자동차 고전압 배선 하니스 압착 공정

1. 자동차 고전압 배선 하니스의 연결 방법

일반적으로 자동차 배선 하네스 케이블과 커넥터 단자를 연결하는 세 가지 주요 방법은 그림 1과 같이 용접, 압착 및 기계적 연결입니다. 용접 방법은 주로 자동차 배선의 연결 및 조립에 적합한 주석 납땜 연결을 채택합니다. 작은 배치와 작은 케이블 단면적을 가진 하네스; 수명이 길고 대량 가공에 적합하지만 연결 및 조립을 위해서는 압착 다이를 사용해야 합니다. 기계적 연결 방법은 주로 패스너를 사용하여 커넥터 단자와 케이블을 단단히 결합하고 고정하며 조립이 비교적 복잡하고 대량 생산에 적합하지 않습니다.

현재 외국 자동차 배선 하네스 케이블과 커넥터 단자는 일반적으로 압착으로 연결되며 연결 기술은 매우 안정적이고 신뢰할 수 있습니다. 그러나 우리 나라의 자동차 배선 하니스 생산은 아직 발전 단계에 있으며 특히 자동차 배선 하니스의 안정적인 연결 공정 기술은 아직 완전히 숙달되지 않았습니다. 자동차 배선 하니스의 연결 및 조립에 대한 오랜 경험에 따르면 용접, 압착 및 기계적 연결의 세 가지 연결 방법 중 압착 방법이 가장 적합하며 연결이 빠르고 안정적이며 견고하며 긴 수명. 대량 가공에 적합합니다. 자동차용 고전압 배선 하니스 케이블과 커넥터 단자의 안정적인 연결을 위해서는 크림핑 기술에 대한 연구가 가장 중요합니다.

2 자동차 고전압 배선 하니스의 압착 공정

그림

자동차 고전압 배선 하니스가 전송하는 정격 전류는 최대 수백 암페어로 크므로 선택한 케이블의 직경도 비교적 커서 케이블 및 커넥터 단자의 압착 품질에 대한 요구 사항이 더 높아집니다. 케이블과 커넥터 단자를 압착 및 조인 후 고품질을 보장하고 자동차 고전압의 전기적 특성(정격 전류 등) 및 기계적 특성(인출력 등)을 보장하기 위해 압착 후 배선 하네스가 요구 사항을 충족하는 경우 압착 공정은 다음과 같습니다. 케이블 및 커넥터 단자의 압착 품질에 영향을 미치는 주요 요인(단자 구조, 압착 방법, 압착 높이 및 압착 길이 포함)을 분석합니다.

2.1 단자 구조 및 압착 방법

현재 자동차 고전압 배선 하니스의 일반적으로 사용되는 커넥터 단자 구조가 그림 2에 나와 있습니다. 단자 구조는 접촉 부분, 중간 부분 및 압착 부분으로 나눌 수 있습니다. 접촉 섹션은 커넥터의 연결, 전력 및 신호 전송을 보장하는 데 사용됩니다. 중간 섹션은 접촉 섹션과 압착 섹션 사이의 수용 영역으로 압착 과정에서 접촉 섹션과 자체가 변형되지 않고 동시에 위치 결정 역할을 합니다. 압착 과정에서 변형이 발생하면 자동차 배선 하니스의 성능에 심각한 영향을 미칩니다. 압착부는 커넥터 단자와 케이블의 접촉면을 외력으로 연결하는 데 사용되며 그 품질은 자동차 배선 하니스의 전기 전도도, 인발력 등에 직접적인 영향을 미칩니다. 외관 모양.

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). 단순지지 보의 힘 이론에 따르면 압착 섹션 L/2에서의 굽힘 모멘트가 가장 크므로 압착 높이가 다릅니다(즉, 커넥터 단자의 압착 부분과 압착 후 단자의 단면 높이) 케이블이 압착됨), 압착 높이가 다릅니다. 연결 후 실제 접촉 면적은 라인 접촉에 해당하는 매우 작은 부분에 불과합니다. 이는 케이블 단면적이 크고 인장 성능 요구 사항이 높고 압착 길이가 긴 자동차 고전압 배선 하니스의 전기 및 기계적 특성에 심각한 영향을 미칩니다(즉, 압착 후 커넥터 단자와 케이블 사이의 접촉 길이).

압착 후 자동차 고전압 배선 하니스의 전기적, 기계적 특성을 확보하고, 1회 압착 성형 공정에서 압착 높이가 다르기 때문에 접촉 면적이 너무 작은 것을 방지하기 위해 최적화된 설계 후, 자동차 고전압 배선 하니스 커넥터 터미널은 세그먼트 터미널을 사용합니다. , 및 그 구조는 그림에 나와 있습니다. 분할 단자와 케이블은 분할 압착 방식으로 압착됩니다. 이 압착 방법은 원래 압착 길이를 줄이고 두 섹션을 연속적으로 압착하여 설계 공간을 절약할 수 있습니다. 잡아당기는 힘 및 전도도 요구 사항.

유한 요소 방법은 크림핑 섹션에 동일한 힘이 가해질 때 기존의 폐쇄 배럴 터미널 크림핑 섹션과 최적으로 설계된 세그먼트 터미널 크림핑 섹션의 변위를 시뮬레이션 및 분석하는 데 사용됩니다. 시뮬레이션 해석 결과는 그림 5와 같다. 동일한 외력에 의해 압착된 후 기존의 Closed Barrel Terminal의 압착부는 아치형이며 변위는 근위부의 1/2에서 가장 크다는 것을 알 수 있다. 케이블과 접촉 단자 사이의 압착 접촉 표면인 단면; 타입 단자의 압착부는 드럼 형상으로 변위가 가장 큰 곳이 2군데 있습니다. 두 크림핑 섹션의 중간 단계에서의 변형은 상대적으로 작습니다. 시뮬레이션 압착 과정에서 케이블과 단자는 더 큰 접촉 면적을 가지며 중간 높이는 더 높습니다. 두 개의 낮은 압착 섹션의 모양은 미늘 모양을 형성하여 케이블과 접촉 단자 사이의 연결을 강화합니다.

2.2 압착 높이 및 압착 길이

압착 후 자동차 고전압 배선 하니스의 전기 및 기계적 특성을 보장하기 위해 합리적인 단자 구조 및 압착 방법을 채택하는 것 외에도 실제 압착 공정에서 접점 단자의 압착 높이 및 압착 길이도 보장된다.

압착 높이가 너무 높으면 압착 영역에 과도한 빈 공간이 생기기 쉽고, 그 결과 케이블과 커넥터 단자의 금속 도체 사이의 접촉 면적이 충분하지 않아 자동차 높은 전압 배선 하니스(즉, 단자와 단자가 서로 연결됨). 케이블 유지력), 잡아당기는 힘 및 전기 전도성, 심지어 압착 단자의 비정상적인 작동 상태로 이어집니다. 압착 높이가 너무 낮으면 자동차 배선 하니스와 일치하지 않는 압착 영역에서 케이블 코어가 파손되거나 금속 도체가 파손되기 쉽습니다. 압착 요구 사항. 따라서 케이블과 커넥터 단자의 압착 높이를 엄격하게 제어해야 합니다. 커넥터 단자는 종종 포인트 압력, 제한 압력 및 기타 방법에 의해 압착됩니다. 일반적으로 포인트 압착의 압착 깊이는 d/2(d는 단자 외경)입니다. 이때 케이블과 단자 사이의 모든 틈은 압축될 수 있지만 압력 피트가 너무 깊어 케이블 코어의 과도한 변형을 쉽게 유발할 수 있습니다. , 예리한 각도로 눌려 전계의 팁 효과가 발생하고 심한 경우 케이블 코어조차도 파손되어 자동차 고전압 배선 장치의 전기 연속성 및 전도성이 불량합니다. 일반적으로 구속 압력의 압착 깊이는 d/3입니다. 이때, 압축변형은 비교적 균일하나 케이블의 동선 심선이 압축되면 외층이 먼저 변형되는 반면, 내층은 기본적으로 응력이 가해지지 않고 외부 조임 및 내부 헐거움 현상이 자주 발생한다. , 전기 전도도에 일정한 영향을 미칩니다.

점압법과 구속압법의 단점을 고려하여 최적화 설계 후 구속압과 점압압법의 조합을 사용하여 압착깊이를 0.4d로 제어하는 ​​것을 권장합니다. , 터미널과 케이블을 효과적으로 압축합니다. 압착 길이가 너무 길면 압착력이 너무 커지고 동시에 재료가 낭비되어 압착 영역의 구조적 활용률이 낮아집니다. 고전압 배선 하니스에 필요한 크림프 강도(즉, 케이블에 대한 단자의 유지력)로 인해 전기 전도도가 너무 낮습니다. 따라서 케이블 및 커넥터 단자의 압착 길이를 엄격하게 제어해야 합니다. 일반적으로 압착 길이 La의 계산 공식은 다음과 같습니다.

여기서: FT는 해당 단자의 잡아당기는 힘, 즉 다양한 크기의 케이블의 잡아당기는 힘입니다(표준 요구 사항은 표 1에 나와 있음). Fz는 단자와 케이블 사이의 접촉면에 작용하는 마찰력입니다. R은 압착 후 케이블의 반경입니다.

표 1 다양한 크기의 케이블 당기는 힘에 대한 표준 요구 사항

2.3 압착 성능 시험

압착 기술의 단자 구조, 압착 방법, 압착 높이 및 압착 길이가 압착 후 자동차 고전압 배선 하니스의 전기적 및 기계적 특성에 미치는 영향을 더 이해하기 위해 정격 전류가 있는 자동차 배선 하니스 200A(선택된 케이블 단면적 25mm2, 최대 통전 전류 300A)를 예로 들며 해당 자동차용 고전압 배선 하니스의 압착 성능에 대한 실험적 연구를 진행하고 있다. 표 2는 자동차 고전압 배선 하니스의 압착 성능 시험에서 각 자동차 고전압 배선 하니스 샘플에 사용된 압착 공정을 보여줍니다. 샘플 1은 전통적인 압착 공정을 채택하고, 샘플 2는 최적화된 단자 구조 및 압착 공정을 채택합니다. 연결 방법, 압착 길이 및 전통적인 압착 높이, 샘플 3은 최적으로 설계된 단자 구조, 압착 방법, 압착 높이 및 압착 길이를 채택합니다. 자동차 고전압 배선 하니스의 압착 성능에 대한 테스트 결과는 그림 6에 나와 있습니다. 샘플 3의 전기적 및 기계적 특성이 가장 우수함을 알 수 있습니다. 이는 압착 공정의 최적화된 설계가 자동차 고전압 배선 하니스의 압착 후 고품질 및 고성능을 보장할 수 있음을 보여줍니다.

표 2 자동차 고전압 와이어 하니스 샘플에 사용된 압착 기술

3.결론

본 논문에서는 자동차용 고전압 배선 하니스의 성능 요구 사항 및 사용 특성을 시작으로 압착 공정에서 케이블 및 커넥터 단자의 압착 품질에 영향을 미치는 주요 요인(단자 구조, 압착 방식, 압착 높이, 압착 길이)을 분석합니다. 및 제안된 최적화 설계 제안. 해당 자동차 고전압 와이어 하니스 압착 성능 시험을 통해 세그먼트 압착이 전체 단면 압착보다 기계적 특성이 우수함을 확인했으며, 구속 압력과 점압을 결합한 압착 방법을 사용하여 압착 높이 및 자동차 고전압 배선 하니스의 더 나은 기계적 및 전기적 성능을 보장하기 위한 길이입니다.