Proses crimping harness kabel tegangan tinggi otomotif

1. Metode koneksi harness kabel tegangan tinggi mobil

Secara umum, ada tiga cara utama untuk menghubungkan kabel harness kabel mobil dan terminal konektor: pengelasan, crimping dan koneksi mekanis, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Metode pengelasan terutama mengadopsi koneksi solder timah, yang cocok untuk koneksi dan perakitan kabel mobil harness dengan batch kecil dan area penampang kabel kecil; Ini memiliki masa pakai yang lama dan cocok untuk pemrosesan massal, tetapi membutuhkan penggunaan crimping dies untuk mencapai koneksi dan perakitan; metode koneksi mekanis terutama menggunakan pengencang untuk menggabungkan dan memperbaiki terminal konektor dan kabel dengan erat, dan perakitannya relatif rumit dan tidak cocok untuk produksi massal.

Saat ini, kabel harness kabel mobil asing dan terminal konektor umumnya dihubungkan dengan crimping, dan teknologi koneksi sangat stabil dan andal. Namun, produksi wiring harness mobil di negara saya masih dalam tahap pengembangan, terutama teknologi proses koneksi yang andal dari wiring harness mobil belum sepenuhnya dikuasai . Menurut pengalaman jangka panjang dalam koneksi dan perakitan harness kabel mobil, di antara tiga metode koneksi pengelasan, crimping dan koneksi mekanis, metode crimping adalah yang paling dapat diterapkan, dan koneksinya cepat, andal, kokoh, dan memiliki umur panjang. Sangat cocok untuk pemrosesan massal. Penelitian tentang teknologi crimping adalah yang paling penting untuk koneksi yang andal dari kabel harness kabel tegangan tinggi mobil dan terminal konektor.

2 Proses crimping harness kabel tegangan tinggi mobil

gambar

Arus pengenal yang ditransmisikan oleh harness kabel tegangan tinggi otomotif besar, hingga beberapa ratus ampere, sehingga diameter kabel yang dipilih juga relatif besar, yang mengedepankan persyaratan yang lebih tinggi untuk kualitas crimping kabel dan terminal konektor. Untuk memastikan bahwa kabel dan terminal konektor memiliki kualitas tinggi setelah dikerutkan dan dikencangkan, dan untuk memastikan bahwa sifat listrik (seperti arus pengenal) dan sifat mekanik (seperti gaya tarik) dari tegangan tinggi otomotif wiring harness setelah crimping memenuhi persyaratan, berikut ini adalah proses crimping. Faktor utama yang mempengaruhi kualitas crimping terminal kabel dan konektor (termasuk struktur terminal, metode crimping, tinggi crimping, dan panjang crimping) dianalisis.

2.1 Struktur terminal dan metode crimping

Saat ini, struktur terminal konektor yang umum digunakan dari wiring harness tegangan tinggi mobil ditunjukkan pada Gambar 2. Struktur terminal dapat dibagi menjadi bagian kontak, bagian tengah dan bagian crimping. Bagian kontak digunakan untuk memastikan koneksi konektor, transmisi daya listrik dan sinyal; bagian tengah adalah area penerima antara bagian kontak dan bagian crimping, memastikan bahwa bagian kontak dan dirinya sendiri tidak berubah bentuk selama proses crimping, dan pada saat yang sama berperan dalam penentuan posisi. Setelah deformasi terjadi selama proses crimping, itu akan sangat mempengaruhi kinerja wiring harness mobil; bagian crimping digunakan untuk menghubungkan permukaan kontak terminal konektor dan kabel di bawah kekuatan eksternal, dan kualitasnya secara langsung mempengaruhi konduktivitas listrik, gaya tarik, dll. dari harness kabel mobil. Bentuk penampilan.

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). Menurut teori gaya dari balok yang ditumpu sederhana, momen lentur pada bagian crimping L/2 adalah yang terbesar, menghasilkan tinggi crimp yang berbeda (yaitu, tinggi penampang dari bagian yang dikerutkan dari terminal konektor dan terminal setelahnya. kabel dikerutkan), yang membuat ketinggian crimping berbeda. Area kontak nyata setelah koneksi hanyalah bagian yang sangat kecil, yang hanya setara dengan kontak saluran. Ini sangat mempengaruhi sifat listrik dan mekanik dari rangkaian kabel tegangan tinggi otomotif dengan luas penampang kabel yang besar, persyaratan kinerja tarik tinggi, dan panjang crimping yang panjang (yaitu, panjang kontak antara terminal konektor dan kabel setelah crimping).

Untuk memastikan sifat listrik dan mekanik dari harness kabel tegangan tinggi otomotif setelah crimping, dan untuk menghindari area kontak yang terlalu kecil karena ketinggian crimping yang berbeda dalam proses pencetakan crimping satu kali, setelah desain yang dioptimalkan, terminal konektor harness kabel tegangan tinggi otomotif menggunakan terminal tersegmentasi. , dan strukturnya ditunjukkan pada Gambar. Terminal tersegmentasi dan kabel dikerutkan dengan metode crimping tersegmentasi. Metode crimping ini dapat mengurangi panjang crimping asli dan menghemat ruang desain dengan mengeriting dua bagian secara berurutan. Persyaratan gaya tarik dan konduktivitas.

Metode elemen hingga digunakan untuk mensimulasikan dan menganalisis perpindahan bagian crimping terminal barel tertutup tradisional dan bagian crimping terminal tersegmentasi yang dirancang secara optimal ketika gaya yang sama diterapkan pada bagian crimping. Hasil analisis simulasi ditunjukkan pada Gambar 5. Dapat dilihat bahwa setelah dikerutkan oleh gaya eksternal yang sama, bagian crimping dari terminal laras tertutup tradisional adalah arkuata, dan perpindahannya adalah yang terbesar pada 1/2 bagian proksimal. permukaan ujung, yang merupakan permukaan kontak crimping antara kabel dan terminal kontak; Bagian crimping terminal tipe berbentuk drum, dan ada dua tempat dengan perpindahan terbesar. Deformasi pada langkah tengah dari dua bagian crimping relatif kecil. Selama proses crimping simulasi, kabel dan terminal memiliki area kontak yang lebih besar, dan tinggi tengah lebih tinggi. Bentuk dua bagian crimping rendah membentuk bentuk duri, yang memperkuat koneksi antara kabel dan terminal kontak.

2.2 Tinggi crimp dan panjang crimp

Untuk memastikan sifat listrik dan mekanik dari harness kabel tegangan tinggi mobil setelah crimping, selain mengadopsi struktur terminal yang wajar dan metode crimping, dalam proses crimping yang sebenarnya, tinggi crimping dan panjang crimping dari terminal kontak juga harus dipastikan.

Jika tinggi crimping terlalu tinggi, mudah untuk menyebabkan ruang kosong yang berlebihan di area crimping, mengakibatkan area kontak yang tidak memadai antara kabel dan konduktor logam dari terminal konektor, yang tidak dapat memenuhi kekuatan crimping yang dibutuhkan oleh tinggi otomotif. harness kabel tegangan (yaitu, terminal dan terminal terhubung satu sama lain). Gaya retensi kabel), gaya tarik dan konduktivitas listrik, dan bahkan menyebabkan kondisi kerja terminal crimp yang tidak normal; jika tinggi crimp terlalu rendah, mudah untuk mematahkan inti kabel atau merusak konduktor logam di area crimp, yang tidak sejalan dengan wiring harness mobil. persyaratan crimp. Oleh karena itu, tinggi crimp kabel dan terminal konektor harus dikontrol dengan ketat. Terminal konektor sering dikerutkan oleh tekanan titik, tekanan pembatas dan metode lainnya. Umumnya, kedalaman crimping titik crimping adalah d/2 (d adalah diameter luar terminal). Pada saat ini, meskipun semua celah antara kabel dan terminal dapat dikompresi, lubang tekanan terlalu dalam, yang akan dengan mudah menyebabkan deformasi berlebihan pada inti kabel. , ditekan ke sudut yang tajam, menghasilkan efek ujung medan listrik, dan bahkan inti kabel putus dalam kasus yang parah, mengakibatkan kontinuitas dan konduktivitas listrik yang buruk dari rangkaian kabel tegangan tinggi otomotif. Umumnya, kedalaman crimping dari tekanan pengekangan adalah d/3. Pada saat ini, meskipun deformasi kompresi relatif seragam, lapisan luar pertama kali terdeformasi ketika inti kabel tembaga dikompresi, sedangkan lapisan dalam pada dasarnya tidak tertekan, dan fenomena kekencangan eksternal dan kelonggaran internal sering terjadi. , memiliki pengaruh tertentu pada konduktivitas listriknya.

Mengingat kekurangan dari metode tekanan titik dan metode tekanan pengekang, disarankan untuk menggunakan kombinasi dari tekanan pengekangan dan metode tekanan titik crimping setelah desain yang dioptimalkan untuk mengontrol kedalaman crimping ke 0.4d , sehingga secara efektif memampatkan terminal dan kabel. Jika panjang crimping terlalu panjang, gaya crimping akan terlalu besar, dan pada saat yang sama, material akan terbuang, sehingga tingkat pemanfaatan struktural area crimping akan rendah; Kekuatan crimp (yaitu, gaya retensi terminal ke kabel) yang diperlukan untuk rangkaian kabel tegangan tinggi juga menghasilkan konduktivitas listrik yang terlalu rendah. Oleh karena itu, panjang crimp kabel dan terminal konektor harus dikontrol dengan ketat. Biasanya rumus perhitungan panjang crimping La adalah:

Dimana: FT adalah gaya tarik terminal yang sesuai, yaitu gaya tarik kabel dengan ukuran berbeda (persyaratan standar ditunjukkan pada Tabel 1); Fz adalah gaya gesekan pada permukaan kontak antara terminal dan kabel; R adalah jari-jari kabel setelah crimping.

Tabel 1 Persyaratan standar untuk gaya tarik kabel dengan ukuran berbeda

2.3 Tes kinerja crimp

Untuk lebih memahami pengaruh struktur terminal, metode crimping, tinggi crimping, dan panjang crimping dalam teknologi crimping pada sifat listrik dan mekanik dari wiring harness tegangan tinggi otomotif setelah crimping, wiring harness otomotif dengan arus pengenal 200 A (dipilih Area penampang kabel adalah 25mm2, dan arus lewat maksimum adalah 300A) sebagai contoh, dan penelitian eksperimental tentang kinerja crimping dari harness kabel tegangan tinggi otomotif yang relevan dilakukan. Tabel 2 menunjukkan proses crimping yang digunakan untuk setiap sampel harnes kabel tegangan tinggi otomotif dalam uji kinerja crimping harnes kabel tegangan tinggi mobil. Sampel 1 mengadopsi proses crimping tradisional, dan sampel 2 mengadopsi struktur terminal dan proses crimping yang dioptimalkan. Metode koneksi, panjang crimping dan tinggi crimping tradisional, sampel 3 mengadopsi struktur terminal yang dirancang secara optimal, metode crimping, tinggi crimping dan panjang crimping. Hasil pengujian kinerja crimping wiring harness tegangan tinggi otomotif ditunjukkan pada Gambar 6. Dapat dilihat bahwa sifat listrik dan mekanik sampel 3 adalah yang terbaik. Ini menunjukkan bahwa desain proses crimping yang dioptimalkan dapat memastikan kualitas tinggi dan kinerja tinggi setelah crimping harness kabel tegangan tinggi otomotif.

Tabel 2 Teknologi crimping yang digunakan untuk setiap sampel rangkaian kabel tegangan tinggi otomotif

3.Kesimpulan

Mulai dari persyaratan kinerja dan karakteristik penggunaan harness kabel tegangan tinggi otomotif, makalah ini menganalisis faktor-faktor utama (struktur terminal, metode crimping, tinggi crimping, dan panjang crimping) yang mempengaruhi kualitas crimping kabel dan terminal konektor dalam proses crimping dan usulan desain optimasi yang diusulkan. Melalui uji kinerja crimping wire harness mobil tegangan tinggi yang relevan, diverifikasi bahwa crimping tersegmentasi memiliki sifat mekanik yang lebih baik daripada crimping seluruh bagian, dan metode crimping yang menggabungkan tekanan pengekangan dan tekanan titik digunakan untuk mengontrol ketinggian crimping dan panjang untuk memastikan kinerja mekanik dan listrik yang lebih baik dari harness kabel tegangan tinggi otomotif.