優化的載流能力:通往電氣未來的橋樑
製造業面臨的挑戰是使其係統適應日益增長的性能要求,而又不佔用更多空間。在此了解浩亭如何透過有針對性的設計優化和先進的尖端技術來提高電氣連接的效率和性能。
全電氣化社會需要電能,電能透過部門間和部門內部的電源核心供應。在許多情況下,向電氣化系統的過渡將需要更高的性能水平,或者必須創建具有更大功率的新系統。
汽車車載電力的增加是日常生活中的一個例子。此項措施簡化了所謂「線控煞車」和「線控轉向」應用的實施。前者是指電動煞車系統,其中煞車力是以電子方式而非機械方式傳送,換句話說,是透過煞車管路傳送。第二種指的是電子轉向系統,其中方向盤與車輪之間的連接也不是機械式的,就像轉向桿一樣,而是透過電子信號來執行。這些性能的提升也優化了電動車的充電過程。在此,必須在短時間內透過連接器將大量能量傳輸至車輛,以便電動車在 「加油 」時能像內燃機一樣強勁。類似的例子也可以在其他領域找到。
儘管能源需求更高,但可用空間保持不變。與此同時,高效率的安裝、維護或操作要求使用連接器,因此必須能夠在保持相同尺寸的情況下提供更高的載流能力。
提高電流承載能力有三個關鍵切入點:電纜連接、接觸材料和接觸點本身。
Stephan Middelkamp
品質和技術總經理
提高效率的關鍵
此時,電流承載能力就發揮作用了。它表示在特定電纜直徑下連接器可以傳輸的最大電流。此容量是由電阻產生的熱量與耗散的熱量之間的平衡所產生的。後者透過輻射和電纜兩種方式消散。雖然使用更大的連接器和電纜可以更容易實現更高的載流能力,但在許多應用中這不是一種選擇。在某些情況下, 連接器的主動冷卻 或 使用替代塑膠材料 允許更高溫度將會提供解決方案。
降低電阻 是另一種替代方法,可以防止熱量產生。這也提高了能源效率。歸根究底,提高電流承載能力有三個關鍵切入點:電纜的連接、接觸材料和接觸點本身。
電纜連接有多種解決方案。所謂的“壓接”,即建立既提供電接觸又提供機械強度的機械連接,是能源領域的常見技術。
良好的壓接可以大大降低由於電纜和接觸面積的塑性變形而產生的接觸電阻。正確的壓接工具和正確的參數是這裡的關鍵因素。在接觸材料方面,所選的合金也特別令人感興趣,因為它可以顯著提高導電性。一般採用銅合金作為母材。
交配區域的阻力受多種因素的影響。 接觸點的數量和尺寸可以透過特定設計進行最佳化: 接觸面越大,電阻越小。法向力(換句話說,將配合部件壓在一起的力)在這種情況下也起著重要作用。較高的法向力會增加有效的接觸面,也就是說每個接觸點可以流過更多的電流,而表面的選擇則會支持這個效果。然而,較大的法向力也需要較大的插入力,進而增加磨損。
最終,顯而易見 許多參數的最佳化設計提高了整體的載流能力。 最先進的模擬工具使我們能夠在設計階段就優化目前的承載能力,這意味著可以選擇不同的設計和材料,並據此進行調整。
Stephan Middelkamp 博士
職位: 品質技術部總經理
- 部門: SSU QT
- 公司名稱: HARTING Stiftung Co. KG