Processus de sertissage de faisceaux de câbles haute tension automobile

1. Méthode de connexion du faisceau de câbles haute tension automobile

En règle générale, il existe trois manières principales de connecter les câbles du faisceau de câblage automobile et les bornes de connecteur : le soudage, le sertissage et la connexion mécanique, comme illustré à la figure 1. La méthode de soudage adopte principalement une connexion par soudure à l'étain, qui convient à la connexion et à l'assemblage du câblage automobile. faisceaux avec de petits lots et une petite section de câble ; Il a une longue durée de vie et convient au traitement de masse, mais nécessite l'utilisation de matrices de sertissage pour réaliser la connexion et l'assemblage ; la méthode de connexion mécanique utilise principalement des attaches pour combiner et fixer étroitement la borne du connecteur et le câble, et l'assemblage est relativement compliqué et ne convient pas à la production de masse.

À l'heure actuelle, les câbles de faisceaux de câbles automobiles étrangers et les bornes de connecteur sont généralement connectés par sertissage, et la technologie de connexion est très stable et fiable. Cependant, la production de faisceaux de câbles automobiles dans mon pays est encore au stade de développement, en particulier la technologie de processus de connexion fiable des faisceaux de câbles automobiles n'a pas encore été entièrement maîtrisée. Selon l'expérience à long terme dans la connexion et l'assemblage de faisceaux de câbles automobiles, parmi les trois méthodes de connexion de soudage, de sertissage et de connexion mécanique, la méthode de sertissage est la plus applicable et la connexion est rapide, fiable, ferme et a Une longue vie. Il convient au traitement de masse. La recherche sur la technologie de sertissage est la plus importante pour la connexion fiable des câbles de faisceau de câbles haute tension automobile et des bornes de connecteur.

2 Le processus de sertissage du faisceau de câbles haute tension automobile

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Le courant nominal transmis par le faisceau de câbles haute tension automobile est important, jusqu'à plusieurs centaines d'ampères, de sorte que le diamètre du câble sélectionné est également relativement important, ce qui impose des exigences plus élevées pour la qualité de sertissage du câble et de la borne du connecteur. Afin de garantir que le câble et la borne du connecteur sont de haute qualité après avoir été sertis et serrés, et pour garantir que les propriétés électriques (telles que le courant nominal) et les propriétés mécaniques (telles que la force de traction) de la haute tension automobile faisceau de câbles après sertissage répondent aux exigences, ce qui suit est le processus de sertissage. Les principaux facteurs affectant la qualité de sertissage des bornes de câble et de connecteur (y compris la structure de la borne, la méthode de sertissage, la hauteur de sertissage et la longueur de sertissage) sont analysés.

2.1 Structure des bornes et méthode de sertissage

À l'heure actuelle, la structure de borne de connecteur couramment utilisée du faisceau de câbles haute tension automobile est illustrée à la figure 2. La structure de borne peut être divisée en section de contact, section centrale et section de sertissage. La section de contact sert à assurer la connexion du connecteur, la transmission de la puissance électrique et des signaux ; la section médiane est la zone de réception entre la section de contact et la section de sertissage, garantissant que la section de contact et elle-même ne sont pas déformées pendant le processus de sertissage, et jouent en même temps un rôle dans le positionnement. Une fois que la déformation se produit pendant le processus de sertissage, cela affectera sérieusement les performances du faisceau de câblage automobile ; la section de sertissage est utilisée pour connecter la surface de contact de la borne du connecteur et le câble sous une force externe, et sa qualité affecte directement la conductivité électrique, la force de traction, etc. du faisceau de câblage automobile. Forme d'apparence.

The traditional closed-tube terminal and the cable are crimped by one-time crimping. The force during crimping is shown in Figure 3. The entire model can be simplified into a simply supported beam. Although the pressure F on the entire terminal crimping section remains basically unchanged, the moment M (=FL) is also different due to the difference in the length L of the force arm (with the step surface as the fulcrum) (L1>L2>L3) (M1>M2>M3). Selon la théorie de la force des poutres simplement supportées, le moment de flexion au niveau de la section de sertissage L/2 est le plus grand, ce qui entraîne différentes hauteurs de sertissage (c'est-à-dire la hauteur de la section transversale de la partie sertie de la borne du connecteur et de la borne après le câble est serti), ce qui rend la hauteur de sertissage différente. La zone de contact réelle après la connexion n'est qu'une très petite partie, qui n'est équivalente qu'au contact de ligne. Cela affecte sérieusement les propriétés électriques et mécaniques des faisceaux de câbles haute tension automobiles avec une grande section de câble, des exigences de performance de traction élevées et une longue longueur de sertissage (c'est-à-dire la longueur de contact entre la borne du connecteur et le câble après sertissage).

Afin de garantir les propriétés électriques et mécaniques du faisceau de câbles haute tension automobile après sertissage et d'éviter une zone de contact trop petite en raison des différentes hauteurs de sertissage dans le processus de moulage par sertissage unique, après la conception optimisée, les bornes du connecteur du faisceau électrique haute tension automobile utilisent des bornes segmentées. , et sa structure est illustrée à la Fig. La borne segmentée et le câble sont sertis par la méthode de sertissage segmenté. Cette méthode de sertissage peut réduire la longueur de sertissage d'origine et économiser de l'espace de conception en sertissant les deux sections successivement. Exigences en matière de force d'arrachement et de conductivité.

La méthode des éléments finis est utilisée pour simuler et analyser le déplacement de la section de sertissage de borne fermée traditionnelle et de la section de sertissage de borne segmentée conçue de manière optimale lorsque la même force est appliquée à la section de sertissage. Les résultats de l'analyse de simulation sont illustrés à la figure 5. On peut voir qu'après avoir été serti par la même force externe, la section de sertissage du terminal à barillet fermé traditionnel est arquée et le déplacement est le plus important à 1/2 de la partie proximale surface d'extrémité, qui est la surface de contact de sertissage entre le câble et la borne de contact ; La section de sertissage du type borne a la forme d'un tambour, et il y a deux endroits avec le plus grand déplacement. La déformation au niveau du pas médian des deux sections de sertissage est relativement faible. Pendant le processus de sertissage de simulation, le câble et la borne ont une plus grande surface de contact et la hauteur moyenne est plus élevée. La forme des deux sections de sertissage basses forme une forme de barbe, ce qui renforce la connexion entre le câble et la borne de contact.

2.2 Hauteur et longueur de sertissage

Afin de garantir les propriétés électriques et mécaniques du faisceau de câbles haute tension automobile après sertissage, en plus d'adopter une structure de borne et une méthode de sertissage raisonnables, dans le processus de sertissage réel, la hauteur de sertissage et la longueur de sertissage des bornes de contact doivent également être assuré.

Si la hauteur de sertissage est trop élevée, il est facile de créer un espace vide excessif dans la zone de sertissage, ce qui entraîne une zone de contact insuffisante entre le câble et le conducteur métallique de la borne du connecteur, qui ne peut pas répondre à la force de sertissage requise par le haut- faisceau de câbles de tension (c'est-à-dire que la borne et la borne sont connectées l'une à l'autre). Force de rétention du câble), force de traction et conductivité électrique, et même conduire à un état de fonctionnement anormal de la borne à sertir ; si la hauteur de sertissage est trop faible, il est facile de casser l'âme du câble ou de casser le conducteur métallique dans la zone de sertissage, ce qui n'est pas conforme au faisceau de câblage automobile. exigences de sertissage. Par conséquent, la hauteur de sertissage du câble et de la borne du connecteur doit être strictement contrôlée. Les bornes des connecteurs sont souvent serties par pression ponctuelle, pression de confinement et autres méthodes. Généralement, la profondeur de sertissage du sertissage ponctuel est d/2 (d est le diamètre extérieur de la cosse). À ce stade, bien que tous les espaces entre le câble et la borne puissent être comprimés, la fosse de pression est trop profonde, ce qui entraînera facilement une déformation excessive de l'âme du câble. , est pressé dans un angle aigu, ce qui entraîne l'effet de pointe du champ électrique, et même l'âme du câble est cassée dans les cas graves, ce qui entraîne une continuité électrique et une conductivité médiocres du faisceau de câbles haute tension automobile. Généralement, la profondeur de sertissage de la pression de confinement est d/3. À ce stade, bien que la déformation par compression soit relativement uniforme, la couche externe est d'abord déformée lorsque l'âme en fil de cuivre du câble est comprimée, tandis que la couche interne est fondamentalement non contrainte, et le phénomène d'étanchéité externe et de relâchement interne se produit souvent. , a une certaine influence sur sa conductivité électrique.

Compte tenu des lacunes de la méthode de pression ponctuelle et de la méthode de pression de confinement, il est recommandé d'utiliser la combinaison de la pression de confinement et de la méthode de sertissage par pression ponctuelle après la conception optimisée pour contrôler la profondeur de sertissage à 0.4d , de manière à comprimer efficacement les cosses et les câbles. Si la longueur de sertissage est trop longue, la force de sertissage sera trop importante et, en même temps, le matériau sera gaspillé, de sorte que le taux d'utilisation structurelle de la zone de sertissage sera faible ; La force de sertissage (c'est-à-dire la force de rétention de la borne sur le câble) requise pour les faisceaux de câbles haute tension entraîne également une conductivité électrique trop faible. Par conséquent, la longueur de sertissage du câble et de la borne du connecteur doit être strictement contrôlée. Habituellement, la formule de calcul de la longueur de sertissage La est :

Où : FT est la force d'arrachement de la borne correspondante, c'est-à-dire la force d'arrachement de câbles de différentes tailles (les exigences standard sont indiquées dans le Tableau 1) ; Fz est la force de frottement sur la surface de contact entre la cosse et le câble ; R est le rayon du câble après sertissage.

Tableau 1 Exigences standard pour la force de traction des câbles de différentes tailles

2.3 Test de performance de sertissage

Afin de mieux comprendre l'influence de la structure de la borne, de la méthode de sertissage, de la hauteur de sertissage et de la longueur de sertissage dans la technologie de sertissage sur les propriétés électriques et mécaniques du faisceau de câbles haute tension automobile après sertissage, le faisceau de câbles automobile avec un courant nominal de 200 A (sélectionné La section transversale du câble est de 25 mm2 et le courant de passage maximal est de 300 A) à titre d'exemple, et la recherche expérimentale sur les performances de sertissage du faisceau de câblage haute tension automobile concerné est effectuée. Le tableau 2 montre le processus de sertissage utilisé pour chaque échantillon de faisceau de câbles haute tension automobile dans le test de performance de sertissage du faisceau de câbles haute tension automobile. L'échantillon 1 adopte le processus de sertissage traditionnel et l'échantillon 2 adopte la structure terminale optimisée et le processus de sertissage. Méthode de connexion, longueur de sertissage et hauteur de sertissage traditionnelle, l'échantillon 3 adopte la structure de borne, la méthode de sertissage, la hauteur de sertissage et la longueur de sertissage conçues de manière optimale. Les résultats des tests des performances de sertissage du faisceau de câbles haute tension automobile sont représentés sur la figure 6. On peut voir que les propriétés électriques et mécaniques de l'échantillon 3 sont les meilleures. Cela montre que la conception optimisée du processus de sertissage peut garantir une qualité et des performances élevées après le sertissage des faisceaux de câbles haute tension automobiles.

Tableau 2 La technologie de sertissage utilisée pour chaque échantillon de faisceau de câbles haute tension automobile

3. Conclusion

En partant des exigences de performance et des caractéristiques d'utilisation des faisceaux de câbles haute tension automobiles, cet article analyse les principaux facteurs (structure des bornes, méthode de sertissage, hauteur de sertissage et longueur de sertissage) qui affectent la qualité de sertissage des câbles et des bornes de connecteur dans le processus de sertissage. et des suggestions de conception d'optimisation proposées. Grâce au test de performance de sertissage du faisceau de câbles haute tension automobile pertinent, il est vérifié que le sertissage segmenté a de meilleures propriétés mécaniques que le sertissage de section entière, et la méthode de sertissage combinant la pression de confinement et la pression ponctuelle est utilisée pour contrôler raisonnablement la hauteur de sertissage et longueur pour assurer de meilleures performances mécaniques et électriques des faisceaux électriques haute tension automobiles.