प्रभावित होता है;वेल्डिंग की गुणवत्ता को क्रिम्पिंग प्रक्रिया के प्रासंगिक तरंगों की निगरानी करके आंका जा सकता है।

यद्यपि अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग प्रक्रिया की उपकरण लागत अपेक्षाकृत अधिक है, और वेल्ड किए जाने वाले धातु के हिस्से बहुत मोटे नहीं हो सकते (आमतौर पर ≤5 मिमी), अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग एक यांत्रिक प्रक्रिया है और पूरी वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान कोई करंट प्रवाहित नहीं होता है, इसलिए ऐसा नहीं होता है ऊष्मा चालन और प्रतिरोधकता के मुद्दे हाई-वोल्टेज वायर हार्नेस वेल्डिंग के भविष्य के रुझान हैं।

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अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग वाले टर्मिनल और कंडक्टर और उनके संपर्क क्रॉस-सेक्शन

क्रिम्पिंग प्रक्रिया या अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग प्रक्रिया के बावजूद, टर्मिनल को तार से जोड़ने के बाद, इसके पुल-ऑफ बल को मानक आवश्यकताओं को पूरा करना होगा।तार को कनेक्टर से कनेक्ट करने के बाद, पुल-ऑफ बल न्यूनतम पुल-ऑफ बल से कम नहीं होना चाहिए।


पोस्ट करने का समय: दिसम्बर-06-2023