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新能源汽車高壓連接器接觸件的技術(shù)要求與影響因素

發(fā)表時(shí)間:2023-06-19 13:35:02

前言

連接器在每個(gè)汽車上都有應(yīng)用，該設(shè)備利用電、光等信號(hào)借助其控制相應(yīng)的機(jī)械力連接、斷開、轉(zhuǎn)換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的電路或光通道轉(zhuǎn)換的一種功能性元件，并且借助ECT電、光信號(hào)還可以有效的預(yù)防其信號(hào)失真以及相應(yīng)的能量損耗，進(jìn)而保證轉(zhuǎn)換的效率。同時(shí)，連接器在新能源汽車中高壓連接器的應(yīng)用也多是應(yīng)用在其終端應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)而提升對(duì)應(yīng)的傳輸靈敏性能，同時(shí)該設(shè)備的先進(jìn)性也將影響汽車傳輸技術(shù)的發(fā)展水平。

應(yīng)用的背景

近幾年，世界污染加劇，為應(yīng)對(duì)這一嚴(yán)峻形勢(shì)，我國(guó)進(jìn)而倡導(dǎo)綠色發(fā)展，汽車領(lǐng)域也不例外，進(jìn)而促使新能源汽車產(chǎn)業(yè)也是取得顯著進(jìn)步。而在這一產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，高壓連接器作為核心元部件之一，作用巨大，發(fā)揮著無(wú)與倫比的價(jià)值，在新能源汽車的整車、充電設(shè)施中都有應(yīng)用。該設(shè)備主要有接觸件、絕緣體、殼體、附件等部分組成。在這些部件中，接觸件是其核心，并且也肩負(fù)著線路、系統(tǒng)在行駛中的光、電等信號(hào)的連接，所以可以看做是其中樞部件；而絕緣體時(shí)絕緣保護(hù)作用，主要就是隔絕外部環(huán)境；外殼則是固定以及輔助保護(hù)，甚至是被當(dāng)做基座；最后的附件則涉及較為廣泛，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求來(lái)針對(duì)性設(shè)置，當(dāng)然主要還是輔助完成對(duì)連接線纜或者是其他部件的保護(hù)，并且這也是保證滿足工作環(huán)境要求的重要輔助單位。

而實(shí)現(xiàn)連接功能的是其中心的接觸件，任何接觸不良都是出現(xiàn)故障的源頭。本文總結(jié)發(fā)現(xiàn)，新能源汽車中系統(tǒng)失效或故障的誘因中，超過(guò)七成是因?yàn)樵撔驮骷氖Ф鴮?dǎo)致的，而在這其中，超過(guò)四成是因?yàn)榻佑|失效，由此可見接觸件在新能源汽車中的重要性。

接觸件的材質(zhì)性能和結(jié)構(gòu)要求

本文作者一直致力于新能源汽車中的高壓連接器相關(guān)方面的研究。在研發(fā)中，不僅要規(guī)避同類專利，還需要尋找適合的零部件。而這其中的核心結(jié)構(gòu)就是其接觸件，對(duì)于它們而言，特別是其插孔的結(jié)構(gòu)、性能、材質(zhì)對(duì)于相應(yīng)的性能影響顯著。

接觸件的結(jié)構(gòu)

新能源汽車的連接器總體而言結(jié)構(gòu)不算復(fù)雜，基本上都是使用金屬外殼的圓形連接器，并且隨著近年各種工程材料的發(fā)展，塑性連接器也是較為普遍。但其基本構(gòu)造基本相同，一般都是包括插針和插孔兩部分，通過(guò)插合實(shí)現(xiàn)連接。一般使用的插針為了追求其連接性能，基本上都是采用剛性插針，彈性插孔。當(dāng)然對(duì)于一些存在特殊需求的接觸件還需要鍍層處理，鍍銀或鍍金居多。

電連接器接觸件的性能

基本性能有電氣、機(jī)械、耐環(huán)境這三個(gè)。其中前者都要滿足接觸電阻、絕緣耐壓、絕緣電阻這三方面的需求，這也是保證光、電信號(hào)的可靠傳輸?shù)谋Ｕ?。而機(jī)械方面則需要考慮插拔力、機(jī)械壽命方面的因素。大多數(shù)的該型構(gòu)件其整體壽命多是插拔50次。

電連接器接觸件的材料

插針和插孔材料的選取首先就要保證其具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，其次，為防損傷以及松動(dòng)；接觸力也要較強(qiáng)，同時(shí)插孔材料還需要保證其具有較高的彈性。二者的抗疲勞性，加工成型性能都需要有一定的保證，目前選用的插針材料多是黃銅。

影響接觸件可靠性的因素

接觸形式

接觸形式有點(diǎn)、線、面三類。通常都是點(diǎn)接觸。但當(dāng)其范圍擴(kuò)大到一定程度既是線或面接觸。相對(duì)而言，接觸點(diǎn)越多，其對(duì)應(yīng)的接觸電阻就會(huì)更小，實(shí)際的使用效果也會(huì)更好。

接觸壓力

一般，所有的接觸形式下瞬時(shí)產(chǎn)生的接觸電阻都較大。而隨著其接觸面積以及相應(yīng)的點(diǎn)數(shù)目的增加，因?yàn)閷?duì)應(yīng)的接觸電阻不斷的降低，瞬時(shí)電壓也就會(huì)被減小。這其中，插孔彈性結(jié)構(gòu)的選材尤為重要。

溫度影響

當(dāng)接觸的工作溫度上升到一定程度的時(shí)候，插針和插孔材料的硬度就會(huì)隨著溫度的升高而降低，但接觸電阻越小，這一問(wèn)題也就越不明顯；較高的溫度會(huì)使二者的接觸表面加速氧化，進(jìn)而使其老化加劇，所以需要進(jìn)行一定的抑制。

腐蝕金屬的物質(zhì)

有化學(xué)、電化學(xué)腐蝕兩種。多是因?yàn)橥獠凯h(huán)境污染造成這一問(wèn)題，這類污染物質(zhì)會(huì)使金屬表面出現(xiàn)氧化物層，這樣就會(huì)造成其對(duì)應(yīng)的接觸電阻升高。

材料性質(zhì)

插針和插孔材料的性質(zhì)對(duì)于最終接觸件的使用效果以及壽命都是影響顯著，二者的性能可以包括材料的電阻率、硬度、化學(xué)、高溫等方面的相關(guān)性能。這其中，最直接的影響因素就是材料的電阻率。其次的影響因素既是硬度。

表面質(zhì)量

相比較而言，平整且較為粗糙的接觸面，可以有效的增加二者的接觸點(diǎn)數(shù)量，并且摩擦力也較大，可以有效的去除氧化層，這樣就可以有效的降低接觸電阻。

新能源汽車中常見接觸件的特點(diǎn)分析及接觸件的特點(diǎn)分析

電連接器的可靠性和自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)息息相關(guān)，這其中接觸件就是核心。插針和插孔是接觸件的主要結(jié)構(gòu)，當(dāng)然為了達(dá)到預(yù)期的電氣、耐受性、可靠性，選用種類也至關(guān)重要。

新能源汽車具體應(yīng)用的高壓連接器對(duì)應(yīng)的使用要求相對(duì)而言較多，因?yàn)闉榱酸槍?duì)其應(yīng)對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)的各種不可預(yù)知的工況條件，我們所選用的接觸件的基本性能以及結(jié)構(gòu)都需要具有一定的針對(duì)性，其具體的選用結(jié)構(gòu)特征如表一所示。當(dāng)然如果插針的結(jié)構(gòu)基本相同，但是對(duì)應(yīng)的制作材料也是會(huì)存在一定的差別，在我國(guó)其基本材料多是使用銅或銅合金；對(duì)應(yīng)的幾種插孔形式如表二所示。并且表二也簡(jiǎn)述了相應(yīng)的主要特點(diǎn)。

表一接觸件的基本結(jié)構(gòu)特征

表二接觸件的特點(diǎn)匯總

接觸件的選擇

以上三種類型的插孔就是選用接觸件最基本的條件，新能源器汽車對(duì)于以上三種插孔形式總體而言是都比較適合。但大多數(shù)情況下多是需要根據(jù)客戶的實(shí)際需求按照他們給定的尺寸來(lái)生產(chǎn)或者定制相應(yīng)的連接器。并且機(jī)體的材料也不一定都是銅或銅合金，鈹青銅，鍍銀的插件現(xiàn)在也已經(jīng)較為常見，所以集中接觸件的選擇也是需要根據(jù)實(shí)際的需求針對(duì)性選用。

總結(jié)

新能源汽車用高壓連接器選用的接觸牛胃需要再相對(duì)惡劣的工況條件下工作，件是一個(gè)非常謹(jǐn)慎的過(guò)程。通常情況下，我們首先要保證去應(yīng)用的可靠性，其次還需要考慮經(jīng)濟(jì)性、工藝性等相關(guān)因素，根據(jù)顧客的實(shí)際需求，有所取舍。當(dāng)然隨著這型技術(shù)的逐漸成熟，相應(yīng)的未來(lái)追求性能，連接器的質(zhì)量以及性能要求也會(huì)逐漸的改變，高性能，低成本成為重要的發(fā)展趨勢(shì)。這也是研發(fā)高可靠的電連接器的最終追求。

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