汽車連接器用于完結(jié)汽車電信號的傳輸和操控，線束和線束之間以及線束電氣設(shè)備之間電聯(lián)接的根底原件，起聯(lián)接和斷開電力的作用。汽車連接器導(dǎo)體接觸件的可靠接觸、可靠的電氣絕緣功用、可靠的機械聯(lián)接，確保汽車電信號的可靠傳遞和部件的有用操控。
汽車連接器的首要失效辦法
現(xiàn)場運用及實驗數(shù)據(jù)標(biāo)明，汽車連接器的失效辦法有電接觸失效、絕緣失效、機械聯(lián)合失效及其他失效辦法，各失效辦法占比見圖1。
圖1連接器失效方式占比
汽車連接器失效方式特征見表1
汽車連接器的故障樹分析
運用故障樹分析法對汽車連接器失效方式進行分析，汽車連接器的故障樹分析見圖2。
其間底工作為: 1插孔應(yīng)力懈怠、彈性疲乏:2振動;3高溫;4長時間負載:5有害氣體硫化或氧化;6濕潤:7電化學(xué)反應(yīng);8接觸件相對運動;9焊線槽應(yīng)力會合;10 原料變形量大;11接觸件不能自定中心;12絕緣板中混有金屬顆粒;13金屬剩余物;14鍍層金屬離子搬遷;15 灰塵、污物粘附在設(shè)備板;16電擊穿:17頭與座卡死無法解鎖: 18頭與座不能聯(lián)接;19設(shè)備板開裂;20可焊性差。
一、汽車連接器的電接觸失效原因分析
（1）電接觸壓力缺少。
連接器經(jīng)過插針和插孔接觸導(dǎo)電，插孔為彈性元件，其質(zhì)量優(yōu)好壞對電聯(lián)接的可靠性至關(guān)重要，插針刺進插孔插孔產(chǎn)生彈性變形，從而對插針產(chǎn)生接觸壓力，接觸壓力的不穩(wěn)定或減小會影響接觸電阻的不穩(wěn)定，在必定的振動、沖擊應(yīng)力作用下，彈性原件產(chǎn)生產(chǎn)生恢復(fù)性彈性變形，振動、沖擊應(yīng)力滿意大，作用時刻滿意長，就會構(gòu)成瞬斷故障。插針插孔長時間受作用力和反作用力，插孔彈性元件逐漸產(chǎn)生永久行變形，呈現(xiàn)應(yīng)力疲憊懈怠現(xiàn)象，尤其在接觸點及環(huán)境溫度的作用下，插孔會呈現(xiàn)蠕變現(xiàn)象，接觸壓力減小，接觸電阻增大。
（2）接觸磨損。
插拔磨損：汽車連接器插合分開時，插針與插孔之間在必定的接觸壓力作用下，因為相對運動而產(chǎn)生抵觸，在抵觸過程中，會呈現(xiàn)接觸表面的光潔度危害，幾何形狀改動、擦傷、粘連、產(chǎn)生磨屑，原料搬運等，一同還隨同有熱量產(chǎn)生。跟著插拔次數(shù)的增加，插針插孔的表面鍍層金屬被磨損，顯露基底金屬，在周圍環(huán)境作用下產(chǎn)生腐蝕，構(gòu)成接觸不良。接觸對表面磨損的程度與接觸壓力的大小，接觸抵觸部位表面光潔度，接觸對表面鍍層品種、硬度、質(zhì)量、接觸對導(dǎo)向部位圓角是否光滑以及插孔接觸部位幾何形狀等要素有關(guān)。在接觸壓力大，插針頭部及插孔內(nèi)孔口部圓角聯(lián)接差，接觸部位粗糙度高，鍍層原料硬度低，鍍層質(zhì)量差的情況下，接觸對磨損更為嚴重。連接器的插拔壽數(shù)也低，接觸穩(wěn)定性也差。
微動磨損：微振是產(chǎn)生在兩個具有小幅振動的相對運動的兩個表面的磨損現(xiàn)象，其振幅為1—100um，首要是溫度循環(huán)引起的熱脹冷縮和布景的振動，汽車連接器因其作業(yè)工況中，振動及熱沖擊一同存在，因此微動頻頻產(chǎn)生。例如電連接器依照5℃／h波動，循環(huán)20次，插針(黃銅制造)的熱膨脹系數(shù)為2x10-5/℃，插針長度為5mm，則其微振起伏可達5um。實驗標(biāo)明，這種微振抵達數(shù)百萬次今后，就有或許嚴重影響電接觸的可靠性。比方汽車作業(yè)5h，振動頻率1000Hz，相當(dāng)于產(chǎn)生1800萬次的微振。
于1連接4年提出了下述微振失效模型，將失效劃分了7個階段。
（1）潔凈的微觀突起的接觸；
（2）微振運動使微觀突起接觸露出于銹蝕作用之下，構(gòu)成銹蝕膜層；
（3）微振的反向運動刮削膜層，一部分落入“谷”中，一同有一部分壓入接觸
部分；
（4）一步的微振再次將接觸部分露出于銹蝕作用之下；
（5）微振運動使微觀突起產(chǎn)生塑性變形，使銹蝕膜層碎裂，并使碎末與突起的
金屬混合：
（6）微觀突起逐漸被銹蝕物污染，接觸電阻增加；
（7）畢竟銹蝕碎末填滿“谷”中，在兩接觸表面之間構(gòu)成厚度至少為20nm的絕緣層，聯(lián)接完全失效。
微振失效模型圖見圖3
相比較而言，電子連接器在低電壓、小電流的作業(yè)場合，微動過程中接觸表面上的絕緣，物質(zhì)的危害較大，而在大功率電力電路中，絕緣物或許因為電沖擊而被去除，對電路的影響。
二、電接觸可靠性規(guī)劃
汽車連接器電接觸可靠性規(guī)劃重點是以下參數(shù)的規(guī)劃：接觸電阻、插拔力、接觸正壓力。
接觸電阻規(guī)劃
根據(jù)電接觸理論，接觸電阻R=RC+Rf+Rp,式中：
Rp—為導(dǎo)體電阻，它是端子和引出線的奧姆電阻之和,其大小決定于端子和引出線所選用的原料、截面形狀及長度尺度。
RC—會合電阻，當(dāng)兩個端子相互接觸時,其表面不或許完整地接觸，微觀上是點與點的接觸。當(dāng)電流由一個接觸件流向另一個接觸件時，電流線就遭到縮短而產(chǎn)生阻力，因此產(chǎn)生的電阻就稱為縮短電阻。
Rf—膜層電阻，它是接觸件表面上的粘著膜、表面晦暗膜及薄膜所產(chǎn)生的電阻。
接觸電阻的影響要素：原料本身的特性，接觸壓力、生產(chǎn)工藝才干等。
端子原料選用
下表為典型金屬的電阻率
下表為銅合金的功用
選用高導(dǎo)電率或低電阻率的端子原料（黃銅的導(dǎo)電率約為13﹪,磷青銅導(dǎo)電率約為26﹪，鈹銅可大達40﹪）,是下降接觸電阻最有用的辦法。
端子原料選擇的基本要求：
導(dǎo)電性－高導(dǎo)電率、低電阻率，下降接觸電阻；
延展性-有助于端子成型；
硬度-行進機械磨損才干及增大接觸面積，減小接觸電阻；
降伏強度-屈服強度，在機械與原料科學(xué)的界說是原料開端產(chǎn)生塑性變形(永久變形)的應(yīng)力值，在彈性范圍內(nèi)有大的位移；
彈性模數(shù)-較高的彈性模數(shù)表面膜簡略損壞，有利于下降表面膜接觸電阻，較低的彈性模數(shù)則可增大彈性變形的接觸面積；
應(yīng)力懈怠-端子長時間受力或高溫，抵擋負載才干仍能堅持；
硬度(Hardness)－減少端子金屬的磨損。
接觸件插拔力規(guī)劃
在影響接觸電阻的要素中，接觸壓力的影響最大，但接觸壓力一般是無法測量的。
接觸件在刺進和拔出時為打敗彈性接觸產(chǎn)生的阻力所需求的力，稱為接觸件刺進力和拔出力，根據(jù)胡克定律，當(dāng)接觸壓力越大，為打敗彈性接觸產(chǎn)生的阻力所需求的力也越大，也就是插拔力越大，因此從某種意義上來說插拔力就是在彈性接觸件正壓力作用下，接觸件間產(chǎn)生的摩擦力。
插拔力在必定區(qū)間改動時，接觸電阻的改動較顯著，除此之外的區(qū)域，接觸電阻的改動相對鈍化，即使插拔力增加許多，接觸電阻也并未顯著減小。從經(jīng)濟性角度考慮，跨越必定極限，再要求經(jīng)過增大插拔力來減小接觸電阻，沒有實際意義。所以，為減小接觸電阻，不應(yīng)僅從插拔力去考慮。
接觸件的接觸壓力
接觸壓力是相互接觸的表面產(chǎn)生并垂直于接觸表面的力，影響著電接觸功用，
因為機械或環(huán)境應(yīng)力而使正壓力減少，會引起接觸電阻的增加，若超出規(guī)矩值將引起電路失效。
在連接器smart化的趨勢下，接觸壓力的規(guī)劃必須十分精準(zhǔn)。
堅持力太大的缺點：
(1)增加端子刺進力，易構(gòu)成端子變形；
(2)增加housing內(nèi)應(yīng)力，易構(gòu)成housing變形。
堅持力太小的缺點：
(1)接觸壓力不夠，構(gòu)成接觸電阻大，接觸不良；
(2)端子易松脫。
下圖為接觸壓力與接觸電阻的改動分析
汽車連接器絕緣失效分析及可靠性規(guī)劃
絕緣電阻是指在汽車連接器的絕緣部分施加電壓，從而使絕緣部分的表面或內(nèi)部產(chǎn)生漏電流而呈現(xiàn)出的電阻值。即絕緣電阻（MΩ）=加在絕緣體上的電壓（V）/走漏電流（μA）。經(jīng)過絕緣電阻查驗供認連接器的絕緣功用能否符合電路規(guī)劃的要求或飽嘗高溫、濕潤等環(huán)境應(yīng)力時，其絕緣電阻是否符合有關(guān)技能條件的規(guī)矩。絕緣電阻是規(guī)劃高阻抗電路的限制要素。絕緣電阻低，意味著漏電流大，這將損壞電路的正常作業(yè)。例如構(gòu)成反饋回路，過大的漏電流所產(chǎn)生的熱和直流電解，將使絕緣損壞或使連接器的電功用變劣。
1)絕緣原料規(guī)劃電連接器時選用何種絕緣原料十分重要,它往往影響隨后產(chǎn)品的絕緣電阻能否安穩(wěn)合格。如某廠原運用醋醛玻纖塑料和增強尼龍等原料制造絕緣體，這些原料內(nèi)含極性基因，吸濕性大，在常溫下絕緣功用可滿意產(chǎn)品要求，而在高溫濕潤下絕緣功用不合格。后選用特種工程塑料PES（聚苯醚砜）原料，產(chǎn)品經(jīng)200℃1000h和240h濕潤實驗，絕緣電阻改動較小，仍在105MΩ以上，無反常改動。2)密封不良干區(qū)里面的電子電器和線束遭到高溫/高濕以及化學(xué)品/塵土影響較小，濕區(qū)剛好相反，假定密封不良，或許導(dǎo)致電器和線束進水，引起內(nèi)部電路短路/腐蝕等，直接導(dǎo)致功用失效，這就需求線束的連接器插接件做好密封保護
密封結(jié)構(gòu)規(guī)劃不合理：
a、密封膠圈壓縮量缺少，線束平順設(shè)備密封無問題，折彎后密封失效；
b、耐老化功用及機械功用差，長時間運用老化開裂，導(dǎo)致密封失效，密封結(jié)構(gòu)規(guī)劃時優(yōu)先選用徑向密封結(jié)構(gòu)；
c、凝露：
連接器內(nèi)部因為作業(yè)時發(fā)熱內(nèi)部空氣含水量高，中止作業(yè)后靜置因為溫差導(dǎo)致空氣中的水分析出在低溫表面，從而導(dǎo)致絕緣失效，特別是發(fā)熱部件連接器，如驅(qū)動電機連接器；
空氣首要由干空氣、水汽、塵土組成。一般濕度是指空氣中水蒸氣的含量，豐滿濕度是單位體積的空氣在必定溫度條件下所能包括的水汽量的最大極限；
豐滿濕度與空氣溫度有關(guān)，溫度越高，所含水分越多。30%～60%的相對濕度是關(guān)于一般電氣設(shè)備比較適合的。假設(shè)堅持空氣絕對濕度不變，下降空氣溫度，溫度下降到必定值時空氣中濕度會抵達豐滿，繼續(xù)降溫，空氣中水分就會分出，這種有液態(tài)水分出的現(xiàn)象稱為“凝露”。露點溫度是含濕量和大氣壓力堅持不變的前提下能使空氣相對濕度抵達100%的溫度。
實驗室條件下的凝露現(xiàn)象首要包括兩種情況。一種是呈現(xiàn)在升溫階段，升溫過程中殼體表面溫度低于環(huán)境溫度，殼體表面面的空氣遇到低于露點溫度的產(chǎn)品表面時，水氣會凝結(jié)在殼體外壁，構(gòu)成凝露。
另一種是呈現(xiàn)在降溫階段，外部環(huán)境先降溫，所以殼體內(nèi)壁比內(nèi)部空氣溫度低，假設(shè)殼體內(nèi)壁溫度抵達內(nèi)部空氣的露點溫度，殼體內(nèi)壁就會構(gòu)成凝露。
我們要處理的凝露問題首要是第二種，避免內(nèi)壁產(chǎn)生凝露影響內(nèi)部電氣元件功用。凝露是溫度與濕度一同作用的效果，環(huán)境濕度高，氣候溫差大，簡略產(chǎn)生凝露；
我國地域?qū)拸V，氣候差異巨大，在沿海環(huán)境濕度大，西北地區(qū)溫差變化大，此類區(qū)域一般更易產(chǎn)生凝露。
在金屬表面涂覆硅膠干燥劑涂層后，當(dāng)金屬表面溫度低于露點溫度有水分分出時，首要被吸附到金屬表面涂層中，吸附豐滿后才會呈現(xiàn)凝露。所以在金屬表面涂覆硅膠涂層，在必定時刻內(nèi)可有用延緩凝露的產(chǎn)生，但并不能抵達除濕的目的，且增加了加工和保護本錢還有就是加裝透氣閥。
d、虹吸：
連接器等電子元件進水首要有兩個途徑，第一是外部的液體靠地心重力滲透進入其內(nèi)部，比方?jīng)]有密封圈的連接器，或水分從線束內(nèi)部連接點(比方?jīng)]有保護的焊點/壓接點/搭鐵點)進入；這兒強調(diào)下“虹吸”這個詞，因為一般電器在作業(yè)時有必定溫度，內(nèi)部空氣構(gòu)成必定壓力，當(dāng)中止作業(yè)后，溫度下降，內(nèi)部壓力也小了，這時會構(gòu)成氣壓差，假設(shè)連接器密封不良，水汽會順著多股銅線間的空地進入內(nèi)部，導(dǎo)致功用失效。
下圖為變速箱油冷卻閥N509插頭滲防凍液，防凍液沿N509插頭（1）號線進入變速器電腦J217插頭（7）號導(dǎo)致故障（液體虹吸現(xiàn)象）
3)高溫高溫會損壞絕緣原料，引起絕緣電阻和耐壓功用下降，對金屬殼體，高溫可使接觸件失掉彈性，加快氧化和產(chǎn)生鍍層蛻變。如按GJB598出產(chǎn)的耐環(huán)境快速別離電連接器系列2產(chǎn)品，絕緣電阻規(guī)矩25℃時應(yīng)不小于5000MΩ，而高溫200℃時，則下降至不小于500MΩ，電聯(lián)接規(guī)劃考慮載流溫升，作業(yè)情況下不跨越絕緣原料的額定作業(yè)溫度。4)濕度濕潤環(huán)境引起水蒸氣在絕緣體表面的吸收和分散，簡略使絕緣電阻下降到MΩ級以下。長時間處于高溫環(huán)境下會引起絕緣體物理變形、分解、逸出生成物，產(chǎn)生呼吸效應(yīng)及電解腐蝕及裂紋。如按GJB汽車81出產(chǎn)的帶狀電纜電連接器，標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的絕緣電阻值應(yīng)不小于5000MΩ，而經(jīng)相對濕度為90%～95%，溫度為40±2℃96h溫?zé)釋嶒灪蟮慕^緣電阻降至不小于1000MΩ。5)污損絕緣體內(nèi)部和表面的潔凈度對絕緣電阻影響很大，因為注塑絕緣體用的粉料或膠接上、下絕緣設(shè)備板的膠猜中混有雜質(zhì)，或因為屢次插拔磨損殘留金屬屑及端接錫焊時焊劑殘留進入絕緣體表面，都會顯著下降絕緣電阻。如某廠出產(chǎn)的圓形電連接器在制品交收實驗時發(fā)現(xiàn)有一個產(chǎn)品接觸件之間的絕緣電阻很低，僅20MΩ不合格，后經(jīng)解剖分析發(fā)現(xiàn)其原因是因為注塑絕緣體用的粉猜中混有雜質(zhì)，后只得將該批產(chǎn)品全部報廢。6)電氣空地電連接器的接觸對由絕緣設(shè)備板固定其互相方位，接觸對之間，接觸對與外殼之間由絕緣板和空氣隙組成，絕緣板的抗電強度一般比空氣隙高，因此在正常條件和低氣壓條件下，電擊穿一般首要產(chǎn)生在空氣隙中，特別在尖角棱邊處空氣隙被擊穿產(chǎn)生飛弧因為電弧，的高溫將鄰近的絕緣原料表面燒焦碳化而短路，構(gòu)成絕緣失效。
