1 高壓汽車連接器技術(shù)剖析
1.1 高壓汽車連接器在整車系統(tǒng)中的運用
新動力汽車用連接器是汽車連接器大類中的一種，是近幾年跟著國家新動力汽車的翻開，逐步從傳統(tǒng)高壓大電流和傳統(tǒng)低壓汽車連接器中分離出來的一類汽車連接器。相較于傳統(tǒng)高壓大電流汽車連接器，新動力汽車用汽車連接器的運用工況更復雜多變，對汽車連接器的可靠性要求更高；相較于傳統(tǒng)低壓汽車連接器，因為電壓等級的跋涉（現(xiàn)在干流系統(tǒng)的電壓均高于300V DC），增加了人體遭到電擊危害的風險，對汽車連接器的安全性要求更高；所以對產(chǎn)品的絕緣、防護要求等比傳統(tǒng)低壓插件均有所跋涉。
新動力汽車用汽車連接器的作用首要是保證整車高壓互聯(lián)系統(tǒng)，即在內(nèi)部電路被阻斷或孤立不通處架起橋梁然后使電流流轉(zhuǎn)。新動力車用汽車連接器的組成一般可分為：外殼、密封件等輔佐結(jié)構(gòu)，絕緣件，導電接觸對三部分組成。經(jīng)過插頭護套和插座護套間的對插、相互配合，即可抵達接通和導電的功用。高壓汽車連接器首要運用在新動力汽車高壓大電流回路，和導電線纜一同作用，將電池包的能量經(jīng)過不同的電氣回路，輸送到整車系統(tǒng)中各部件，如電池包、電機控制器、DCDC轉(zhuǎn)換器、充電機等車身用電單元。
圖1就是高壓汽車連接器在整車系統(tǒng)運用中的一個布局圖。
圖1
1.2 高壓汽車連接器規(guī)劃要害項剖析
1.2.1溫升及降額曲線值
溫升是汽車連接器規(guī)劃最重要的規(guī)劃要害項之一，異常的溫升會導致汽車連接器因為溫升過高，產(chǎn)生燒蝕。
汽車連接器的溫升受如下要素影響：
1、 接觸電阻：用于導電連接，兩接觸載體之間的電阻，如針孔對插接觸電阻、針孔尾部與導線壓接電阻、螺紋連接銅牌與銅牌之間的接觸電阻
2、物質(zhì)環(huán)境加熱：當汽車連接器長時間處于一個高溫環(huán)境，因為汽車連接器所用的材料都是工程塑料、金屬、橡膠等，尤其工程塑料要求最高作業(yè)溫度140℃，但當產(chǎn)品運用的環(huán)境溫度過高，汽車連接器因為本身接觸內(nèi)阻發(fā)熱在抵達熱平衡時，加上地點的環(huán)境溫度高于了材料容許運用最高作業(yè)溫度。此刻，若汽車連接器長時間處于一個該環(huán)境，汽車連接器內(nèi)部針孔件發(fā)熱導致內(nèi)部溫度排不出來話，內(nèi)部溫度會持續(xù)升高，汽車連接器就會產(chǎn)生很大的熱量，導致汽車連接器出現(xiàn)燒蝕引起車輛焚燒，這是非常嚴峻的問題。橡膠材料和金屬材料均有最高作業(yè)溫度束縛，規(guī)劃時均需求考慮。
3、板端的連接：規(guī)劃的時分要用螺栓的情況下，或許要用預防措施，避免供貨的時分松脫；一同在螺栓連接時，必定要根據(jù)操作規(guī)范進行扭力檢測。導電部件螺釘連接情況下，首要的失效辦法之一就是未按照力矩要求進行擰緊力矩管控，導致連接部位溫升異常，燒蝕。
4、降額曲線：現(xiàn)在我們來談論下降額曲線，在我的了解中，降額曲線圖就好比你去選擇一個產(chǎn)品，這個產(chǎn)品要用在特定的環(huán)境中運用，這時選擇產(chǎn)品的時分就要根據(jù)這個產(chǎn)品的一個特色值來承認你選擇哪個區(qū)間范圍內(nèi)的產(chǎn)品。高壓汽車連接器的降額曲線圖就是給客戶供應一份菜單，客戶根據(jù)這個菜單對應自己的口味選擇自己合適的菜品。
降額曲線就是不同電流在不同的作業(yè)環(huán)境溫度下對應出的不同值，這些值經(jīng)過描點法得到的一個曲線圖，有了這個降額曲線圖就能愈加直觀的看到這個汽車連接器運用條件。
下圖就是關(guān)于溫升和降額曲線的圖示
溫升曲線圖
降額曲線圖
1.2.2高壓互鎖(HVIL)
針對整個的高壓互連系統(tǒng)來講，為了保證高壓系統(tǒng)上下電時的安全，在連接規(guī)劃時，引入了高壓互鎖概念。簡略描繪為，汽車連接器在插合導通時，高壓回路先接觸導通，后高壓互鎖信號回路再導通；分斷時，先高壓互鎖信號分斷，后高壓回路斷開。大多數(shù)汽車連接器廠家會把高壓互鎖規(guī)劃放在汽車連接器內(nèi)部，也有一部分廠家會把高壓互鎖經(jīng)過輔佐結(jié)構(gòu)規(guī)劃放在對插腔體的外部。保證高壓互鎖回路的安穩(wěn)性，非常重要。假定說高壓互鎖不連續(xù)，或許帶來的影響會很惡劣，比如車正在跋涉過程中，遽然高壓互鎖回路信號異常，導致整車遽然掉電，不能正常作業(yè)，這樣會構(gòu)成交通事故。
1.2.3 鎖緊結(jié)構(gòu)
了解實在的二次鎖不是有一個二次的保護作用，是更要有用地對其保護，這個實在的含義就是在一次鎖止后，假定一次鎖失效了或許沒有操作核實到位，二次鎖就是保證一次鎖鎖好今后，對榜初度鎖進行保護，這是一個很重要的作用。二次鎖緊結(jié)構(gòu)結(jié)合一次鎖里邊最常用的就是力臂組織，因為一次鎖緊跟插拔力有關(guān)，所以按照力學規(guī)劃理念需求一種類似于力臂組織的辦法，這樣才華抵達既省力，也可以很輕松地把汽車連接器插到位。關(guān)于力臂的要求，USCAR里邊講到了許多的力臂的人機工程的可操作性。USCAR里邊也規(guī)則了相關(guān)一次鎖和二次鎖在對插和不對插情況下的力的要求。其實我們大
家都會認為USCAR是汽車連接器的規(guī)范，但我認為USCAR規(guī)范不僅僅是作為一個技術(shù)性規(guī)范，而且還教訓了規(guī)劃者在規(guī)劃過程中把結(jié)構(gòu)做可靠，怎樣在結(jié)構(gòu)及功用可靠的前提下，也可以供應客戶更好的產(chǎn)品體會感。下圖2是比較常見的鎖緊結(jié)構(gòu)產(chǎn)品圖。
圖2
1.2.4 防護等級
汽車連接器的防護首要分在三個組織：
第一個是板端密封：板端就是汽車連接器插座端選用四個螺釘選用機械連接辦法設備，這種是比較常用的結(jié)構(gòu)，也有一些比較特別的結(jié)構(gòu)（圖3）；
圖3
第二個是頭座對插密封：頭座對插就是公端包括母端或許是母端包括公端中心選用橡膠件進行徑向和軸向之間的防護（圖4）；
圖4
第三個是線端密封，線端汽車連接器跟電纜之間的防護密封（圖5）。
圖5
關(guān)于電動汽車高壓汽車連接器跟著商場的翻開，主機廠對產(chǎn)品防護的功用要求也在不斷地跋涉。作業(yè)翻開初期，IPI67的防護要求現(xiàn)已可以滿足絕大部分客戶。但是后期跟著商場上出現(xiàn)的汽車連接器產(chǎn)品防護失效，導致產(chǎn)品出現(xiàn)漏水，絕緣缺點、甚至燒蝕的案例也越來越來越多。
防護要求逐步的跋涉成為電動車翻開趨勢，現(xiàn)在IP67的要求不能滿足正常的運用要求，當然這也不是必定的，還要看汽車連接器在車上組織的方位。根據(jù)高壓回路在整車組織來講，都會懸掛在汽車底盤下面，高壓不得進艙內(nèi)這是一個準則，所以說大多數(shù)高壓汽車連接器都是會在底盤挨近地上，或許挨近輪轂的方位，當一些氣候惡劣的時分，比如說嚴格的氣候很大的暴雨或許說一些嚴寒的氣候，你的輪胎帶起來的水其實會沖擊這些汽車連接器，假定我們了解查驗的話，國內(nèi)規(guī)范沒有IP6K9K一說，你會發(fā)現(xiàn)假定IP67的話，高壓水槍的沖擊的壓力，其實沒有6k9k大。當汽車高速行使的時分，遽然涉水時，瞬時涌向汽車連接器的水壓會很大，所以說IP67有的時分是很難滿足實踐的運用要求。針對這一點的話，現(xiàn)在國內(nèi)規(guī)范QC/T1067,國外規(guī)范USCAR將汽車連接器密封分為兩個等級S1和S2。S2等級的話，清楚規(guī)則適用的場合是底盤的方位較低，引薦的就是6K和9K，所以未來連接防護的話必定是6K和9K。假定汽車連接器并不是組織在上述方位，IP67的規(guī)劃其實仍是可以滿足整車運用要求。
1.2.5 電磁屏蔽
電動汽車有許多的電子器件，電流會產(chǎn)生磁場，整車零部件要有抗攪擾的才華。尤其是電動汽車現(xiàn)在作為一個載體，無人駕駛會在這個基礎(chǔ)上更多地開發(fā)，所以這個技術(shù)問題非常重要。關(guān)于高壓系統(tǒng)而言，屏蔽汽車連接器、電纜是非常重要的，但是我們更多的是要優(yōu)先考慮系統(tǒng)級的組織，這是一個前提條件，假定你的OBC，你組織的方位，包括系統(tǒng)中的DCDC，是不是本身或許會有一些先天性的問題，即使汽車連接器做得再好，也會出現(xiàn)各種信號攪擾的問題，所以首先要考慮系統(tǒng)型的，其次考慮零部件級的。關(guān)于汽車連接器屏蔽效能，一般會選用二個辦法。第一種辦法，我們在一些塑料汽車連接器上，里邊會有金屬屏蔽罩，電纜屏蔽層會跟金屬殼的屏蔽層相連，構(gòu)成一個有用的360°的屏蔽層。第二種辦法，大多數(shù)的高壓小電流的連接，都不會有二次的連接，會選用跟電纜的屏蔽層相接，這種辦法也是現(xiàn)有廠家常用的辦法，包括國內(nèi)一些比較聞名的主機廠也在考慮這種辦法，我們叫spring contact（英文），其實就是一個彈簧的連接。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點也是許多的，因為規(guī)范、空間會更小，它的接
觸點也會更多；此結(jié)構(gòu)的制造商許多，首要代表的公司像瑞士的寶馬彈簧、美國的巴塞爾等，他們在這塊有許多實踐老到運用案例。大多數(shù)情況下，導線和屏蔽層的連接，我們會用金屬內(nèi)、外環(huán)的辦法，進行壓接，將屏蔽層置于兩個金屬環(huán)之間，經(jīng)過冷壓變形使屏蔽層和金屬環(huán)進行嚴密固定。別的，我們還有一種屏蔽辦法，它經(jīng)過一種類似于表帶簧的結(jié)構(gòu)，用以替代彈簧連接，該結(jié)構(gòu)常在軍用產(chǎn)品上運用，技術(shù)老到；我們做過相關(guān)查驗，均能滿足規(guī)劃要求。該結(jié)構(gòu)運用在新動力電動車的屏蔽，既可以滿足功用要求，一同又是沖制件，合適批量生產(chǎn)，性價比高。
1.2.汽車6連接器材料
汽車連接器絕緣件材料一般選用PA汽車、PBT、ABS、PC等。接觸件材料一般選用黃銅、磷青銅、鈹銅等，但現(xiàn)在國外用的比較多的材料是銅鎳硅材料。汽車連接器殼體材料一般分為塑料和金屬兩種材料。
關(guān)于怎樣選擇塑料材料或許金屬材料，一般有如下幾個參考點：
1.輕量化
因為對整車輕量化的需求，尤其是乘用車廠商會在滿足產(chǎn)品功用的前提下，盡量去選擇塑料汽車連接器，以抵達控制整車分量。
2.產(chǎn)品的運用環(huán)境
因為金屬材料的機械強度比塑料好。所以在一些運用環(huán)境比較惡劣的環(huán)境下，金屬汽車連接器會更合適。例如像特種車輛、渣土車，以及整車在組織時，未做防護的電氣連接部位。此刻，金屬材料比較塑料材料的汽車連接器在受環(huán)境影響及機械強度方面略勝一籌。
3.屏蔽完畢辦法
針對屏蔽汽車連接器，因為金屬汽車連接器本身的外殼就是用于導通屏蔽，構(gòu)成屏蔽保護的載體。一般情況下，金屬汽車連接器較塑料汽車連接器更容易完畢更為優(yōu)異的屏蔽效能，外形結(jié)構(gòu)更為緊湊。
1.2.7 汽車連接器選型
1.2.7.1汽車連接器選用流程（見下圖）
1.2.7.2汽車連接器常用技術(shù)參數(shù)解讀
（1）運用方位：望文生義，即為汽車連接器在整車不同高壓電器上的運用方位，選擇汽車連接器。
（2）額定電壓：電氣設備（包括用電、供電設備）可長時間安穩(wěn)作業(yè)的最大電壓。
額定電壓大小與爬電間隔&電氣空地成正比。
換句話說，額定電壓要求越高，汽車連接器越大，或許越長。爬電間隔&電氣空地規(guī)劃規(guī)范依GBT 16935.1(IEC 60汽車4-1)，
（3）額定電流：電氣設備的額定電流是指在基準環(huán)境溫度下，在額定電壓作業(yè)條件下，發(fā)熱不超越長時間發(fā)熱容許溫度時所容許長時間經(jīng)過的最大電流。
對電動汽車而言，P=UI,額定電流是根據(jù)電氣設備的功率P，輸出電壓U選擇。
峰值電流：電動汽車在急加速，爬坡，超載的瞬間產(chǎn)生的最大電流值。
載流截面積與汽車連接器額定電流成正比，換句話說，插針/孔/導線截面越大，它所能經(jīng)過的電流也越大，汽車連接器越大。
（4） HVIL（高壓互鎖）
（4.1）規(guī)劃HVIL功用意圖
招認整個高壓系統(tǒng)的完整性，當高壓系統(tǒng)回路斷開或許完整性遭到損壞的時分，激起整車的安全措施發(fā)動。
（4.2）HVIL功用的完畢
a.需求整個系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)開發(fā)時就要規(guī)劃進去；
b.首要經(jīng)過汽車連接器來完畢；
c.HVIL電路是低壓電，相關(guān)于功率電路，是獨立的。
（4.3）汽車連接器HVIL功用完畢原理
功率和信號端子應滿足：
——連接時，功率端子先接通，信號端子后接通。
——斷開時，信號端子先斷開，功率端子后斷開。
特別說明：功率端子的接通，標明杰出的接觸，虛接觸是不行承受
（5） 屏蔽
交變電場屏蔽:為下降交變電場對活絡電路的耦合攪擾電壓，可以在攪擾源和活絡電路之間設置導電性好的金屬屏蔽體，并將金屬屏蔽體接地。
屏蔽與非屏蔽汽車連接器首要差異即為是否設置有導電杰出的金屬屏蔽體。
（6） 防護等級
IP防護等級是由兩個數(shù)字所組成，第一個符號數(shù)字標明電器防塵、避免外物侵入的等級，第二個符號數(shù)字標明電器防濕氣、防水侵入的密閉程度，數(shù)字越大標明其防護等級越高。
（7）出線辦法
首要指電汽車連接器插頭尾部電纜出線角度與插座設備面法向方向之間的角度，依此區(qū)別，常見的有90°(彎式)及180°(直式)出線電汽車連接器。
（8） 插座設備辦法
為滿足主機廠規(guī)劃人員對汽車連接器不同組織辦法的需求，電汽車連接器插座設備辦法細分為以下四種：
1.6.2.3選項注意事項
（1）電壓選型需匹配：整車經(jīng)過負載核算的額定電壓應小于等于汽車連接器額定電壓，若整車作業(yè)電壓超出汽車連接器額定電壓長時間作業(yè)，電汽車連接器有爬電燒蝕風險。
（2）電流選型需匹配：整車經(jīng)過負載核算的額定電流應小于等于汽車連接器額定電流，若整車作業(yè)電流超出汽車連接器額定電流長時間作業(yè)，電汽車連接器有過載燒蝕風險。
（3）電纜選型需匹配：整車電纜選型匹配分為電纜載流匹配和電纜與汽車連接器密封匹配，關(guān)于電纜載流，各主機廠有專門的電氣工程師進行匹配規(guī)劃，在此不作解說。
密封匹配：汽車連接器與電纜密封依托橡膠密封件彈性緊縮供應二者間接觸壓力，然后完畢可靠的防護功用，如IP67；根據(jù)核算，完畢特定的接觸壓力依托密封件特定的緊縮量完畢，依此推出，若需可靠防護，汽車連接器的密封防護在規(guī)劃之初就對電纜有特定的規(guī)范要求；
相等規(guī)范的載流截面，電纜可有不同的外徑規(guī)范，如屏蔽電纜與非屏蔽電纜，國標電纜與LV216規(guī)范電纜，具體匹配何種電纜，汽車連接器選型規(guī)范書均有清楚表述，故汽車連接器選型時需特別注意適配電纜規(guī)范要求，以防構(gòu)成汽車連接器密封失效。
（4）整車需柔性布線：關(guān)于整車布線，現(xiàn)各主機廠均有曲折半徑及松懈度要求；根據(jù)汽車連接器在整車
運用案例，主張線束裝配完畢后，汽車連接器端子本身不受應力，只有當線束全體因汽車作業(yè)遭到振動、沖擊與車身產(chǎn)生相對位移時，經(jīng)過線束柔性抵達應變消除意圖，即使有少量應變傳遞到汽車連接器端子，所產(chǎn)生應力也不超越端子在汽車連接器中規(guī)劃固持力 。
2 高壓汽車連接器翻開趨勢
2.1 政策導向作用
國家對新動力電動汽車產(chǎn)業(yè)政策的擬定要根據(jù)中國國情來選擇。在翻開綠色交通系統(tǒng)方面，國家方案提出，加速車船結(jié)構(gòu)晉級，推行運用新動力汽車，2020年新動力汽車產(chǎn)銷量抵達200萬輛左右。加速推動城市建成區(qū)新增和更新的公交、環(huán)衛(wèi)、郵政、租借、通勤、輕型物料配送車輛運用新動力或清潔動力汽車，要害區(qū)域運用比例抵達80%；要害區(qū)域港口、機場、鐵路貨場等新增或替換作業(yè)車輛首要運用新動力或清潔動力汽車。2020年底前，在物流園、產(chǎn)業(yè)園、工業(yè)園、大型單列市建成區(qū)公交車全部替換為新動力汽車。在物流園、產(chǎn)業(yè)園、工業(yè)園、大型商業(yè)購物中心、農(nóng)貿(mào)批發(fā)商場等物流集散地制作集中式充電樁和快速充電樁。根據(jù)國家的政策導向，整車廠也根據(jù)相關(guān)政策調(diào)整內(nèi)部辦法，這就選擇了汽車連接器的翻開方向。
2.2途徑化及定制化
電動汽車這種類型也多，比如說乘用車、物流車，包括定制汽車連接器，要求會不所不同，或許說會提出一些特別特別的要求，所以包括還有無人駕駛，物聯(lián)網(wǎng)車、新動力等等，我們汽車連接器廠家要考慮一下，這種電動汽車細分作業(yè)需求的定制化（整車端和電池端），我覺得或許會是一
個選擇不錯的嘗試，我們現(xiàn)在現(xiàn)已在邁向第一步。因為全體來看，這些類型的車都會在不同的場合運用，其實都是一個細分領(lǐng)域，雖然量沒有那么大，但是那個商場就是歸于我們的，我們在這個商場就是做到頂尖，這也是一個不錯的選擇。第二個就是途徑化，未來電池和整車都會趨于途徑化，怎樣跟客戶堅持深化的技術(shù)交流，構(gòu)成兩頭途徑化的產(chǎn)品很重要，國內(nèi)主機廠比較多，我們途徑現(xiàn)在也不同，比如電池整包廠特別多，每家自己的模組方案、電池箱成組方案都不相同，作為汽車連接器廠家需求思考怎樣樣做合適途徑化的運用。
2.3小型化及輕量化
在汽車工業(yè)日漸尋求節(jié)能與環(huán)保的布景下，汽車輕量化及小型化已成為技術(shù)潮流，也是汽車廠商技術(shù)競賽的要害，經(jīng)過控制整車分量，可以有用的下降油耗，減小尾氣排放，跋涉燃油能效。在汽車工業(yè)這樣的大環(huán)境下，也帶動新動力汽車連接器有必要走小型化及輕量化。
汽車小型化及輕量化的一系列重要處理方案，包括引入更小規(guī)范的高功用銅合金導線做為信號傳輸線，一同引入向微型化翻開的端子及接觸件系統(tǒng)，以及該微型化產(chǎn)生的壓接不安穩(wěn)的優(yōu)化及可靠驗證辦法；選用高功用端子來下降小功率傳輸導線規(guī)范的原理，以及選用鋁導線替代傳輸較大功率的大線徑銅導線。
3 定論
經(jīng)過剖析新動力汽車連接器的首要技術(shù)參數(shù)及選用準則，跟著我們不斷地去搜集各式各樣的數(shù)據(jù)反應，在國外的話，甚至汽車連接器的廠家設置了許多整車的數(shù)據(jù)回來，他們會構(gòu)成一個聯(lián)盟，他們會根據(jù)數(shù)據(jù)不斷的改進，抵達一個最優(yōu)的產(chǎn)品。
一同，跟著國內(nèi)汽車連接器廠商，在實踐運用過程中得到的主機廠和用戶的實踐反應。連機器廠商們也在不停地去仿照實在用戶運用環(huán)境下，汽車連接器是否安穩(wěn);包括我們新材料的研制和技術(shù)壁壘的侵占，本錢是否可以商業(yè)化。在不久的將來，這些都不會是問題，都會被克服掉。
