新能源汽車(chē)高壓連接器技術(shù)

一 概述

新能源汽車(chē)發(fā)展到今天，越來(lái)越多的新能源車(chē)走進(jìn)日常生活，無(wú)論是增程式電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)、或其它新能源汽車(chē)等，都需要大量的連接器，與傳統(tǒng)燃料汽車(chē)不同的是電動(dòng)汽車(chē)往往有較高的電壓和電流，所以新能源汽車(chē)上往往有大量的高壓連接器，在整車(chē)上往往可以看見(jiàn)各種各樣的高壓連接器。

國(guó)內(nèi)新能源發(fā)展已經(jīng)二十年，對(duì)于高壓連接器的變化趨勢(shì)，也已經(jīng)迭代了四五次，從最早工業(yè)笨重金屬連接器逐步過(guò)渡到了輕便塑料連接器，單體功能也越來(lái)越多，連接器的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際上大都是沿用了USCAR LV等歐美企業(yè)的企業(yè)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)椴幌褴?chē)輛的充電器接口有強(qiáng)制的物理尺寸要求，車(chē)內(nèi)高壓連接器還是一個(gè)比較開(kāi)放的產(chǎn)品，各家基本上參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這導(dǎo)致連接器五花八門(mén)。在這充斥全車(chē)內(nèi)外的各種創(chuàng)新技術(shù)中，終于有越來(lái)越多的業(yè)內(nèi)人士關(guān)注到了那最容易忽視、又最不容忽視的高壓連接器。

近年來(lái)，由于受到全球經(jīng)濟(jì)波動(dòng)的影響，歐美和日本連接器市場(chǎng)增長(zhǎng)緩慢，而以中國(guó)為代表的新興市場(chǎng)呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)勢(shì)頭，成為推動(dòng)全球連接器市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?。為此全?a target="_blank">知名連接器企業(yè)紛紛把生產(chǎn)基地轉(zhuǎn)移到國(guó)內(nèi)，持續(xù)在國(guó)內(nèi)投資建廠，中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的連接器生產(chǎn)基地，尤其在政府政策推動(dòng)激勵(lì)下，我國(guó)新能源汽車(chē)行業(yè)穩(wěn)健發(fā)展帶動(dòng)了汽車(chē)連接器的持續(xù)發(fā)展。我國(guó)連接器經(jīng)過(guò)了多年的技術(shù)積累，無(wú)論在設(shè)計(jì)能力還是自動(dòng)化生產(chǎn)能力上已滿足了新能源汽車(chē)高壓連接器所要求的技術(shù)水平。在下游廠商國(guó)產(chǎn)化和技術(shù)能力足夠滿足的前提下，國(guó)內(nèi)廠商等知名企業(yè)已經(jīng)占領(lǐng)了新能源汽車(chē)高壓連接器的至高點(diǎn)，希望在這個(gè)新的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車(chē)，有機(jī)會(huì)打破外商在傳統(tǒng)汽車(chē)連接器的壟斷地位。

二 定義

高壓連接器是通過(guò)電或光信號(hào)以及機(jī)械力連接，斷開(kāi)或轉(zhuǎn)換電路和光通道的功能元件。也被稱為高壓接插件，是連接器大類中車(chē)用連接器的一種，一般指的是工作電壓在60V以上的、主要負(fù)責(zé)傳輸大電流的連接器，是逐漸從傳統(tǒng)高壓大電流和傳統(tǒng)低壓汽車(chē)連接器中分離出來(lái)的一類連接器。

三 組成

高壓連接器的組成一般為：外殼、密封件等輔助結(jié)構(gòu)，絕緣件，導(dǎo)電接觸對(duì)等構(gòu)成，基本上由機(jī)殼（公端、母端）、端子（公母端子）、搖臂、屏蔽罩/屏蔽層、防護(hù)密封（尾部、半端、線端、接觸）、尾部防護(hù)蓋、高壓互鎖系統(tǒng)（互鎖PIN）、CPA系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)組成。

高壓連接器組裝過(guò)程

高壓連接器主要由四大基本結(jié)構(gòu)組成，分別為接觸器/觸點(diǎn)、絕緣體/絕緣子、塑殼/外殼和附件/配件。

(1)接觸件：觸點(diǎn)是連接器的核心部件，完成電氣連接的核心零件，即公母端子、簧片等，整個(gè)車(chē)輛的所有線路和系統(tǒng)都通過(guò)插入式觸點(diǎn)連接到行駛過(guò)程中所需的光電信號(hào)。接觸件的接觸可靠性取決于許多因素，例如接觸件的接觸形式，表面質(zhì)量，原材料性能和工作環(huán)境。

(2)絕緣體：支撐接觸件，保證接觸件之間的絕緣，即內(nèi)塑殼；絕緣子主要起絕緣作用。

(3)塑殼：連接器的外殼，保證接插對(duì)準(zhǔn)和保護(hù)整個(gè)連接器，即外塑殼；外殼主要起到固定和保護(hù)作用。

(4)附件：包括結(jié)構(gòu)附件和安裝附件，即定位銷(xiāo)、導(dǎo)向銷(xiāo)、連接環(huán)、密封圈、轉(zhuǎn)動(dòng)杠、鎖止結(jié)構(gòu)等。附件是為了根據(jù)用戶要求完成對(duì)電纜和連接到連接器的其它零件的保護(hù)，并滿足工作環(huán)境的其他要求。

高壓連接器組成圖

FemaleTerminal MaleTerminal

Busbar

Inner Housing塑殼：作為端子的載體，固定端子，分為母端塑殼，公端塑殼。

InnerHousing

Interface seal 面密封圈：重要密封件，起到公端與設(shè)備端之間的密封。

Faceseal

CPA連接器固定裝置：公母連接器互配后的鎖止機(jī)構(gòu)。

CPA

鎖止結(jié)構(gòu)

連接器二次鎖止結(jié)構(gòu)（ConnectorPositionAssurance，簡(jiǎn)稱CPA），是用于增加連接器鎖止裝置強(qiáng)度的卡扣結(jié)構(gòu)。CPA能有效保護(hù)連接器插頭、插座的可靠連接，防止汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的意外松脫或接觸不良引起的帶載插拔安全事故，CPA屬于輔助鎖止結(jié)構(gòu)，是通過(guò)與主鎖止結(jié)構(gòu)配合以達(dá)到可靠鎖止的要求。CPA的工作原理，當(dāng)主鎖止結(jié)構(gòu)鎖止后，CPA輔助鎖止，此時(shí)主鎖止結(jié)構(gòu)將不容易受到外界環(huán)境影響而松脫（主鎖止結(jié)構(gòu)失效除外），解鎖時(shí)需要解開(kāi)CPA才能正常解開(kāi)，能滿足較苛刻條件下使用的一種鎖止構(gòu)結(jié)。

TPA

TPA端子固定二次鎖：固定端子的二次鎖機(jī)構(gòu)。

端子輔助結(jié)構(gòu)

連接器端子保持輔助結(jié)構(gòu)（TerminalPositionAssurance，簡(jiǎn)稱TPA）（下圖），是用于對(duì)端子的二次保護(hù)和限位的一種結(jié)構(gòu)，防止端子在外界拉力的作用下脫出，造成線路中斷，應(yīng)用在環(huán)境比較惡劣或要求拉脫力更大的情況下。這種構(gòu)成中一般會(huì)包含兩種保持結(jié)構(gòu)，一是端子本身的保持結(jié)構(gòu)，另一種是由TPA構(gòu)成的保持結(jié)構(gòu)。

PLR端子固定機(jī)構(gòu)：用于確保端子保持在固定位置的機(jī)構(gòu)。

PLR

Cable seal線密封圈：用于確保導(dǎo)線密封的機(jī)構(gòu)。

Cableseal

Housing seal殼體密封圈：保證公母連接器之間的密封性能。

Housingseal

Shielding屏蔽罩：用于屏蔽高壓連接器的電磁干擾，保證EMC性能。

Shielding

Inner ferrule內(nèi)法蘭，Outer ferrule外法蘭：與屏蔽殼，導(dǎo)線壓接。起到支撐固定作用。

Ferrule

Lever機(jī)械輔助結(jié)構(gòu)：用于減小公母之間的對(duì)配力，輔助對(duì)配的作用。

Lever

Cover Housing外殼：保護(hù)殼，用于承載基本的連接器零件。

Coverhousing

End cap保護(hù)蓋：保護(hù)連接器內(nèi)部密封圈，端子等零件。

EndCap

四 作用

新能源汽車(chē)高壓連接器的作用是保證線纜與用電設(shè)備能夠便捷可靠的連接與拆卸，主要是保證整車(chē)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從而使電流流通。通過(guò)插頭護(hù)套和插座護(hù)套間的對(duì)插、相互配合，即可達(dá)到接通和導(dǎo)電的功能。主要使用在新能源汽車(chē)高壓大電流回路中，和導(dǎo)線同時(shí)作用，將電池包的能量通過(guò)不同的電氣回路，輸送到整車(chē)系統(tǒng)中的各個(gè)部件，如電池包、電機(jī)控制器、DCDC轉(zhuǎn)換器、充電機(jī)等車(chē)身高壓用電單元部件。

五 分類

高壓連接器可以按多種方式進(jìn)行區(qū)分，不同的行業(yè)也會(huì)有所不同，只針對(duì)新能源汽車(chē)的高壓連接器做闡述。連接器根據(jù)不同的使用位置和要求分很多的類型，

1.目前高壓連接器可按照按照端子類型分（下圖）

1）方端子結(jié)構(gòu)。采用沖壓的端子技術(shù)，這類別的端子成本較低，有模具要求及模具費(fèi)用投入高，40A以下的小電流中應(yīng)用較為廣泛。

2）圓端子結(jié)構(gòu)。采用機(jī)加工端子技術(shù)為主，端子成本相對(duì)于沖壓端子，成本更高，但由于采用機(jī)加工生產(chǎn)方式，無(wú)需或很低的模具投入，端子前期投資較少。比較有代表性的產(chǎn)品有TEHVA800系列、國(guó)內(nèi)主流產(chǎn)品系列。

2.按照結(jié)構(gòu)類型分（下圖）

連接器結(jié)構(gòu)按照安裝方式可以分為插頭、插座，插頭可分為線性插頭、90°直角插頭，插座可分為法蘭插座、90°直角插座，線性插座等。

3.按使用電流分類：

高壓大電流連接器分類

根據(jù)產(chǎn)品電流大小，可大致分為三類應(yīng)用區(qū)間

連接器分為數(shù)據(jù)連接器和高壓連接器2大類，高壓連接器板塊里面有一塊低壓連接器板塊，所謂低壓連接器相較于數(shù)據(jù)連接器的話，電壓還是高出許多的，只是不像高壓連接器那樣可以承載1000V直流。

4.高壓連接器按表面材料分類

分為塑膠高壓連接器和金屬高壓連接器

5.最常見(jiàn)的高壓連接器的零件大致包括以下：Female Connector母端連接器、Male connector公端連接器。Male connector包含兩大類，Inline版本和Header版本。再拆分到最下級(jí)子零件-Terminal端子：承載功率，通常固定在塑殼中，主要分為母端端子，公端端子，Busbar等。

6.電動(dòng)汽車(chē)高壓連接器的發(fā)展與電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展是同步進(jìn)行的，從連接器角度來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)高壓連接器發(fā)展經(jīng)歷以下幾代，由工業(yè)連接器改款而來(lái)的第一代高壓連接器，到增加了高壓互鎖功能的第二代，第三代高壓連接器則是以塑料+屏蔽功能+高壓互鎖為特點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)連接器由金屬殼體轉(zhuǎn)變?yōu)樗芰蠚んw，應(yīng)用類型如下：

第1代高壓連接器產(chǎn)品以金屬殼體為主，不具備高壓互鎖功能，而且防誤插入效果一般。第2代高壓連接器在第1代高壓連接器基礎(chǔ)上增加了高壓互鎖功能，連接器的外殼材料由金屬變?yōu)樗芰稀?/p>

第3代高壓連接器，即塑料+屏蔽功能+高壓互鎖的高壓連接器。該類連接器有代表性的是行業(yè)中800系列產(chǎn)品，是通過(guò)操作順序來(lái)實(shí)現(xiàn)部分二級(jí)解鎖功能，不是直接機(jī)械式結(jié)構(gòu)。

逐漸的出現(xiàn)了塑料+屏蔽功能+高壓互鎖+二級(jí)解鎖的第4代高壓連接器。第4代高壓連接器具備特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)二級(jí)解鎖功能，安全系數(shù)大大提高。有代表性的是行業(yè)中280系列產(chǎn)品，這類產(chǎn)品是通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)二級(jí)解鎖功能，更為安全。

相對(duì)第4代產(chǎn)品，未來(lái)一代高壓連接器要解決的問(wèn)題是如何通過(guò)冷卻方式來(lái)有效提高傳輸能量密度，降低質(zhì)量，提高產(chǎn)品綜合性能，如配合大功率充電帶液冷、風(fēng)冷的方式。

7.目前高壓連接器主要有三種標(biāo)準(zhǔn)體系，分別為L(zhǎng)V標(biāo)準(zhǔn)插件，USCAR標(biāo)準(zhǔn)插件，以及日標(biāo)插件，此三種插件目前以LV在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)流通性最大，工藝標(biāo)準(zhǔn)最完善。

8.所有高壓連接器都要求防水，根據(jù)使用位置不 同，防水等級(jí)也不一樣。高壓連接器按連接端口(PIN)數(shù)量分，目前使用居多的有1P連接器、2P連接器和3P連接器。對(duì)于8mm這個(gè)范疇的高壓連接器，主要有單芯、雙芯、三芯，其設(shè)計(jì)的原理大都一樣，其要實(shí)現(xiàn)的功能特性也基本相同，不同的是其PIN的數(shù)量不同。超過(guò)3P 的連接器比較少見(jiàn)，通用性太小而且開(kāi)發(fā)成本高， —般連接器廠家很少開(kāi)發(fā)。

1P連接器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本相對(duì)低。滿足高壓系統(tǒng)的屏蔽、防水等要求，但裝配工序略復(fù)雜， 返修可操作性差。一般可以應(yīng)用在電池包甩線、電機(jī)甩線 等，也可以使用在高壓電器內(nèi)部電路連接，如高壓電池包內(nèi)部等。

2P和3P的連接器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本相對(duì)較高。滿足高壓系統(tǒng)的屏蔽、防水等要求，維修性好。一般用于直流電輸入輸出，如高壓電池包上，控制器端，充電機(jī)直流電輸出端等。

1P/2P/3P高壓連接器示例

9.高壓連接器按有無(wú)屏蔽功能分為非屏蔽型鏈接器和屏蔽型連接器。非屏蔽型連接器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，無(wú)屏蔽功能，成本相對(duì)較低，也節(jié)約了屏蔽功能的安裝成本。可以應(yīng)用在不需要屏蔽功能的部位上，如充電回路、控制器內(nèi)部、電池包殼體內(nèi)部及控制內(nèi)部等由金屬殼體包覆的電器上。

非屏蔽連接器

無(wú)屏蔽層設(shè)計(jì)，無(wú)高壓互鎖設(shè)計(jì)的連接器

屏蔽型連接器則與之相反，屏蔽型連接器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有屏蔽要求，成本相對(duì)較高。適用于必須有屏蔽功能的地方，適合應(yīng)用在高壓線束連接這種要求具有屏蔽功能的部位上，如用電器外部與高壓線束相連處。

帶屏蔽層和高壓互鎖設(shè)計(jì)的連接器

10.根據(jù)線束連接方式不同分為兩個(gè)類別的連接：固定式和插合式

一種是以螺栓直接連接的固定式

螺栓連接是在整車(chē)上經(jīng)?？匆?jiàn)的一種連接方式，這種方式的好處在于它的連接可靠性，螺栓的機(jī)械力是可以抵御汽車(chē)級(jí)的振動(dòng)影響的，其成本也相對(duì)低廉，當(dāng)然它的不便之處螺栓連接是需要一定的的操作安裝空間的，對(duì)于區(qū)域越發(fā)平臺(tái)化，越來(lái)越需要合理的車(chē)內(nèi)空間，是無(wú)法留出過(guò)多的安裝空間的，而且從批量化作業(yè)和售后維護(hù)的角度來(lái)說(shuō)也不適合，而且螺栓越多越存在人為失誤的風(fēng)險(xiǎn)，所以它也有一定的局限性。在早期的日美混動(dòng)車(chē)型上經(jīng)?？匆?jiàn)類似產(chǎn)品，現(xiàn)在在一些乘用車(chē)的三相電機(jī)線以及一些商用車(chē)的電池動(dòng)力輸入輸出線也可以看見(jiàn)很多類似的連接，這類連接一般都需要借助外在的盒子實(shí)現(xiàn)防護(hù)等其它功能要求，所以是否使用這種方式需要從整車(chē)的動(dòng)力線設(shè)計(jì)布置的角度出發(fā)結(jié)合售后等要求來(lái)選擇。

高壓連接器的螺栓使用和風(fēng)險(xiǎn)

各種不同類型的螺栓使用對(duì)產(chǎn)品的拆卸安裝維護(hù)都帶來(lái)了極高的成本，高壓連接器有不同廠家的產(chǎn)品，安裝的螺栓也是五花八門(mén)，有內(nèi)六角梅花帶點(diǎn)防拆螺栓、也有外六角的，不僅拆卸組裝困難，也不利于自動(dòng)化作業(yè)，大大的浪費(fèi)了成本；有的雖然有改善，把連接器逐步集成到了電池端面，變成一體化的連接器，但是其上下16個(gè)之多的螺栓使用依舊沒(méi)有必要，這是設(shè)計(jì)上的大大浪費(fèi)；有的連接器大多采用了2個(gè)螺栓，大大減少了其使用數(shù)量，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)化螺栓結(jié)構(gòu)，其螺栓在尾部采用了臺(tái)階結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證了其扭力不會(huì)對(duì)塑料結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)造成不必要的破壞，安裝面板螺栓雖然是個(gè)比較小的零件，但是它會(huì)關(guān)乎到板端連接在長(zhǎng)期使用后密封的可靠性，以及現(xiàn)場(chǎng)如果野蠻作業(yè)對(duì)塑膠面造成的結(jié)構(gòu)性破壞等問(wèn)題，塑膠面如果長(zhǎng)期承壓螺栓的扭力，在不斷的老化過(guò)程中，極容易造成局部的裂紋，嚴(yán)重導(dǎo)致防護(hù)失效，特斯拉在這個(gè)位置通過(guò)其螺栓的設(shè)計(jì)便考慮了這個(gè)問(wèn)題。

縱觀國(guó)內(nèi)連接器廠家的圖紙，五花八門(mén)，大多數(shù)連接器廠家對(duì)螺栓沒(méi)有深入的研究，甚至很多的連接器廠家圖紙上都沒(méi)有這個(gè)螺栓的要求，把這個(gè)問(wèn)題拋給OEM自身，圖紙上即便有要求的，其扭力也只是參考了機(jī)械手冊(cè)的相關(guān)要求，但缺乏思考應(yīng)用的產(chǎn)品、部位、環(huán)境不同，同樣的手冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)是否能沿用，應(yīng)該從其背后的功能、性能等要求出發(fā)，去考慮問(wèn)題。

一種是插合式連接

插合連接器通過(guò)聯(lián)接兩個(gè)端子外殼來(lái)保證電氣連接的安全, 從而提供與該線束的連接。因?yàn)椴搴线B接直接可以手動(dòng)插合即可，所以從某種角度來(lái)說(shuō)，還是可以減少空間利用，尤其在一些狹小的操作空間。插合連接隨著電纜截面積加大，電流加大的同時(shí)從早期的公母端直接接觸過(guò)渡到了中間有彈性導(dǎo)體接觸材料的方式 ，中間采用彈性導(dǎo)體的接觸方式更適合較大電流的連接，其更好的導(dǎo)電材料以及更好的彈性設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)也有利于降低接觸電阻，從而使得大電流的連接更可靠。

可以稱中間彈性導(dǎo)體為contact，contact的方式行業(yè)里有很多種。

實(shí)際插合形式可以看見(jiàn)有圓形的插合方式和片式的插合兩種方式，對(duì)于圓形的在國(guó)內(nèi)很多車(chē)型上都非常的常見(jiàn)，一些8mm及以上的大電流也都采用的是圓形的方式；對(duì)于“片式”的，從早期的日美混動(dòng)車(chē)型發(fā)展來(lái)看，片式的應(yīng)用還是比較多，從成本和熱對(duì)流的角度來(lái)說(shuō)，片式的確會(huì)比傳統(tǒng)的圓形的簧式會(huì)好一點(diǎn)，但認(rèn)為選擇什么樣的方式一方面取決于實(shí)際的應(yīng)用需求，一方面也和各家的設(shè)計(jì)風(fēng)格有很大關(guān)系。

任意一款連接器都需要防水功能，連接的位置不同，選用連接器的防水等級(jí)也不同。

11.單純從連接器本身的角度來(lái)說(shuō)，連接器有很多的分類類型：比如從形狀上分有圓形的、矩形的等;從頻率來(lái)說(shuō)也有高頻和低頻等。

六 原理

1.性能要求

相較于傳統(tǒng)高壓大電流連接器，電動(dòng)汽車(chē)具有600V以上高壓及300A以上大電流系統(tǒng)，高壓連接器的使用工況更復(fù)雜多變，對(duì)連接器的安全性、可靠性、屏蔽性具有更高的要求；相較于傳統(tǒng)低壓汽車(chē)連接器，高壓連接器和傳統(tǒng)車(chē)輛連接器有不同的產(chǎn)品特性，有不同的要求，最重要的一個(gè)區(qū)別是電壓比較高，圍繞高壓帶來(lái)的各種關(guān)聯(lián)性的要求，同時(shí)傳統(tǒng)的很多要求等級(jí)也都變高了，比如絕緣防護(hù)、耐壓、防護(hù)、高壓互鎖，甚至其環(huán)境要求都有所變化，比如海拔等。由于電壓等級(jí)的提高（目前主流系統(tǒng)的電壓均高于300V DC），增加了人體受到電擊傷害的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)連接器的安全性要求更高，對(duì)產(chǎn)品的絕緣、防護(hù)要求等比傳統(tǒng)低壓插件均有很大提高。如下是高壓連接器在整車(chē)系統(tǒng)運(yùn)用中的一個(gè)布局圖。

高壓連接器產(chǎn)品的質(zhì)量和精度直接影響到連接器的機(jī)械、電氣、環(huán)境等性能，作為新能源汽車(chē)各連接系統(tǒng)的橋梁，其質(zhì)量好壞、可靠性高低會(huì)直接影響新能源汽車(chē)行車(chē)安全和整車(chē)安全，因此高壓大電流連接器的質(zhì)量要求比較高，須具備良好的電氣、機(jī)械和環(huán)境性能，具有高電壓、大電流性能；需要能夠在各種工況下實(shí)現(xiàn)等級(jí)較高的防護(hù)功能(例如高溫、震動(dòng)、碰撞沖擊、防塵防水等)；具備可安裝性；有良好的電磁屏蔽性能；成本應(yīng)盡可能的低并且耐用，才能符合整車(chē)標(biāo)準(zhǔn)。高壓連接器產(chǎn)品的基本性能要求：

--載流能力必須能滿足200A或以上；

--壽命插拔要求在500次以上；

--溫升能力保證在55K以內(nèi)。USCAR37要求為55K以下; 一般車(chē)廠要求50K以下,實(shí)際驗(yàn)證測(cè)試中，若溫升達(dá)到45K的時(shí)候，應(yīng)分析原因，并作出改善對(duì)策。

2.設(shè)計(jì)要求

（1）高壓連接器安全設(shè)計(jì)要求：

在不使用工具的情況下， 應(yīng)無(wú)法打開(kāi)，且有以下三點(diǎn)要求：

a) 高壓連接器分開(kāi)后，應(yīng)滿足IPXXB的防護(hù)等級(jí)要求；

b)高壓連接器至少需要兩個(gè)不同的動(dòng)作才能將其從相互的對(duì)接端分離， 且高壓連接器與其它某個(gè)機(jī)構(gòu)有機(jī)械鎖止關(guān)系，在高壓連接器打開(kāi)前，該鎖止機(jī)構(gòu)必須要使用工具才能打開(kāi)；

c) 在高壓連接器分開(kāi)之后，連接器中帶電部分的電壓能在1s內(nèi)降低到不大于30Va.c. (rms) 且不大于60Vd.c。

（2）高壓連接器應(yīng)遵循SAE J1742規(guī)定的要求，具有以下技術(shù)要求：

SAE J1742規(guī)定的技術(shù)要求

(3)如何保證高壓連接器生命周期的可靠性

按照LV215的要求是乘用車(chē)至少15年30萬(wàn)公里，商用車(chē)的里程數(shù)要比乘用車(chē)多很多，是100萬(wàn)公里；在整車(chē)的生命周期內(nèi)，高壓連接器是不能出現(xiàn)功能性問(wèn)題的，嚴(yán)格意義來(lái)說(shuō)，是要通過(guò)DFMEA以及完整的群組測(cè)試根據(jù)應(yīng)用的環(huán)境及相關(guān)條件不同來(lái)判定，和保證其可靠性。

3.性能總述

高壓連接器需要滿足三大性能：電氣性能、機(jī)械性能，密封性能。

從完整的機(jī)械性能、電氣性能、環(huán)境性能、嚴(yán)格的群組測(cè)試、連接的三個(gè)區(qū)域等方面，可以參考標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，比如什么情況下要求什么防護(hù)等級(jí)，什么環(huán)境什么振動(dòng)要求等，但是同時(shí)需要了解標(biāo)準(zhǔn)之外的東西，比如ISO的標(biāo)準(zhǔn)里就有提及比如車(chē)輛振動(dòng)下飛石對(duì)連接器等懸掛較低的電子件的影響，具體的要求是什么樣的，是否一定有必要做？什么情況下需要？什么環(huán)境下需要？等等這些不會(huì)在標(biāo)準(zhǔn)里詳細(xì)提及，很多時(shí)候來(lái)自于OEM和供應(yīng)商之間的商榷確定。很多的產(chǎn)品特殊要求是來(lái)源于實(shí)際的工況應(yīng)用要求的，而這些是很少在標(biāo)準(zhǔn)里面體現(xiàn)的。再比如如今城市道路一到雨季就有很多積水，車(chē)輛泡在水里，甚至在水里行駛一段距離已經(jīng)快成為常態(tài)了，但是沒(méi)有在標(biāo)準(zhǔn)上看見(jiàn)能夠說(shuō)測(cè)振動(dòng)的同時(shí)還測(cè)防水性能的，但是這個(gè)的確是工況環(huán)境的實(shí)際需要的，那是不是標(biāo)準(zhǔn)上沒(méi)有就不需要去做了呢？認(rèn)為不是！車(chē)輛是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)里有很多的點(diǎn)構(gòu)成，每個(gè)點(diǎn)都有很多問(wèn)題，那就應(yīng)該每個(gè)點(diǎn)的逐一想辦法解決，想辦法通過(guò)試驗(yàn)最大化程度的模擬實(shí)際的狀態(tài)，當(dāng)然這個(gè)過(guò)程里的確需要追求性能和成本的雙平衡，但那些往往看不見(jiàn)的地方，才是別人領(lǐng)先的地方，這也同時(shí)應(yīng)該是一個(gè)優(yōu)秀的高壓連接器廠家需要去考慮的問(wèn)題，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是不是已經(jīng)“知其然知其所以然了”？是否能夠根據(jù)客戶的實(shí)際工況環(huán)境、技術(shù)要求，特殊要求等輸入建立完整而又詳細(xì)的設(shè)計(jì)模型框架？是否能保證這些框架上的每個(gè)點(diǎn)都能根據(jù)客戶的特殊要求而改變調(diào)整。這個(gè)是一個(gè)企業(yè)能否做下去，健康的活下去非常關(guān)鍵的地方。

（1）電氣性能

1）接觸電阻

由①插針和插孔插合的接觸電阻

②端子壓接導(dǎo)線處的壓接電

組成。

由引腳和插座保證，主要有兩個(gè)要求：

①插針和插座的接觸電阻必須小于規(guī)定的接觸電阻;

②插入插針和插座后，請(qǐng)確保接觸的連續(xù)性，并且不要瞬時(shí)或長(zhǎng)期斷開(kāi)接觸，

僅通過(guò)完成這兩點(diǎn)，就可以確保在連接到電連接器的組件之間可靠地傳輸光和電信號(hào)。

接觸電阻

都知道接觸電阻是考察電接觸及傳輸可靠性的一項(xiàng)重要的指標(biāo)，接觸電阻的大小完全取決于具體應(yīng)用，在特定的使用環(huán)境下，接觸電阻越低，接觸可靠性一般越高。接觸電阻由收縮電阻、膜層電阻和導(dǎo)體電阻組成。導(dǎo)體電阻通常較小可以忽略不計(jì)，主要是由收縮電阻和膜層電阻組成。依據(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歐姆電阻之和,其大小決定于端子和引出線所選用的材料、截面形狀及長(zhǎng)度尺寸。

RC—集中電阻，當(dāng)兩個(gè)端子彼此接觸時(shí),其表面不可能完整地接觸，微觀上是點(diǎn)與點(diǎn)的接觸。當(dāng)電流由一個(gè)接觸件流向另一個(gè)接觸件時(shí)，電流線就受到收縮而產(chǎn)生阻力，因而產(chǎn)生的電阻就稱為收縮電阻。

電連接，兩個(gè)相互接觸的表面不可能是光滑的面接觸，在微觀情況下，任何光滑的表面都是凹凸不平的，當(dāng)電流通過(guò)這些凹凸不平的觸點(diǎn)時(shí)，接觸面積減少，電流會(huì)收縮(或集中)，電流密度會(huì)增大，進(jìn)而產(chǎn)生收縮電阻；影響收縮電阻大小的因素非常多，比如這些斑點(diǎn)的形狀、數(shù)量、分布、包括電鍍工藝等等，而且還和正壓力也有很大的關(guān)系。

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。

接觸電阻的影響因素：材料本身的特性，接觸壓力、生產(chǎn)工藝能力等。

膜層電阻

說(shuō)膜層電阻其實(shí)就是由接觸件的表面膜層被空氣種一些污染物附著，并穿破了表面層和金屬基體直接接觸形成的，這個(gè)又叫“隧道效應(yīng)”。其實(shí)電流如果較小，如果小到mV或者mA級(jí)是根本無(wú)法擊穿膜層的，所以國(guó)標(biāo)里測(cè)量接觸電阻時(shí)，才有針對(duì)低電平的接觸的。連接器的自清潔效應(yīng)其實(shí)就是利用了大電流可以擊穿灰塵等異物的原理，其實(shí)原理很簡(jiǎn)單，就是局部的觸電點(diǎn)產(chǎn)生較大的焦耳，產(chǎn)生較大的熱量融化或分解掉異物，當(dāng)然也會(huì)形成一些新的異物。

對(duì)于一些高精密傳輸?shù)刃袠I(yè)，膜層電阻或者收縮電阻都已經(jīng)做了非常細(xì)的理論和實(shí)際研究，大量的數(shù)據(jù)測(cè)試也了解很多的規(guī)律。有條件的在不考慮的材料的塑性變形的情況下，算一下設(shè)計(jì)的簧的接觸電阻和實(shí)際測(cè)量的差距有多大。

端子的接觸簧片性能直接影響了載流的傳導(dǎo)的可靠性，關(guān)注其在振動(dòng)下接觸電阻情況。鍍層也是影響ECR變化的重要因素，目前電動(dòng)汽車(chē)高于連接器的鍍層基本是鍍銀層居多，但是這個(gè)鍍層它不是一層，一般來(lái)說(shuō)裸銅、鍍銅、鍍鎳、鍍銀；為什么不能鍍錫，其實(shí)早期的連接器也要鍍錫的，由于鍍錫連接器由于其柔軟性，成本低，ECR（Electrical contact resistance）相對(duì)較低，在傳統(tǒng)汽車(chē)插件上應(yīng)用比較廣泛，但是錫是不能耐高溫的，而且微觀層面，鍍錫層在振動(dòng)下會(huì)產(chǎn)生微動(dòng)磨損，在微動(dòng)腐蝕過(guò)程中，微動(dòng)磨損反復(fù)將新鮮金屬暴露在大氣中，導(dǎo)致接觸界面上的 氧化和碎片堆積。這不斷減少導(dǎo)電面積和電導(dǎo)率。因此，當(dāng)振動(dòng)被應(yīng)用于鍍錫連接器時(shí)，ECR將繼續(xù)名義上和逐漸地隨著時(shí)間的增加而增 加，但是與銀涂層的連接器可以使微動(dòng)腐蝕不那么顯著。

2）為了提高連接器的耐高壓性能，連接器插合時(shí)其界面部位應(yīng)貼合，無(wú)空氣間隙。連接器的界面主要包括插頭連接器和插座連接器的插合界面、連接器接觸件和導(dǎo)線的連接部分。這些部件需要介質(zhì)全填充、無(wú)空氣才能可靠保證連接器不被擊穿。為了杜絕界面氣隙的存在，在高壓連接器設(shè)計(jì)時(shí)一般采取如下措施：

①在插合界面處采用軟絕緣材料，以保證在插合到位的同時(shí)將空氣間隙填實(shí)。

②插孔接觸件外的絕緣采用模塑的形式，將接觸件外的間隙填實(shí)。

③插頭和插座的插合面采用錐面結(jié)構(gòu)。

④接插件連接導(dǎo)線后，部分導(dǎo)線絕緣伸入連接器殼體絕緣。

為了提高連接器的耐高壓性能，電動(dòng)汽車(chē)高壓連接器選用了絕緣性能良好，擊穿電壓高，絕緣強(qiáng)度高，高溫高壓下穩(wěn)定性好，耐電弧，耐漏電痕跡，吸濕性低的PPA(聚鄰苯二甲酰胺)塑料。

連接器爬電電阻

3）爬電距離和電氣間隙

根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)用不同在IEC60664-1的安規(guī)里有做了定義要求。

l電氣間隙是指帶電導(dǎo)體在空間的最短距離，在高壓設(shè)備中為了盡量減少故障風(fēng)險(xiǎn), 需要并給出足夠的安全范圍, 攜帶高電壓的導(dǎo)體必須保持一定的最小距離分離，這些距離稱為間隙和漏電。

如果要確定電氣間隙（Clearance），需要結(jié)合IEC60664-1下面兩張表，及根據(jù)以下四個(gè)步驟：

確定工作電壓峰值和有效值；

確定設(shè)備的供電電壓和供電設(shè)施類別 ；

根據(jù)過(guò)電壓類別來(lái)確定進(jìn)入設(shè)備的瞬態(tài)過(guò)電壓大??；

確定設(shè)備的污染等級(jí)（一般設(shè)備為污染等級(jí)2）；

確定電氣間隙跨接的絕緣類型（功能絕緣、基本絕緣、附加絕緣、加強(qiáng)絕緣）

l爬電距離是指帶電導(dǎo)體沿絕緣表面的最短距離，指當(dāng)工作電壓過(guò)大時(shí)，瞬時(shí)過(guò)電壓會(huì)導(dǎo)致電流沿絕緣間的間隙向外釋放電弧，損害器件甚至操作人員，這個(gè)絕緣間隙就是爬電距離。電弧持續(xù)的工作電壓決定了爬電距離。在高壓連接器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能增大爬電距離，考慮到連接器介質(zhì)耐壓4000V以上。經(jīng)過(guò)仔細(xì)計(jì)算與校核，將連接器的爬電距離設(shè)計(jì)成24mm以上。即可完全滿足高壓連接器600V的使用要求。

如果計(jì)算爬電距離（creepage），需要考慮以下四點(diǎn)：

①確定工作電壓的有效值或直流值；（如工作電壓數(shù)值在表兩個(gè)電壓范圍之間時(shí)，需要使用內(nèi)差法計(jì)算其爬電距離。）

②確定材料組別（根據(jù)相比漏電起痕指數(shù)，其劃分為：Ⅰ組材料，Ⅱ組材料，Ⅲa組材料, Ⅲb組材料。注：如不知道材料組別，假定材料為Ⅲb組）；

③確定污染等級(jí)；（污染等級(jí)有四級(jí)，一般設(shè)備為污染等級(jí)2）

④確定絕緣類型（功能絕緣、基本絕緣、附加絕緣、加強(qiáng)絕緣）。

其中主要根據(jù)CTI材料類別和污染等級(jí)結(jié)合電壓值，可以依據(jù)IEC60664-1查到對(duì)應(yīng)的Creepage尺寸。實(shí)際在設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)靈活設(shè)定

尺寸，不要全部依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

4）絕緣電阻是指在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）/泄漏電流（μA）。通過(guò)絕緣電阻檢驗(yàn)確定連接器的絕緣性能能否符合電路設(shè)計(jì)的要求或經(jīng)受高溫、潮濕等環(huán)境應(yīng)力時(shí)，其絕緣電阻是否符合有關(guān)技術(shù)條件的規(guī)定。絕緣電阻是設(shè)計(jì)高阻抗電路的限制因素，絕緣電阻低，意味著漏電流大，這將破壞電路的正常工作。例如形成反饋回路，過(guò)大的漏電流所產(chǎn)生的熱和直流電解，將使絕緣破壞或使連接器的電性能變差。

① 絕緣材料 設(shè)計(jì)電連接器時(shí)選用何種絕緣材料非常重要,它往往影響隨后產(chǎn)品的絕緣電阻能否穩(wěn)定合格。如某廠原使用醋醛玻纖塑料和增強(qiáng)尼龍等材料制作絕緣體，這些材料內(nèi)含極性基因，吸濕性大，在常溫下絕緣性能可滿足產(chǎn)品要求，而在高溫潮濕下絕緣性能不合格。后采用特種工程塑料PES（聚苯醚砜）材料，產(chǎn)品經(jīng)200℃、1000h和240h潮濕試驗(yàn)，絕緣電阻變化較小，仍在105MΩ以上，無(wú)異常變化。 ②密封不良 干區(qū)里面的電子電器和線束受到高溫/高濕以及化學(xué)品/灰塵影響較小，濕區(qū)剛好相反，如果密封不良，可能導(dǎo)致電器和線束進(jìn)水，引起內(nèi)部電路短路/腐蝕等，直接導(dǎo)致功能失效，這就需要線束的連接器插接件做好密封保護(hù)。

密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理：

a、密封膠圈壓縮量不足，線束平順安裝密封無(wú)問(wèn)題，折彎后密封失效；

b、耐老化性能及機(jī)械性能差，長(zhǎng)期使用老化開(kāi)裂，導(dǎo)致密封失效，密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先選用徑向密封結(jié)構(gòu)。

c、凝露：

連接器內(nèi)部由于工作時(shí)發(fā)熱內(nèi)部空氣含水量高，停止工作后靜置，由于溫差導(dǎo)致空氣中的水分析出在低溫表面，進(jìn)而導(dǎo)致絕緣失效，特別是發(fā)熱部件連接器，如驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接器。

空氣主要由干空氣、水汽、塵埃組成。通常濕度是指空氣中水蒸氣的含量，飽和濕度是單位體積的空氣在一定溫度條件下所能包含的水汽量的最大限度，與空氣溫度有關(guān)，溫度越高，所含水分越多。30%～60%的相對(duì)濕度是對(duì)于一般電氣設(shè)備比較適宜的。如果保持空氣絕對(duì)濕度不變，降低空氣溫度，溫度降低到一定值時(shí)空氣中濕度會(huì)達(dá)到飽和，繼續(xù)降溫，空氣中水分就會(huì)析出，這種有液態(tài)水析出的現(xiàn)象稱為“凝露”。露點(diǎn)溫度是含濕量和大氣壓力保持不變的前提下能使空氣相對(duì)濕度達(dá)到100%的溫度。

試驗(yàn)室條件下的凝露現(xiàn)象主要包括兩種情況。一種是出現(xiàn)在升溫階段，升溫過(guò)程中殼體表面溫度低于環(huán)境溫度，殼體外表面的空氣遇到低于露點(diǎn)溫度的產(chǎn)品表面時(shí)，水氣會(huì)凝結(jié)在殼體外壁，形成凝露。

另一種是出現(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，如果殼體內(nèi)壁溫度達(dá)到內(nèi)部空氣的露點(diǎn)溫度，殼體內(nèi)壁就會(huì)形成凝露。要解決的凝露問(wèn)題主要是第二種，避免內(nèi)壁產(chǎn)生凝露影響內(nèi)部電氣元件性能。凝露是溫度與濕度共同作用的結(jié)果，環(huán)境濕度高，氣候溫差大，容易產(chǎn)生凝露。我國(guó)地域遼闊，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(diǎn)溫度有水分析出時(shí)，首先被吸附到金屬表面涂層中，吸附飽和后才會(huì)出現(xiàn)凝露。所以在金屬表面涂覆硅膠涂層，在一定時(shí)間內(nèi)可有效延緩凝露的產(chǎn)生，但并不能達(dá)到除濕的目的，且增加了加工和維護(hù)成本，還有就是加裝透氣閥。

d、虹吸：

連接器等電子元件進(jìn)水主要有兩個(gè)途徑，第一是外部的液體其重力滲透進(jìn)入其內(nèi)部，比如沒(méi)有密封圈的連接器，或水分從線束內(nèi)部連接點(diǎn)(比如沒(méi)有保護(hù)的焊點(diǎn)/壓接點(diǎn)/搭鐵點(diǎn))進(jìn)入；第二是虹吸，一般電器在工作時(shí)有一定溫度，內(nèi)部空氣形成一定壓力，當(dāng)停止工作后，溫度下降，內(nèi)部壓力也小了，這時(shí)會(huì)形成氣壓差，如果連接器密封不良，水汽會(huì)順著多股銅線間的間隙進(jìn)入內(nèi)部，導(dǎo)致功能失效。

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(hào)線進(jìn)入變速器電腦J217插頭7號(hào)導(dǎo)致故障（液體虹吸現(xiàn)象）

③高溫 會(huì)破壞絕緣材料，引起絕緣電阻和耐壓性能降低；對(duì)金屬殼體，高溫可使接觸件失去彈性，加速氧化和發(fā)生鍍層變質(zhì)。電連接設(shè)計(jì)考慮載流溫升，工作狀態(tài)下不超過(guò)絕緣材料的額定工作溫度。 ④濕度 潮濕環(huán)境引起水蒸氣在絕緣體表面的吸收和擴(kuò)散，容易使絕緣電阻降低到MΩ級(jí)以下。長(zhǎng)期處于高溫環(huán)境下會(huì)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。 ⑤污損 絕緣體內(nèi)部和表面的潔凈度對(duì)絕緣電阻影響很大，由于注塑絕緣體用的粉料或膠接上、下絕緣安裝板的膠料中混有雜質(zhì)，或由于多次插拔磨損殘留金屬屑及端接錫焊時(shí)焊劑殘留滲入絕緣體表面，都會(huì)明顯降低絕緣電阻。如某廠生產(chǎn)的圓形電連接器在成品交收試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)有一個(gè)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)其原因是由于注塑絕緣體用的粉料中混有雜質(zhì)，后只得將該批產(chǎn)品全部報(bào)廢。 ⑥電氣間隙 電連接器的接觸對(duì)由絕緣安裝板固定其相互位置，接觸對(duì)之間、接觸對(duì)與外殼之間由絕緣板和空氣隙組成，絕緣板的抗電強(qiáng)度一般比空氣隙高，因此在正常條件和低氣壓條件下，電擊穿通常首先發(fā)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，由于電弧的高溫將附近的絕緣材料表面燒焦碳化而短路，造成絕緣失效。

5）高壓連接器的溫升

隨著技術(shù)的發(fā)展，大功率趨勢(shì)會(huì)成為越來(lái)越受歡迎的，對(duì)于高壓連接器而言，如何不通過(guò)加大電纜的規(guī)格下，耐受更大的負(fù)載是需要研究的課題。應(yīng)用在新能源領(lǐng)域的高壓電氣連接系統(tǒng)，由線纜、連接器、銅/鋁排組成，其中連接部分的連接器，是產(chǎn)品載流能力的瓶頸點(diǎn)，其本身的載流能力決定整個(gè)系統(tǒng)的載流能力。目前行業(yè)應(yīng)用的高壓大電流連接器，涵蓋40A~500A的載流要求。如何在設(shè)計(jì)之初就能準(zhǔn)確評(píng)估產(chǎn)品的載流能力（即評(píng)估其溫升能力），是連接器行業(yè)亟需解決的技術(shù)難題。在大電流情況下，整個(gè)連接器會(huì)因通電而產(chǎn)生的熱量引起整個(gè)連接器系統(tǒng)溫度上升，溫度的上升顯著影響連接器的工作性能。對(duì)于大電流連接器，其溫度上升效應(yīng)是必須要考慮的關(guān)鍵性能。當(dāng)下經(jīng)常能看見(jiàn)電動(dòng)汽車(chē)的各種自燃，這個(gè)里面有很多是熱失控造成的，異常的溫升會(huì)導(dǎo)致連接器因?yàn)闇厣^(guò)高，發(fā)生燒蝕，所以對(duì)于整車(chē)而言，控制關(guān)鍵零部件的溫升，以及溫升模擬仿真再現(xiàn)，就變得非常重要，作為高壓連接的關(guān)鍵部件，高壓連接器的溫升、熱分析也變得尤為重要。

載流能力-溫升：

溫升性能決定了連接器本身的載流能力。在這些性能中,載流能力是一個(gè)關(guān)鍵性能，它決定連接器產(chǎn)品的能承載的電流等級(jí)。在電動(dòng)汽車(chē)或其他應(yīng)用高壓大電流的系統(tǒng)中，200A的載流能力是其基本的功率要求。

溫升要求：

溫升的高低是衡量連接器性能的重要參數(shù)，是連接器設(shè)計(jì)最重要的設(shè)計(jì)關(guān)鍵項(xiàng)之一。

連接器工作時(shí)，通過(guò)的電流在接觸點(diǎn)處產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致溫度上升，此即為電子連接器的溫升。通常對(duì)于連接器的溫升要求是小于50K。連接器在工作中，上升的溫度超過(guò)周?chē)諝獾臏囟?環(huán)境溫度)稱為溫升,溫升的單位為開(kāi)氏(K)。大電流的連接器必須考慮溫度上升效應(yīng)，USCAR-2-2013 5.3.3中規(guī)定要求額定載流下，溫升需要在550C以下。此測(cè)試用于確定連接器系統(tǒng)在室溫下的最大載流能力，是高電流連接器的核心性能。

①溫升的理論基礎(chǔ)

溫升是材料的主體電阻作用的結(jié)果。主體電阻由端子的形狀及其材料阻抗決定。端子的溫升取決于熱產(chǎn)生過(guò)程中的熱傳遞所造成的熱能浪費(fèi)。因此溫升又可以說(shuō)是依賴于端子材料的熱傳遞能力，電流的大小和連接器的熱量對(duì)流。

通電流的產(chǎn)生熱能方程：

②溫升=最終溫度-初始溫度

在外加條件固定情況下，導(dǎo)電系數(shù)與傳熱系數(shù)是唯一能作用于溫升的材料屬性。不過(guò)這個(gè)公式對(duì)于溫升只是個(gè)保守的估計(jì)，因?yàn)樗僭O(shè)沒(méi)有通過(guò)對(duì)流或輻射而產(chǎn)生的熱量損失。

從第三個(gè)公式中很明顯地看出，溫升與產(chǎn)品的材料導(dǎo)電系數(shù)和傳熱系數(shù)成反比。為了降低溫升，不僅要提升導(dǎo)電系數(shù)，還要提升材料的傳熱系數(shù)以便可以產(chǎn)生少的熱量而傳出多的熱量，最終降低溫度的上升量。

溫度等級(jí)：連接器的溫度等級(jí)直接影響連接器所能承受的溫度，在設(shè)計(jì)中尤為關(guān)鍵。直接影響連接器的材料以及密封塑殼設(shè)計(jì)。

連接器的溫升受如下因素影響： a.接觸電阻：用于導(dǎo)電連接，兩接觸載體之間的電阻，如針孔對(duì)插接觸電阻、針孔尾部與導(dǎo)線壓接電阻、螺紋連接銅牌與銅牌之間的接觸電阻 b.物質(zhì)環(huán)境加熱：由于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工作溫度140℃，但當(dāng)產(chǎn)品使用的環(huán)境溫度過(guò)高，高壓連接器由于自身接觸內(nèi)阻發(fā)熱，在達(dá)到熱平衡時(shí)，加上所處的環(huán)境溫度高于材料允許使用最高工作溫度，此時(shí)若連接器長(zhǎng)期處于該高溫環(huán)境，連接器內(nèi)部針孔件發(fā)熱導(dǎo)致內(nèi)部溫度無(wú)法及時(shí)散出，內(nèi)部溫度會(huì)持續(xù)升高，連接器就會(huì)產(chǎn)生很大的熱量，導(dǎo)致連接器出現(xiàn)燒蝕引起車(chē)輛燃燒，這是非常嚴(yán)重的問(wèn)題。橡膠材料和金屬材料均有最高工作溫度限制，設(shè)計(jì)時(shí)均需要考慮。 c.板端的連接：設(shè)計(jì)的時(shí)候要用螺栓的情況下，要有預(yù)防措施，防止供貨的時(shí)候松脫；同時(shí)在螺栓連接時(shí)，一定要根據(jù)操作規(guī)范進(jìn)行扭力檢測(cè)。導(dǎo)電部件螺釘連接情況下，主要的失效模式之一就是未按照力矩要求進(jìn)行擰緊力矩管控，導(dǎo)致連接部位溫升異常，燒蝕。所以在螺栓連接時(shí)，一定要根據(jù)操作規(guī)范進(jìn)行扭力檢測(cè)。 d.降額曲線： 高壓連接器會(huì)有一份的降額曲線，降額曲線是不同電流在不同的工作環(huán)境溫度下對(duì)應(yīng)出的不同值，這些值通過(guò)描點(diǎn)法得到的一個(gè)曲線圖，有了這個(gè)降額曲線圖就能更加直觀的看到這個(gè)連接器使用條件，根據(jù)工況選取合適的連接器也是避免溫升異常的有效途徑。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

對(duì)于高壓連接器的溫升，首先得知道怎么去判斷它和依據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)，一般都是參照IEC60512的要求。

連接器的溫升因素，在不進(jìn)行大變更的基礎(chǔ)上如何降低溫升?

如果想要降低溫升，得先知道溫度是從哪里來(lái)的；因?yàn)閷?dǎo)體在傳輸?shù)臅r(shí)候，當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)部的自由電子在做定向運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)于原子和正離子發(fā)生碰撞，阻礙電子定向運(yùn)動(dòng)，這種作用就是導(dǎo)體電阻，而電阻會(huì)產(chǎn)生熱，最終會(huì)以熱能形式產(chǎn)生能量損失，那么高壓連接器在連接傳輸?shù)倪^(guò)程中有哪些地方會(huì)產(chǎn)生熱呢？一般來(lái)說(shuō)，連接器都有公母端配對(duì)使用（不討論IPT連接的形式）主要有三個(gè)連接區(qū)域構(gòu)成，分別是線端的壓接端（端子壓接區(qū)域）、中間的端子接觸區(qū)域（端子連接區(qū)域）以及箱體的連接區(qū)域（端子接觸區(qū)域（連接器本身））， 這三個(gè)連接區(qū)域也代表了三種連接方式：壓接、彈性金屬接觸、螺接；這三個(gè)區(qū)域構(gòu)成了一個(gè)局部的傳輸路線，而溫度的產(chǎn)生也存在這三個(gè)重要的區(qū)域。

①端子連接區(qū)域:對(duì)于和設(shè)備端相連接的板端連接器通常會(huì)通過(guò)銅排的形式與設(shè)備端的銅排通過(guò)螺栓或者鎖螺栓的形式相連，當(dāng)然也有直接通過(guò)螺栓螺母直接相連， 無(wú)論哪種，需要保證較低的溫升就得考慮有效的連接，尤其是在復(fù)雜的車(chē)輛工況下，要降低螺母松動(dòng)等不良問(wèn)題，因?yàn)檫@些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致接觸電阻的上升，從而加大這個(gè)區(qū)域的發(fā)熱，嚴(yán)重的瞬間電流就會(huì)燒毀此區(qū)域；可以通過(guò)嚴(yán)格按照鎖緊扭力、放松螺母、打膠等形式來(lái)提供此連接的穩(wěn)定性。

②端子接觸區(qū)域：此處發(fā)熱實(shí)際上是接觸對(duì)的載流能力的評(píng)估，電連接的有效的接觸點(diǎn)越多，接觸面積越大，接觸電阻就越低，而接觸電阻是考慮接觸的可靠性的重要電性能指標(biāo)，對(duì)于接觸在設(shè)計(jì)時(shí)需要從材料級(jí)、電性能級(jí)、機(jī)械插拔、微幅振動(dòng)影響等綜合因素考慮，可以借助一些輔助工具在這構(gòu)建微觀的數(shù)學(xué)模型來(lái)分析電流對(duì)于接觸對(duì)的變化，以及溫度的散步變化。接觸對(duì)的研究需要很深的電接觸理論知識(shí)，同時(shí)需要大量的試驗(yàn)及分析，目前國(guó)內(nèi)在這塊能夠拿出相對(duì)比較可靠的接觸產(chǎn)品的廠家很少，這也是基礎(chǔ)非常薄弱的地方。

③端子壓接區(qū)域：由壓接不良導(dǎo)致的溫度較高的問(wèn)題也非常常見(jiàn)，對(duì)于連接器廠家在設(shè)計(jì)連接器的端子時(shí)，需要系統(tǒng)性的去考慮不同規(guī)格的壓線杯的壓接方式及壓接尺寸，最終線束廠家應(yīng)該嚴(yán)格根據(jù)連接器的壓線杯的設(shè)計(jì)壓接方式及尺寸規(guī)格進(jìn)行壓接。隨著電流的變大，電纜的截面積加大，傳統(tǒng)的壓接其穩(wěn)定性和可靠性都很難保證，電動(dòng)汽車(chē)和其它行業(yè)應(yīng)用不同，大截面積的電纜插頭往往也是伴隨著大功率的脈沖，而這相當(dāng)于給壓接部位做加熱和冷熱循環(huán)，而在冷卻的過(guò)程中材料是會(huì)變得松弛的，而且很難恢復(fù)到開(kāi)始的壓接尺寸，雖然這個(gè)尺寸的變化是非常細(xì)小的，但是在伴隨數(shù)千小時(shí)的應(yīng)用后，其接觸電阻會(huì)持續(xù)累積加大，其溫升也會(huì)升高，影響其連接的可靠性；所以要盡可能的監(jiān)督壓接的可靠性，保證其一致性和穩(wěn)定性。

根據(jù)歐姆定律，電阻越大，溫度也越高，所以降低溫升意味著就是降低電阻，比如壓接區(qū)域，就需要考慮怎么降低它的電阻，比如壓接的更充分、由壓接改為超聲焊接？亦或通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或者壓接型式的改變?cè)黾咏佑|的面積，有效接觸面積的增加，傳輸就會(huì)更高效，電阻也就會(huì)降下來(lái)，隨之溫度也會(huì)降下來(lái)。這三個(gè)區(qū)域中要屬中間彈性金屬件連接的區(qū)域溫升會(huì)最高，因?yàn)槠淇空蛄Φ倪B接使得兩種金屬材料連接在一起，相比壓接和螺接，這種方式不確定因素會(huì)非常多，也是改善的重點(diǎn)區(qū)域，目前行業(yè)里做的比較好的也比較多。另外對(duì)于螺接，更應(yīng)該注意的是其防松要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)往往這個(gè)地方溫度過(guò)高是因?yàn)槠渎菟ㄋ擅搶?dǎo)致有效接觸面積下降溫度升高，下圖把三個(gè)區(qū)域給標(biāo)識(shí)出來(lái)了，右上角是一張連接的溫升做了一個(gè)拆解圖，如果想要研究更為基礎(chǔ)的溫升要求，以及建立完整的熱仿真的模型可以沿此思路去看看。其實(shí)熱量只能通過(guò)三種方式傳遞：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射，上面所說(shuō)的從三個(gè)區(qū)域的連接上進(jìn)行改善可以理解為在傳導(dǎo)上做文章，在選擇連接器的時(shí)候一定要注意電纜規(guī)格和連接器自身是否承載匹配的問(wèn)題。溫度一定都是從高流向低的，所以連接器內(nèi)部的溫度一定會(huì)往低的地方流動(dòng)，如果外部環(huán)境的溫度已經(jīng)和內(nèi)部溫度接近就會(huì)形成熱平衡，這時(shí)在選擇連接器時(shí)也要注意，另外都知道不同的材質(zhì)其熱傳導(dǎo)的速度是不一樣的，所以在同等的設(shè)計(jì)和同等數(shù)據(jù)下，金屬的外殼一定是要比塑料的熱傳導(dǎo)效果更好，其耐受環(huán)境溫度也更好，所以適當(dāng)?shù)母淖円恍┎馁|(zhì)也許效果也會(huì)更好，只是要兼顧重量，盡量做到效益平衡。

在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中，熱量密度來(lái)自于公母連接器及通電線纜的部分。其中熱量密度最高的部位有兩個(gè)：其一，接觸對(duì)的接觸點(diǎn)；其二，端子與線纜的壓接點(diǎn)。

關(guān)于高壓大電流連接器的載流仿真分析

針對(duì)載流能力設(shè)置為200A的載高壓連接器進(jìn)行詳細(xì)的電流溫升仿真，計(jì)算此連接器在各種電流載荷下的溫升數(shù)據(jù)，與實(shí)驗(yàn)溫升結(jié)果一一對(duì)應(yīng)，可知此評(píng)估方式可靠、準(zhǔn)確。對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)復(fù)雜的高電流連接器而言，采用簡(jiǎn)單的公式根本無(wú)法得出精確值。原因如下：其一，因?yàn)榭諝獾膶?duì)流散熱對(duì)于實(shí)際的溫升度數(shù)有至關(guān)重要的作用,且傳熱的面積因形狀復(fù)雜不能精確確定；其二，發(fā)熱的關(guān)鍵點(diǎn)，接觸對(duì)的接觸點(diǎn)電阻及壓接點(diǎn)電阻都需要足夠的計(jì)算能力與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)才能得到合理精確值。

在大部分企業(yè)，此溫升性能的預(yù)測(cè)和改善都是基于實(shí)踐試驗(yàn)結(jié)果。無(wú)法在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之時(shí)確認(rèn)溫升性能，成了制約大電流連接器開(kāi)發(fā)的一個(gè)瓶頸。采用CAE仿真工具，可以假定大電流連接器是由不同材料組成的一個(gè)整體，在傳熱過(guò)程中，端子部份自身通過(guò)電流生熱，在對(duì)應(yīng)的接觸點(diǎn)部分施加接觸點(diǎn)電阻，在壓接部分施加對(duì)應(yīng)的壓接點(diǎn)電阻，并通過(guò)熱傳導(dǎo)方式將熱傳給其他部分（如線纜與圓形PIN針等），同時(shí)，裸露在外的所有部份都與空氣進(jìn)行對(duì)流傳熱的方式來(lái)達(dá)到散熱的目的。如此，可以得出較精確的溫升分析結(jié)果。

高壓大電流連接器載流仿真步驟

采用電動(dòng)乘用車(chē)中應(yīng)用的載流能力最高等級(jí)-200A高壓大電流連接器，進(jìn)行載流能力仿真。

①200A 高壓大電流連接器溫升模型及材料

此200A高壓大電流連接器的產(chǎn)品接觸對(duì)內(nèi)簧片，材料為高性能鈹銅1/2HT,其他載流導(dǎo)電部位皆為T(mén)2。通過(guò)CAE軟件自帶的模型處理功能，將各接觸區(qū)域粘接為一個(gè)整體。

各零件所采取的材料及其相關(guān)性質(zhì)系數(shù)見(jiàn)表1。

②200A高壓大電流連接器的溫升分析過(guò)程

此分析為電熱耦合分析,故采用電熱耦合單元。溫升分析的CAE步驟如下：

a.建立高壓大電流連接器公母端子對(duì)接模型；

b.建立溫升測(cè)試中連接器兩端對(duì)接的線纜模型；

c.在連接器兩端的線纜施加載荷電流載荷和電壓載荷）如200A、250A）；

d.在接觸對(duì)的簧片、端子壓接部分的線纜體施加對(duì)應(yīng)的熱生成率載荷；

e.施加環(huán)境溫度25度，并對(duì)祼露在外的面施加自然對(duì)流系數(shù)；

f.計(jì)算載荷；

g.提取溫度、電阻及電流密度結(jié)果。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，上升的溫度一般會(huì)在0.5~1.5小時(shí)后穩(wěn)定。由于熱載荷是穩(wěn)定的，故在此選用的是穩(wěn)態(tài)分析（也曾用一種設(shè)定時(shí)間為5500秒即1.5小時(shí)的瞬態(tài)電熱耦合分析，結(jié)果基本沒(méi)有差別）。

是那200A高壓大電流連接器的溫升分析結(jié)果

對(duì)于設(shè)計(jì)額度為200A的接觸對(duì)的溫升，為了更好的考察過(guò)流能力，按照200A、250A、300A、350A進(jìn)行仿真分析。

a.200A電流溫升分析結(jié)果

載流為200A時(shí)，接觸對(duì)的溫升為65.684-30=35.684°，溫升最高點(diǎn)發(fā)生在簧片內(nèi)部其次為圓形Pin針與簧片接觸區(qū)域，再次為壓接及簧片外部holder處

b.250A電流溫升分析結(jié)果

載流為250A時(shí)，接觸對(duì)的溫升為85.742-30=55.742°，溫升最高點(diǎn)發(fā)生在簧片內(nèi)，其次為Pin針與簧片接觸區(qū)域，再次為壓接及簧片外部holder處

c.300A/350AA電流溫升分析結(jié)果

載流為300A時(shí)，接觸對(duì)的溫升為：110.269-30=80.269°，載流為350A時(shí)，接觸對(duì)的溫升為：139.255-30=109.255 °。

③溫升試驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真誤差分析

實(shí)際的溫升測(cè)試中數(shù)據(jù)見(jiàn)圖9，測(cè)試數(shù)據(jù)與溫升仿真分析數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表2。

在對(duì)200A高壓大電流連接器的溫升分析過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，得到的溫升結(jié)果準(zhǔn)確與是否與各連接點(diǎn)的接觸電阻相關(guān)性很大。因此需要提前測(cè)試壓接點(diǎn)的接觸點(diǎn)電阻、各螺栓連接點(diǎn)的接觸電阻，如此才能準(zhǔn)確分析出溫升的結(jié)果。

此外，亦需要根據(jù)簧片扭轉(zhuǎn)后的形狀得出插拔力，再根據(jù)插拔力得出各個(gè)柵條簧片的正向力，再根據(jù)接觸電阻計(jì)算方法得出接觸對(duì)連接點(diǎn)的接觸點(diǎn)電阻，最后匯總所有測(cè)試出的接觸點(diǎn)電阻和計(jì)算出的接觸點(diǎn)電阻，一對(duì)一模擬溫升測(cè)試時(shí)的各種線纜連接和電流載荷施加，即可得出比較符合實(shí)際情況的溫升仿真結(jié)果。

據(jù)此仿真技術(shù)，可以在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，提前確定產(chǎn)品的溫升性能和載流能力，對(duì)高電流連接器的開(kāi)發(fā)具有莫大的意義。

溫升是確定大電流連接器載流能力的核心性能，根據(jù)理論計(jì)算加仿真得出的核心端子接觸點(diǎn)電阻，并實(shí)驗(yàn)測(cè)試出來(lái)的壓接點(diǎn)及連接點(diǎn)的接觸點(diǎn)電阻，施加對(duì)應(yīng)的電流負(fù)載和散熱系數(shù)，為大電流連接器關(guān)鍵性能確定提供了可靠的溫升仿真方法，此方法意義重大。

在大電流連接器的核心性能如溫升、壽命等有限元分析方法研究基本完成的情況下，未來(lái)可對(duì)大電流連接器進(jìn)行參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出性能更優(yōu)異的核心端子結(jié)構(gòu)，大大提升大電流連接器的載流能力和可靠性。

（2）機(jī)械性能

高壓連接器的機(jī)械性能包括插拔力、保持力、端子抗彎力、插拔循環(huán)、對(duì)配力、防錯(cuò)coding、塑殼強(qiáng)度、插拔壽命和抗跌落等內(nèi)容。

1）插拔力可細(xì)分為接觸件的插入力和分離力，接觸件是否鎖緊的判斷，應(yīng)來(lái)自于可見(jiàn)和可聽(tīng)到的鎖緊聲音和連接器的插入力和分離力。

2）端子與連接器的保持力，是影響高壓連接器乃至高壓線束總成可靠性的一個(gè)重要指標(biāo)，任何保持力的失效，都會(huì)造成連接器功能喪失。為了增加端子在護(hù)套中的保持力，一般會(huì)在高壓連接器中增加二次鎖止結(jié)構(gòu)，也就是TPA(Terminal Position Assurance)。是否帶有TPA結(jié)構(gòu)，對(duì)于端子在連接器中的保持力有著明顯差異。模擬高壓連接器在生產(chǎn)、運(yùn)輸或安裝過(guò)程中意外跌落，檢測(cè)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否還能滿足正產(chǎn)工作。

3）插拔壽命，即指在無(wú)電負(fù)荷時(shí)按正常方式操作的機(jī)械操作耐久性。主要考驗(yàn)連接器的端子設(shè)計(jì)，鍍層材料等尤為關(guān)鍵。部分鎖扣的設(shè)計(jì)同樣需要保證足夠的強(qiáng)度以適應(yīng)不同的插拔次數(shù)要求。

①高壓連接器的端子插拔次數(shù)和鍍層結(jié)構(gòu)關(guān)系

鍍層的好壞對(duì)插拔次數(shù)的影響，首先對(duì)于插拔次數(shù)的問(wèn)題，一般分兩種，充電槍和插座的要求一般是一萬(wàn)次，車(chē)內(nèi)的高壓連接器一般是50或者100次，標(biāo)準(zhǔn)上一般會(huì)要求至少滿足50個(gè)插拔循環(huán)的可靠工作，當(dāng)然根據(jù)產(chǎn)品的本身的特性和維護(hù)頻率要求也是可以和OEM雙方商榷要求的。

鍍層的好壞對(duì)一萬(wàn)次的插拔的影響。其實(shí)一萬(wàn)次的插拔曲線基本上都是差不多的，都是一開(kāi)始磨損的比較厲害（比如前500次）然后曲線逐步趨于平穩(wěn)的過(guò)程，這需要了解一些基礎(chǔ)知識(shí)，比如接觸電阻的組成，這個(gè)插拔的過(guò)程的評(píng)判是通過(guò)接觸電阻的變化來(lái)體現(xiàn)的，因?yàn)殡娮钑?huì)產(chǎn)生熱，最終會(huì)以熱能形式產(chǎn)生少量的能量損失，所以隨著功率的越來(lái)越大，怎么降低電阻，降低接觸回路的整體接觸電阻是一個(gè)重要的研究課題。

還是著重去說(shuō)鍍層，通常接觸的材料分為基體材料和電鍍材料，因?yàn)樾枰紤]其優(yōu)良的導(dǎo)電性能，以及性價(jià)比。目前市場(chǎng)上以銅基材居多，但是接觸件需要一定的彈性性能，所以一般復(fù)合金屬材料居多，以錫青銅、鈹青銅等居多，公端子的基體材料一般是紫銅，彈性件的基體材料一般是也是鈹銅合金。通常大電流的接觸都是鍍銀鍍金，其實(shí)鍍層不止一層，會(huì)在基體上先鍍一層鎳作為底層，固化薄膜層，增加附著里及耐磨性，鎳底的厚度一般下限為3um若采用滾鍍或掛鍍，厚度會(huì)更高。在電鍍鎳阻擋層前增加鍍銅打底工藝, 這樣對(duì)減少鍍層孔隙、增強(qiáng)鍍層防變色效果特別明顯，所以鎳底層之前再鍍一層銅，效果會(huì)很好，然后再鍍貴金屬表層，如果有條件，一般鍍層可以采用3~5層疊加形式電鍍，每一層可以根據(jù)材料的不同特性來(lái)補(bǔ)償不同的特性，從而接近實(shí)現(xiàn)理想化的電傳導(dǎo)。連接器里最常規(guī)的做法就是銅或者銅合金的基體表層鍍銀，為什么會(huì)選擇鍍銀呢，主要原因是，銀具有任何金屬中最高的電導(dǎo)率和導(dǎo)熱率，這有助于有效地傳輸電能和熱量，另外，銀是相對(duì)較軟的金屬，其允許銀沉積物在配對(duì)連接器周?chē)鷫嚎s并形成，從而填充小空隙和微粗糙度，這樣可以增加有效接觸面積，從而降低整體連接器電阻，其實(shí)就是形成氧化層。一般在銅基體上還要鍍裸銅、鍍鎳、最后再鍍銀，不同的鍍層是有不同的意義的，比如在鍍銀之前要鍍鎳的目的是可以改善整體沉積的性能，在銀下面鍍一層鎳，一方面可以防止銅基體遷移，因?yàn)樵绞歉邷叵裸~固體的材料會(huì)慢慢遷移到銀上，形成新的合金，會(huì)影響電性能傳輸，另外，銀是不耐磨的，鍍一層鎳是可增加耐磨性，而且也能對(duì)底銅形成一層保護(hù)膜，防止銅氧化了。一般在裸銅基體的表面還會(huì)在增加一層鍍銅，這樣保證基體表面的附著性，從而鍍鎳的時(shí)候效果會(huì)比較好。

銀跟金的性質(zhì)明顯不同。由于銀的化學(xué)性質(zhì)比較活潑, 在大氣環(huán)境中對(duì)含硫氣體極為敏感, 很容易與硫反應(yīng)生成黑色硫化銀。在光的催化作用下, 銀的變色反應(yīng)速度會(huì)加快。其變色過(guò)程為生成黃點(diǎn)后形成黃斑，黃斑變黑，整個(gè)鍍層表面呈棕褐色，做連接器的廠家都會(huì)出現(xiàn)過(guò)端子氧化變色問(wèn)題，一部分原因來(lái)源于電鍍工藝，另外一部分原因來(lái)源于環(huán)境和儲(chǔ)存。比如在電鍍的時(shí)候如果采用光亮劑來(lái)增加表面光潔度，那么因?yàn)楣饬羷┒嗪艟蜁?huì)加快氧化的速度，同時(shí)它還會(huì)增加表面的電阻率，不利于傳導(dǎo)；以及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，電鍍很難均勻化，也會(huì)導(dǎo)致氧化速度加快。在設(shè)計(jì)充電槍的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非常有趣的現(xiàn)象，充電槍的端子非常的容易發(fā)黑變色，究其原因是設(shè)計(jì)密封的防護(hù)蓋采用的是橡膠件，而端子的局部空間被封死在了這個(gè)區(qū)域，而橡膠大多有硫化過(guò)程，所以隨著室外溫度增高，就會(huì)快速的出現(xiàn)發(fā)黑現(xiàn)象，所以儲(chǔ)存保證時(shí)最好可以真空包裝或者采用蠟紙包裝放干燥器儲(chǔ)存。

銅合金用于傳導(dǎo)都已經(jīng)有一百多年的歷史了，而銅鍍銀的做法也有接近100年的歷史了，但是隨著電動(dòng)汽車(chē)越來(lái)越普及，充電接口高達(dá)一萬(wàn)次的插拔要求，對(duì)端子的鍍層可靠性又提出了更高的要求，各連接器廠家也在研究不同鍍層配方對(duì)連接的可靠性影響，但是基本上基礎(chǔ)原則還是以銅鎳銀為主，在這個(gè)過(guò)程中，也有廠家在這之間增加一些新的鍍層，包括在鍍層的厚度上嘗試調(diào)整，形成自己的配方。這個(gè)插拔過(guò)程中對(duì)鍍層影響的因素有非常多，比如不同的溫度下，比如正向力屈服失效了等... 很多的影響因素都是相輔相成的，而且在不同的插拔次數(shù)階段這些問(wèn)題出現(xiàn)的頻次等都是不同的，覺(jué)得從一開(kāi)始就需要通過(guò)連接推導(dǎo)把所有失效模式都展開(kāi)，然后挨個(gè)逐步分析，這個(gè)過(guò)程中是不同找平衡的一個(gè)過(guò)程，不斷的仿真、試驗(yàn)、在調(diào)整設(shè)計(jì)、再進(jìn)行優(yōu)化的一個(gè)過(guò)程。至于插拔多少次會(huì)對(duì)什么鍍層有什么影響，影響有多大，這個(gè)可以通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得。

②一萬(wàn)次插拔如何實(shí)現(xiàn)

公認(rèn)的充電接口插拔壽命是不低于一萬(wàn)次，UL2251上有這個(gè)要求，這UL把個(gè)測(cè)試項(xiàng)定義為耐久負(fù)荷試驗(yàn)，里面記錄了測(cè)試的環(huán)境要求，操作速度、頻率等，要求還是比較苛刻的。測(cè)試工裝可以做一個(gè)簡(jiǎn)易的工裝然后手動(dòng)人工插拔，也可以定做一個(gè)自動(dòng)插拔工具，可以隨時(shí)檢測(cè)接觸電阻的變化，只要最后的要求滿要求即可。

③高壓連接器一般來(lái)說(shuō)最低也要滿足100次以上的插拔，對(duì)于power pin來(lái)說(shuō)這個(gè)很容易，但是對(duì)于尺寸較小，厚度較薄的互鎖端子來(lái)說(shuō)，就需要特別注意這100次在加速老化后的接觸表現(xiàn)，這個(gè)地方完全可以通過(guò)測(cè)試來(lái)體現(xiàn)出來(lái)，而且除了考慮互鎖端子本身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還必須考慮其腔體的尺寸在相關(guān)環(huán)境性能加速測(cè)試后的變化情況和溫度性。

（3）環(huán)境性能

高壓連接器的環(huán)境性能包括機(jī)械沖擊與振動(dòng)、溫度存儲(chǔ)、高溫老化、溫度沖擊、濕熱循環(huán)、防水防塵密封、鹽霧腐蝕、化學(xué)溶劑、耐油耐液、防觸電保護(hù)、阻燃性能測(cè)試。

高壓連接器安裝在高壓設(shè)備上，在車(chē)輛的實(shí)際使用中，會(huì)遭受各種振動(dòng)和沖擊。這種振動(dòng)和沖擊會(huì)導(dǎo)致高壓連接器系統(tǒng)中的端子接觸面產(chǎn)生磨損，電氣連接不連續(xù)以及機(jī)械部件失效。接觸表面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致高壓連接器電氣性能和機(jī)械性能惡化。

熱老化會(huì)改變金屬和塑料，這些改變會(huì)對(duì)電氣和物理性能造成傷害。

高濕度和高溫度能加速端子的電流和電解腐蝕，溫度循環(huán)可以導(dǎo)致磨損和摩擦腐蝕的

高壓連接器的塑料材質(zhì)需要滿足垂直燃燒V-0級(jí)，水平燃燒HB級(jí)。

1）高壓連接器的振動(dòng)

在車(chē)輛振動(dòng)下，連接器需要考量的因素非常多。連接器雖然在整車(chē)的部件來(lái)看，算不了什么大部件，也算不了什么核心部件，但是一臺(tái)車(chē)可能要400多個(gè)連接器，有超過(guò)3000個(gè)的單獨(dú)終端，而且根據(jù)過(guò)往經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，因?yàn)檫B接器退化及故障導(dǎo)致了30%~60%的電氣問(wèn)題，因此召回的案例也比比皆是，所以對(duì)于連接器，尤其在混動(dòng)和純電車(chē)輛下的高壓連接器的可靠性就及其重要，相比靜態(tài)而言，車(chē)輛是移動(dòng)的，所以就要著重考察在車(chē)輛全壽命及振動(dòng)下的接觸的可靠性等性能，基于此，連接器在車(chē)輛振動(dòng)下的幾個(gè)比較重要也是（無(wú)論是生產(chǎn)廠家還是使用廠家）應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的，高壓互鎖瞬斷的問(wèn)題、接觸區(qū)域ECR變化以及微動(dòng)磨損的影響程度、連接器怎么降低以及吸收來(lái)車(chē)輛的振動(dòng)。

連接器怎么降低以及吸收來(lái)車(chē)輛的振動(dòng)

高壓連接器在振動(dòng)下，受影響的層面很多，聊聊對(duì)連接器尾部出現(xiàn)線區(qū)域的影響。

電纜截面積越大，通過(guò)電纜長(zhǎng)期施加給連接器的應(yīng)力就會(huì)越大，這個(gè)應(yīng)力會(huì)對(duì)尾部的防護(hù)可靠性以及尾部的壓接區(qū)域的接觸電阻造成比較直觀的影響，一般來(lái)說(shuō)為了降低和消除這個(gè)應(yīng)力的影響，會(huì)通過(guò)兩個(gè)層面來(lái)改善，再增加了一個(gè)思考層面，就是三個(gè)層面：

①連接器尾部出線固定

這個(gè)出線固定方式很多，一般在商用車(chē)上會(huì)比較直觀，可以通過(guò)夾板等方式，基本上是在尾部出線110~150之間進(jìn)行固定，這個(gè)固定位置是比較有意思的，標(biāo)準(zhǔn)上并未看見(jiàn)要明確的在布線上的要求距離，只在振動(dòng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)上有所要求，但是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)不同的線徑規(guī)格，以及不同的安裝部位，其傳導(dǎo)應(yīng)力會(huì)要所差異，其固定的位置也會(huì)有略微差異；如果要深入研究，可以去仿真分析和試驗(yàn)來(lái)獲取一些經(jīng)驗(yàn)值。

②連接器固線器設(shè)計(jì)與運(yùn)用

這是從連接器層面去考量怎么最大程度提高連接器抗振性，有些做法是增加連接器尾部尾夾延伸距離，還有是在尾部增加單獨(dú)的固線器，有對(duì)卡式的，也有螺釘固定式的，其實(shí)這種方式在工業(yè)以及軌交行業(yè)里設(shè)計(jì)很常見(jiàn)，就是變相的增加了一個(gè)固定點(diǎn)，不斷的降低振動(dòng)的傳遞力，比如如下一個(gè)固線器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

③帶吸收振動(dòng)的阻尼防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在未來(lái)連接器應(yīng)該承擔(dān)更多的振動(dòng)帶來(lái)的力，連接器在尾部的結(jié)構(gòu)，可以考慮最大程度的設(shè)計(jì)一種同時(shí)可以防護(hù)，同時(shí)又可以吸收振動(dòng)的彈性結(jié)構(gòu)，根據(jù)在各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)看到的問(wèn)題，這個(gè)地方是一個(gè)非常值得深入去改善的地方，也非常希望看見(jiàn)國(guó)內(nèi)同行能有好的設(shè)計(jì)出現(xiàn)。

高壓連接器振動(dòng)測(cè)試的影響點(diǎn)以及失效點(diǎn)

在振動(dòng)測(cè)試時(shí)知道振動(dòng)會(huì)給高壓連接器帶來(lái)哪些原來(lái)沒(méi)有的挑戰(zhàn)。根據(jù)某體系的標(biāo)準(zhǔn)，做過(guò)一些梳理，最后一項(xiàng)尺寸互換只是針對(duì)這體系的供應(yīng)商，并非強(qiáng)制要求。提高連接器和線束振動(dòng)等級(jí)的措施有哪些，有些是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性問(wèn)題，有些是根據(jù)實(shí)際安裝做調(diào)整的現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。對(duì)于高壓連接器而言，如果從FEMA的角度梳理，比較繁瑣。整理了幾個(gè)重要的點(diǎn)：

①插座銅排在振動(dòng)下的溫升影響

長(zhǎng)期的振動(dòng)，尤其是微動(dòng)磨損對(duì)螺栓的連接可靠性影響，從而影響銅排連接的溫升，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)引起燒蝕，需要針對(duì)性去注意這個(gè)地方在振動(dòng)要求下其螺栓連接的穩(wěn)固性，可靠性。常規(guī)的問(wèn)題是這個(gè)地方很多螺栓沒(méi)有安裝要求的扭力進(jìn)行扭緊，車(chē)輛是一個(gè)和人生命息息相關(guān)的的產(chǎn)品，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要更多考慮其產(chǎn)品的魯棒性，連接器也不例外，至少需要設(shè)計(jì)一種機(jī)制在極端情況下依然可以使用；

②振動(dòng)對(duì)高壓連接器接觸對(duì)的影響

這個(gè)地方需要特別注意振動(dòng)對(duì)其微觀層面的影響，比如微動(dòng)磨損下對(duì)鍍層的影響，從而影響其接觸電阻，影響溫升，而溫升過(guò)高，一旦腔內(nèi)溫度超過(guò)腔外溫度，那材料會(huì)長(zhǎng)期處于高溫下，會(huì)導(dǎo)致在極短時(shí)間內(nèi)老化變形，嚴(yán)重的會(huì)引起燒毀；當(dāng)然磨損帶來(lái)的正向力下降的問(wèn)題也是不容忽視的，因?yàn)檫@都會(huì)在一定程度上引起溫升的問(wèn)題。在選型的時(shí)候多注意連接器廠商這方面的可靠性設(shè)計(jì)是如何保證的。

③振動(dòng)對(duì)高壓連接器防護(hù)的影響

因?yàn)橛辛苏駝?dòng)要求，所以對(duì)于連接器防護(hù)挑戰(zhàn)也是很大，而且尤其是高壓情況下，防護(hù)的穩(wěn)定性極為重要，特別是高壓連接器大電流的場(chǎng)景下，其電纜一般比較粗，要注意振動(dòng)。

④振動(dòng)對(duì)高壓連接器屏蔽的影響

主要是電纜屏蔽層和屏蔽件連接受其振動(dòng)的影響，需要特別注意的是其屏蔽壓接電阻的變化，以及屏蔽電流的溫升在振動(dòng)下的變化，以及屏蔽環(huán)和屏蔽housing或者屏蔽罩之間連接的可靠性在振動(dòng)下的可靠性。

⑤振動(dòng)對(duì)高壓連接器板端的安裝影響

在螺栓固定的安裝孔位置，容易形成應(yīng)力集中，隨著應(yīng)用時(shí)間的增長(zhǎng)，要防止這個(gè)地方在振動(dòng)下出現(xiàn)老化后的開(kāi)裂等問(wèn)題，當(dāng)然現(xiàn)在很多安裝孔都增加了金屬嵌套，可以降低這個(gè)問(wèn)題的發(fā)生。

⑥高壓互鎖在振動(dòng)下瞬斷問(wèn)題

高壓回路連接位置松脫斷開(kāi)是造成車(chē)輛動(dòng)力丟失的原因之一。高壓互鎖設(shè)計(jì)作為電動(dòng)汽車(chē)高壓系統(tǒng)的一個(gè)監(jiān)測(cè)手段應(yīng)用在汽車(chē)電路設(shè)計(jì)中。高壓互鎖設(shè)計(jì)可以監(jiān)測(cè)到回路的連續(xù)性，并在高壓斷電之前給VCU發(fā)送報(bào)警信號(hào)，使VCU對(duì)整車(chē)系統(tǒng)采取應(yīng)對(duì)措施。高壓互鎖一方面在高壓系統(tǒng)回路斷開(kāi)或者完整性受到破壞的時(shí)候，啟動(dòng)安全斷開(kāi)高壓電的保護(hù)措施；另一方面用來(lái)確認(rèn)整個(gè)高壓系統(tǒng)的完整性。

2）高壓連接器的防護(hù)

電動(dòng)汽車(chē)高壓連接器隨著市場(chǎng)的發(fā)展，主機(jī)廠對(duì)產(chǎn)品防護(hù)的性能要求也在不斷地提高。行業(yè)發(fā)展初期，IPI67的防護(hù)要求已經(jīng)可以滿足絕大部分客戶，但是隨著行業(yè)的發(fā)展，IP67越發(fā)很難滿足使用要求了，但是后期隨著市場(chǎng)上出現(xiàn)的連接器產(chǎn)品防護(hù)失效，導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)漏水，絕緣故障、甚至燒蝕的案例也越來(lái)越來(lái)越多。防護(hù)要求逐步的提高成為電動(dòng)車(chē)發(fā)展趨勢(shì)，目前IP67的要求不能滿足正常的使用要求，當(dāng)然這也不是絕對(duì)的，還要看連接器在車(chē)上布置的位置，在艙內(nèi)環(huán)境較好的地方，還是能夠滿足。根據(jù)高壓回路在整車(chē)布置來(lái)講，都會(huì)懸掛在汽車(chē)底盤(pán)下面，高壓不得進(jìn)艙內(nèi)這是一個(gè)原則，所以說(shuō)大多數(shù)高壓連接器都是會(huì)懸掛在底盤(pán)靠近地面，或者靠近輪轂的位置。當(dāng)一些天氣惡劣的時(shí)候，比如說(shuō)嚴(yán)酷的天氣很大的暴雨或者說(shuō)一些嚴(yán)寒的天氣，輪胎帶起來(lái)的水其實(shí)會(huì)沖擊這些連接器；當(dāng)汽車(chē)高速行使的時(shí)候，突然涉水時(shí)，瞬時(shí)涌向連接器的水壓會(huì)很大，IP67目前是很難抗的住的，所以說(shuō)IP67有的時(shí)候是很難滿足實(shí)際的使用要求，一般需要高壓連接器也要滿足IP6K9K。如果熟悉測(cè)試的話，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有IP6K9K一說(shuō)，會(huì)發(fā)現(xiàn)IP67的高壓水槍的沖擊壓力，其實(shí)沒(méi)有6k9k大。針對(duì)這一點(diǎn)的話，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)QC/T1067和國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)USCAR將連接器密封分為兩個(gè)等級(jí)S1和S2。S2等級(jí)的話，明確規(guī)定適用的場(chǎng)合是底盤(pán)的位置較低，推薦的就是6K和9K，所以未來(lái)連接防護(hù)的話一定是6K和9K。如果連接器并不是布置在上述位置，IP67的設(shè)計(jì)其實(shí)還是可以滿足整車(chē)使用要求。

高壓連接器的防護(hù)是目前市場(chǎng)上連接器出現(xiàn)問(wèn)題最多的性能點(diǎn)，就防護(hù)而言給到的優(yōu)先等級(jí)是：IP2X/IP67/IP68/IP6K9K,目前國(guó)內(nèi)高壓連接器已經(jīng)普遍要求達(dá)到了IP68的技術(shù)要求，但是國(guó)內(nèi)高壓連接器市場(chǎng)連接器基本上是前幾年開(kāi)發(fā)出來(lái)的第一代產(chǎn)品，當(dāng)初從設(shè)計(jì)角度只考慮到了IP67，所以很難有效保證IP68也能合格，加上塑料耐環(huán)境性能相對(duì)較差，在使用一段時(shí)間后，較高的吸水率會(huì)導(dǎo)致本體發(fā)生形變甚至開(kāi)裂，所以經(jīng)常發(fā)現(xiàn)主機(jī)廠在選擇連接器時(shí)，試驗(yàn)報(bào)告是合格的，但是在使用一段時(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)防護(hù)問(wèn)題，原因也就在于此。同時(shí)對(duì)于橡膠材料的選擇和壓縮量的設(shè)計(jì)需要大量的實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)做支撐，尤其重要的是其老化后及高溫下的回彈率等考量，很多時(shí)候?qū)τ诓牧系倪x擇是需要去平衡產(chǎn)品特性的，這個(gè)需要設(shè)計(jì)人員多去考慮實(shí)際的應(yīng)用情況。另外對(duì)于板端的密封也需要考慮內(nèi)外溝槽的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，看到很多廠家的板端密封設(shè)計(jì)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)安裝被壓縮嚴(yán)重，甚至一些都已經(jīng)壓出連接器的包絡(luò)尺寸，這種方式是非常大的隱患，時(shí)間一長(zhǎng)，被壓縮切割點(diǎn)就極其容易出問(wèn)題。

對(duì)于防護(hù)系統(tǒng)

IP防護(hù)等級(jí)是由兩個(gè)數(shù)字所組成，第一個(gè)標(biāo)記數(shù)字表示電器防塵、防止外物侵入的等級(jí)，第二個(gè)標(biāo)記數(shù)字表示電器防濕氣、防水侵入的密閉程度，數(shù)字越大表示其防護(hù)等級(jí)越高。

防護(hù)等級(jí)

適用于額定電壓不超過(guò)72.5kV,借助外殼防護(hù)的電氣設(shè)備的防護(hù)等級(jí)。

防水等級(jí)

密封等級(jí)：連接器的密封等級(jí)直接影響密封圈的外形以及材料。根據(jù)uscar-2分類, 連接器依據(jù)在不同使用位置可以分為三個(gè)等級(jí)，S1、S2、 S3，S1可以理解為在艙內(nèi)，環(huán)境較好，干燥的環(huán)境；S2是裸露在外，但是沒(méi)有什么水柱噴射壓力場(chǎng)景，基本上就是靠近輪轂的地方，S3是離地面和輪轂較近有積水壓力的地方。

要依據(jù)設(shè)計(jì)的連接器應(yīng)用環(huán)境來(lái)確定設(shè)計(jì)等級(jí)，但是目前建議按照S3進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足未來(lái)越來(lái)越高的防護(hù)要求，在國(guó)內(nèi)還需要同時(shí)滿足IP68的要求，IP68的水深等具體要求需要和客戶進(jìn)行溝通滿足。

防護(hù)和接觸系統(tǒng)一樣，也是有這三個(gè)區(qū)域構(gòu)成，連接器的防護(hù)主要分在三個(gè)位置：

①板端密封：板端就是連接器插座端采用四個(gè)螺釘采用機(jī)械連接方式安裝，這種是比較常用的結(jié)構(gòu)，也有一些比較特殊的結(jié)構(gòu)（下圖）。

②頭座對(duì)插密封：頭座對(duì)插就是公端包含母端或者是母端包含公端中間采用橡膠件進(jìn)行徑向和軸向之間的防護(hù)（下圖）。

③是線端密封，線端連接器跟電纜之間的防護(hù)密封（下圖）。

密封在長(zhǎng)期工作下的失效往往包括材料自身的原因和外部配合尺寸變化的雙重原因，比如密封材料本身就無(wú)法滿足長(zhǎng)期的工況環(huán)境，比如老化一段時(shí)間后，其材料變化后尺寸發(fā)生了變形，密封當(dāng)然也就失效了，也許短期內(nèi)看不出來(lái)，這也是在選型時(shí)要特別注意的，這個(gè)也包括設(shè)計(jì)時(shí)的壓縮量、配合公差等設(shè)計(jì)值是不是合理，不合理也會(huì)造成此類問(wèn)題；其實(shí)高壓連接器的密封圈的設(shè)計(jì)原理都是基于傳統(tǒng)汽車(chē)插件的密封設(shè)計(jì)，比如矩形的也都是按照環(huán)島設(shè)計(jì)，類型也基本上都是波峰式的居多，相對(duì)比較成熟。

而考驗(yàn)廠家的能力是其配合的尺寸經(jīng)驗(yàn)。至于外部配合尺寸，比如溫升持續(xù)升高，而塑膠材料熱對(duì)流相對(duì)較慢，一旦連接器內(nèi)外熱平衡發(fā)生問(wèn)題，長(zhǎng)期工作下，可能塑殼材料就會(huì)出現(xiàn)細(xì)微變形，這種變形也許會(huì)影響密封的配合壓縮量，導(dǎo)致密封能力下降，嚴(yán)重的密封失效；再比如塑殼表面容易應(yīng)力集中的過(guò)渡角和面長(zhǎng)期工作下出現(xiàn)變形甚至開(kāi)裂等，看到現(xiàn)場(chǎng)因?yàn)檫@兩類問(wèn)題導(dǎo)致的問(wèn)題比較多。對(duì)于密封的三個(gè)區(qū)域，看見(jiàn)插座板端是整體密封，插合端也是整體密封，出線端是單孔密封，這種方式比較常見(jiàn)也比較多，但是對(duì)于中間密封采用單一密封的很少，從結(jié)構(gòu)和成本考慮都不劃算，但是對(duì)于密封的趨勢(shì)是插合端面有逐步過(guò)渡采用單一孔密封、插座端在保證整體密封的同時(shí)增加插合面的單邊密封等趨勢(shì)。

高壓連接器密封硅膠件

新能源汽車(chē)等行業(yè)由于連接處發(fā)熱量大，使用環(huán)境苛刻，密閉性要求高等特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有連接器提出了更高的要求，對(duì)連接處起密封作用的硅膠也就提出了更高要求。有的自滲油+低壓變+持久耐高溫；有的低壓變+持久耐高溫+耐油；有的自滲油+阻燃+拉伸強(qiáng)度還有8MPa；有的各項(xiàng)指標(biāo)都均衡；當(dāng)然也不會(huì)漏掉明星液膠系列的。

各種問(wèn)題：不好插拔、不好安裝；年久失效；高溫失效；不耐油；不阻燃

強(qiáng)度差，不抗撕，老破損。

為解決漏氣漏水而生的硅膠

線束密封、絕緣材料及連接器

低壓變、持久耐高溫、自滲油/耐油/阻燃/強(qiáng)度好

各種解決方案來(lái)了

* 自滲油

* 持久高溫

* 低壓變，高回彈

* 耐油

* 阻燃

* 強(qiáng)度要好，要抗撕

量身定制

功能

硅橡膠連接器密封具有良好的耐熱及耐老化性能，且具有更廣泛的使用溫度。能夠在更苛刻的環(huán)境中使用，確保連接器功能的完整性。避免了連接器密封件頻繁更換的問(wèn)題，為設(shè)備的安全穩(wěn)定使用提供了有力的支持。

連接器之間、連接器與線束之間需要互相穿插，傳統(tǒng)工藝需要在線束上涂抹硅脂，再穿過(guò)線束，工藝繁瑣。而滲油連接器密封具有持續(xù)穩(wěn)定的滲油率，表面潤(rùn)滑，可以讓線束輕松穿過(guò)，給工藝操作提供了極大的便利。

優(yōu)點(diǎn)

自滲油高回彈的有機(jī)硅彈性體材料，具有持續(xù)的滲油率，表面低摩擦系數(shù)。在線束安裝操作中，可以讓電線和端子更輕松穿過(guò)密封件，操作簡(jiǎn)便，不產(chǎn)生碎屑，保障電氣安全。

◆在高低溫下，性能溫度，使用溫度-60℃~200℃；

◆具有長(zhǎng)期低壓縮變形和耐熱性，確保連接器長(zhǎng)期防水性能；

◆可根據(jù)客戶要求，調(diào)整滲油率，滿足裝配需求；

◆根據(jù)新能源汽車(chē)對(duì)防火安全的要求，預(yù)防電氣短路引起自燃，開(kāi)發(fā)的阻燃滲油產(chǎn)品可以輕松應(yīng)對(duì)UL94V0阻 燃測(cè)試要求。

◆通過(guò)合理的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和埃肯有機(jī)硅硅橡膠可以滿足以下國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：LV214-VW75174，LV215-VW80302，USCAR-2，GB 37133 2018，QC/T1067

1）穩(wěn)定的滲油速率

2）低壓縮永久變形

MF 9415/XX U系列 壓縮永久變形（177℃/22h 壓縮量25%）在20%左右。

MF 9425/XX U系列 壓縮永久變形（177℃/22h 壓縮量25%）在7%左右。

3）優(yōu)異的耐老化性

150℃ 70小時(shí)老化后性能

225℃ 70小時(shí)老化后性能

4）優(yōu)異的耐油性

5）液膠也有不俗表現(xiàn)

六應(yīng)用

1.當(dāng)下整車(chē)廠大多選擇安裝更大、更重的電池來(lái)增大續(xù)航里程，擠占了電氣系統(tǒng)的空間，因此電氣系統(tǒng)采用更輕、更小的組件來(lái)抵消增加的電池空間及重量，也變得十分重要。面對(duì)電池變得更大、更重這一趨勢(shì)，減少高壓連接器等電氣架構(gòu)組件的尺寸和重量是重要的挑戰(zhàn)，找到了一些創(chuàng)新方法，達(dá)到減輕電氣系統(tǒng)的重量、減少導(dǎo)線和接頭的數(shù)量、減小電子組件的尺寸的目的，同時(shí)還使車(chē)輛組裝變得更加安全、更加簡(jiǎn)單，然而解決這一問(wèn)題并沒(méi)有一個(gè)通用的解決方案。要解決汽車(chē)電氣化挑戰(zhàn)，僅著眼電池及高壓連接系統(tǒng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的；高壓及低壓電氣架構(gòu)、以及整體架構(gòu)的優(yōu)化，同樣重要。

（1）四路/拼接連接器

四路/拼接連接器可以幫助整車(chē)減少連接器數(shù)量從而優(yōu)化架構(gòu)：電池上的一個(gè)連接器可以為多個(gè)設(shè)備供電；無(wú)需部署下游連接中心。四路和拼接連接器可以通過(guò)一個(gè)連接器為多個(gè)設(shè)備供電，從而減少布線，降低成本，體現(xiàn)了創(chuàng)新性。

端子 有兩種類型的端子可供選擇，具體將取決于車(chē)輛架構(gòu)的特定設(shè)計(jì)。套管式設(shè)計(jì)更重，但也更緊湊；箱葉式設(shè)計(jì)更薄、更易于生產(chǎn)且更方便與連接橋連接。

安全的插配方案 要保證高壓電源安全地為經(jīng)常受到振動(dòng)、顛簸、行駛過(guò)坑洼路面或遭遇輕微碰撞等情況的汽車(chē)供電，電源插配的安全性對(duì)每個(gè)人而言都至關(guān)重要，這包括組裝、修理車(chē)輛的人員和駕駛車(chē)輛的人員。

在裝配方面，高壓互鎖回路技術(shù)(HVIL)可確保導(dǎo)線與設(shè)備安全的連接。HVIL是一種斷路器，如果工人不小心插錯(cuò)了連接器，此時(shí)互鎖斷開(kāi)，設(shè)備將自動(dòng)斷開(kāi)電源。一些整車(chē)廠甚至正在考慮在系統(tǒng)層面應(yīng)用此技術(shù)。

與應(yīng)用杠桿或滑塊機(jī)構(gòu)的小型連接器不同，高壓連接采用的大型連接器需要在插拔方案方面進(jìn)行創(chuàng)新。螺栓式連接器在對(duì)汽車(chē)進(jìn)行安裝修理時(shí)需要輔助工具，但它可以測(cè)量扭矩，而且可以追溯。杠桿式連接器安裝相對(duì)簡(jiǎn)單，但轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿需要一定的空間。滑塊式連接器同樣需要預(yù)留空間，不過(guò)，只需要預(yù)留一個(gè)方向上的空間，而且，它可以在有限的空間里實(shí)現(xiàn)表面壓力最大化。

出于多種多樣的考慮因素，每家整車(chē)廠都有自己的偏好，選擇哪種方案完全取決于車(chē)輛的設(shè)計(jì)以及哪種方案符合整車(chē)廠的生產(chǎn)線條件。目標(biāo)是要絕對(duì)確保連接安全鎖定，并防止在不利的駕駛條件連接處產(chǎn)生松動(dòng)。

（2）高壓輔助連接器

隨著傳統(tǒng)燃油汽車(chē)逐步讓位于電動(dòng)汽車(chē)，通常由發(fā)動(dòng)機(jī)供電的車(chē)內(nèi)設(shè)備轉(zhuǎn)而開(kāi)始依賴汽車(chē)的高壓電氣架構(gòu)供電。原來(lái)的一些12V設(shè)備（如加熱器、空調(diào)、車(chē)載充電器、或一些通常而言低于100安培的DC/DC轉(zhuǎn)換器）還可以轉(zhuǎn)而采用高電壓，提高運(yùn)行效率。輔助設(shè)備的高壓連接器需要實(shí)現(xiàn)緊湊的封裝，從而在提供所需電源的同時(shí)，盡量地節(jié)約空間，減小體積。

輔助設(shè)備的連接器解決方案多種多樣，包括單獨(dú)屏蔽、多芯屏蔽、捆綁屏蔽和無(wú)屏蔽系統(tǒng)。另一個(gè)需要考慮的重要問(wèn)題是確保連接器可以承受高頻振動(dòng)。隨著時(shí)間累加，振動(dòng)可能使端子連接處出現(xiàn)微磨損，使阻力增加。與內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)比，消費(fèi)者期望電動(dòng)汽車(chē)的使用壽命更長(zhǎng)，易磨損運(yùn)動(dòng)部件更少，因此連接器也需要更加經(jīng)久耐用。

（3）電源轉(zhuǎn)換連接器

車(chē)輛中的一些設(shè)備需要更高的功率才能運(yùn)行，如電機(jī)、電池、逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)換器等電源轉(zhuǎn)換設(shè)備，可能需要高達(dá)400A的電流。電源轉(zhuǎn)換設(shè)備的連接形狀和配置各異，以質(zhì)地劃分有塑料或金屬質(zhì)地，以形狀劃分則有直通、直管或直角式連接器，以配置劃分有單向、兩向或三向配置，以屏蔽方式劃分則分為單芯式、捆綁式或無(wú)屏蔽式，等等。在更高的電流環(huán)境下，設(shè)計(jì)合理安全，且在溫度、振動(dòng)、密封和屏蔽方面性能穩(wěn)健的連接系統(tǒng)更加重要。當(dāng)然沒(méi)有一種方案適用于所有的場(chǎng)景，一切都取決于哪種選擇對(duì)具體的車(chē)輛架構(gòu)最合適。

當(dāng)然這些針對(duì)架構(gòu)的決策不會(huì)憑空做出，一切都以優(yōu)化整體架構(gòu)的系統(tǒng)集成、降低成本、節(jié)省空間、減輕重量為核心。整車(chē)廠還必須考慮這些設(shè)計(jì)決策是否有助于簡(jiǎn)化整車(chē)的組裝，尤其是對(duì)那些希望盡可能提高自動(dòng)化組裝的整車(chē)廠來(lái)說(shuō)，更是如此。不同的整車(chē)廠可能會(huì)根據(jù)各自整車(chē)的架構(gòu)特征在設(shè)計(jì)決策方面采取不同的方案。

（4）面向未來(lái)的1000-VO LT連接

電池技術(shù)發(fā)展迅速，整車(chē)廠因而可以為車(chē)輛配備容量更大的新款電池，延長(zhǎng)續(xù)航里程。當(dāng)前車(chē)輛電池可以提供大約50千瓦時(shí)的電力，但隨著能量密度的提升和電池成本的迅速降低，未來(lái)的電池容量正在逐步攀升至200千瓦時(shí)。

雖然容量的提升可以幫助消費(fèi)者消除里程焦慮并提供更強(qiáng)勁的加速度，但為電池設(shè)計(jì)合理的充電時(shí)長(zhǎng)又成為了一項(xiàng)新的挑戰(zhàn)。

為了縮短充電時(shí)間，可以通過(guò)增加電流、增加電壓或同時(shí)增加電流及電壓的方法。增加電流的方法需要在架構(gòu)中采用更粗的導(dǎo)線，這會(huì)增加成本和重量，占用更多空間。因此工程師們也在考慮以增加電壓的方法來(lái)縮短充電時(shí)間。

比如一輛安裝100kWh電池組的電動(dòng)汽車(chē)，250A和400V充電大約需要48分鐘才能充滿80%的電量，而電壓增加到800V，充電時(shí)間可以縮短一半。電壓更高則充電速度更快，產(chǎn)生熱量更少，導(dǎo)線或連接橋可以更細(xì)。增加電壓意味著需要確保組件和端子之間、以及端子與接地/屏蔽之間留有安全距離。設(shè)計(jì)時(shí)必須將空氣間隙距離和表面爬電距離同時(shí)考慮在內(nèi)，以防止產(chǎn)生電弧或小股電流從一個(gè)端子流向另一個(gè)端子。有的高壓連接器產(chǎn)品設(shè)計(jì)可承受高達(dá)1000伏的高壓，不僅可以滿足當(dāng)前最高功率的電池組的需求，同時(shí)滿足整車(chē)廠未來(lái)采用更高功率電池組的需求。

2.特斯拉的高壓連接器技術(shù)

對(duì)于高壓連接器而言，早期的特斯拉的車(chē)型連接器的選用設(shè)計(jì)思路還是受到了很多日系的影響，這可能和早期硅谷很多汽車(chē)工程師有日系車(chē)廠的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，特斯拉的車(chē)上高壓連接器其實(shí)很少，去除那些由非常成熟的Tier1供應(yīng)商帶入的連接器，只要是特斯拉自己開(kāi)發(fā)或者選型的連接器，其思路更多的還是以自身需要為主，連接方式并不局限于市場(chǎng)上連接器廠家的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，類似這種片式busbar的連接形式還是蠻多的，包定制的片式連接，也考慮了鋁線的應(yīng)用；汽車(chē)中期改款或者迭代車(chē)型往往會(huì)沿用前面的一些方案，或者對(duì)前面方案不足地方進(jìn)行優(yōu)化，特斯拉完全不是這樣，很多地方都會(huì)重新定義設(shè)計(jì), 比如Model Y上，特斯拉快充的連接器采用了定制的金屬端面接觸的連接器，它既保留了早期的類似產(chǎn)品的一些優(yōu)點(diǎn)，比如鋁管定位、非屏蔽導(dǎo)線、金屬材質(zhì)保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、特制的螺栓等，同時(shí)又摒棄了原來(lái)片式的接觸較差的穩(wěn)定性，采用了螺栓加端面緊固和導(dǎo)通的方式，同時(shí)插頭還預(yù)留了非常方便彈性作業(yè)和維修檢查蓋，所以這就讓其實(shí)用性和可靠性非常強(qiáng)，有強(qiáng)大的銷(xiāo)售做支撐，開(kāi)發(fā)費(fèi)用根本不值一提。

（1）動(dòng)力電池-電驅(qū)動(dòng)之高壓連接器—— HC Stak 25 一端連接動(dòng)力電池，另一端連接驅(qū)動(dòng)電橋，線束兩端選用的連接器均為同一款：HC Stak 25。這款連接器看似普通，但卻可有其不同尋常之處。 首先，體現(xiàn)在外型尺寸上。跟市面上相同電流等級(jí)Class4的主流高壓連接器比尺寸竟然小了三分之一還多！HC Stak在相同電流等級(jí)的連接器中以最嬌小的身軀為特斯拉高度集成的電氣系統(tǒng)的布局最大限度地節(jié)約了空間。

HC Stak關(guān)鍵因素在于連接器核心零件 - 端子的獨(dú)特設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)連接器通常線束端是方形端子或圓形端子，插座端為片狀端子或者圓柱形端子，而這款HC Stak的線束端端子竟然是銅板，它的插座端更是令人匪夷所思！

如下圖示插座端的兩組端子分別由20片叫做DEFCON的端子疊加而成，英文全稱Double-Ended Fork Contact，雙端刀叉型端子。疊加，簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單、整整齊齊的碼在一起，安裝在中間白色的塑殼當(dāng)中（塑料粒子的本色）。這白色塑殼既對(duì)端子起到固定作用，又在端子和金屬屏蔽之間起到絕緣作用，另外還有一層更重要的作用，那就是防止手指觸碰的安全保護(hù)作用。根據(jù)國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)IEC60529/IP2XB，手指防護(hù)涉及生命安全，必須嚴(yán)格執(zhí)行安全標(biāo)準(zhǔn)。

這2.5mm厚的銅板和這20片DEFCON端子，成端子中的最佳組合。這20片DEFCON端子的松散疊加和自由活動(dòng)，把實(shí)際應(yīng)用中可能發(fā)生的偏移或者扭轉(zhuǎn)以及振動(dòng)所造成的影響降到了最低，確保了多達(dá)64個(gè)接觸點(diǎn)的最佳接觸性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于最多30個(gè)接觸點(diǎn)的同級(jí)別連接器。這端子組合，接上50mm2的銅線，可以達(dá)到260A@85℃持續(xù)電流的載流能力，突破了Class4連接器200A@85℃左右的持續(xù)電流，跨越到Class5連接器的能力級(jí)別。這組合配上耐磨抗拉的塑料件，屏蔽效能高、接觸阻抗低的屏蔽環(huán)，以及壓變特性好、拉伸強(qiáng)度高、耐高溫抗老化的硅膠密封圈，再加上設(shè)計(jì)精巧的CPA、HVIL、Lever等等附屬零件，造就了這款獨(dú)特的高壓連接器HC Stak 25，源源不斷地支持著特斯拉最大功率239kW的驅(qū)動(dòng)電機(jī)強(qiáng)勁可靠的動(dòng)力輸出。 （2）直流快充-動(dòng)力電池之高壓連接器—— HCStak 35

位于電池一端的高壓連接器，跟電驅(qū)動(dòng)與電池之間的HC Stak 25同屬一個(gè)家族，但是略高一個(gè)電流等級(jí)Class5，型號(hào)HC Stak 35。這是DEFCON端子的又一大亮點(diǎn)：強(qiáng)大的擴(kuò)展性——通過(guò)增加或減少刀叉型端子的片數(shù)便可輕而易舉的實(shí)現(xiàn)載流能力的提升或降低。HCStak 35的端子恰恰就是通過(guò)3.5mm厚的銅板結(jié)合32片刀叉型端子，同時(shí)匹配95平方的高壓屏蔽線，從而達(dá)到330A@85℃的載流能力，強(qiáng)力支持特斯拉Model3 充電30分鐘增加274公里的續(xù)航里程。

1）HC Stak 35創(chuàng)新性的端子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提升了導(dǎo)電能力、減小了連接器的體積

2）模塊化的端子設(shè)計(jì)，可以通過(guò)改變疊片數(shù)量來(lái)設(shè)計(jì)不同導(dǎo)電能力的連接器，降低了端子加工成本。

（3）Models電機(jī)總成連接器

由一整體式的鋁合金殼體，殼體外側(cè)有屏蔽彈簧圈（spring contact）用于與機(jī)殼內(nèi)壁接觸實(shí)現(xiàn)360°屏蔽，有硅橡膠密封圈用于和殼內(nèi)壁接觸實(shí)現(xiàn)徑向密封，在鋁合金前端收小口徑用于壓接電纜屏蔽編制層，實(shí)現(xiàn)電纜和鋁合金殼提的360°屏蔽，尾部?jī)?nèi)測(cè)有密封膠圈實(shí)現(xiàn)電纜和鋁合金外殼的徑向密封。

簡(jiǎn)單、安全。

1）連接器主體只有鋁合金外殼，附件較少，而且能夠減小電機(jī)接線的體積，國(guó)內(nèi)普遍使用電機(jī)接線盒方案，電機(jī)體積偏大；

2）裝配簡(jiǎn)單，只需要將高壓線束的連接螺栓使用工具固定，其它都不用工具，沒(méi)有多余的螺栓結(jié)構(gòu)，也彌補(bǔ)了其不是插接式的方便性的缺陷；

3）使用螺栓固定的結(jié)構(gòu)形式，相對(duì)耐振動(dòng)性能可靠，連接更可靠。

（4）車(chē)載充電機(jī)連接器

確切的來(lái)講這個(gè)不能叫連接器，只是一種連接結(jié)構(gòu)，由于使用在干區(qū)，應(yīng)用環(huán)境好，充分展示了適宜設(shè)計(jì)的思想，在機(jī)箱殼體過(guò)孔位置沒(méi)有設(shè)計(jì)密封膠圈，而是在電纜上壓接金屬環(huán)對(duì)電纜進(jìn)行固定，保證電纜導(dǎo)電端頭后端線束能夠有效固定，保證前邊端子導(dǎo)電螺栓不發(fā)生旋轉(zhuǎn)，提升連接可靠性，一般的設(shè)計(jì)思路是使用注塑線卡進(jìn)行固定，使用線卡固定需要在車(chē)身或外殼上設(shè)計(jì)支架，會(huì)增加不必要的設(shè)計(jì)難度及重量并且占用更多的空間。

其在充電機(jī)上的應(yīng)用如下邊圖片顯示

適合的才是最好的。

1）車(chē)載充電機(jī)布置在車(chē)內(nèi)，干區(qū)環(huán)境好，此處未設(shè)計(jì)膠圈，卡扣等結(jié)構(gòu)，只使用端子進(jìn)行導(dǎo)電，充分體現(xiàn)了適合應(yīng)用環(huán)境的簡(jiǎn)單才是最好；

2）在電纜上壓接金屬環(huán)用于固定電纜，提升端子固定的穩(wěn)定性，想法很新穎，能夠減少為固定電纜設(shè)計(jì)支架，降低設(shè)計(jì)重量而且將產(chǎn)品做的緊湊，占用空間小。

創(chuàng)新、模塊化的端子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（5）電池的高壓連接器HV Rapid Mate，這是一對(duì)，包含插頭（車(chē)輛端）和插座（電池端）

這個(gè)連接器插頭端是從battery到j(luò)box的,沒(méi)有采用主流的高壓連接器設(shè)計(jì)，它不是一般圓形端子的連接器，采用的是刀片式的連接方式，而且還是定制的，采用的是金屬的材料，看起來(lái)很笨重，這個(gè)連接器要想拆下來(lái)也很困難。連接器的公插頭的端口有2個(gè)刀片、一個(gè)長(zhǎng)一點(diǎn)的金屬銷(xiāo)，一個(gè)短一點(diǎn)的金屬銷(xiāo)，兩個(gè)刀片是其power pin,長(zhǎng)的金屬銷(xiāo)是接地的，短的是HVIL，連接器的外殼上的金屬編織應(yīng)該是外殼屏蔽接地。

公插頭的外殼兩側(cè)有一個(gè)看起來(lái)很強(qiáng)壯的金屬罩，這個(gè)外罩是和整車(chē)固定的，通過(guò)其下方的兩個(gè)螺栓與整車(chē)連接，外殼的內(nèi)側(cè)安裝了扭簧，起到減少振動(dòng)對(duì)連接的沖擊，這個(gè)有點(diǎn)像換電電池上的多芯大功率連接器設(shè)計(jì)方式。對(duì)于公插頭線束，就是通過(guò)連接器本身的這2個(gè)螺栓和線束中端的塑料支架來(lái)和車(chē)身實(shí)現(xiàn)連接的，懸掛在底盤(pán)下的；插頭出線部位采用了金屬成型的連接彎管，而且目測(cè)這個(gè)金屬?gòu)澒苄U長(zhǎng)的，可以很好的解決了折彎半徑和線束振動(dòng)對(duì)內(nèi)部連接點(diǎn)的影響問(wèn)題；電纜和刀片之間的連接方式，通過(guò)其車(chē)型上其它類似連接可以推斷出應(yīng)該也是螺栓直接固定連接的，這個(gè)符合特斯拉一貫的作法，也受日本人的影響較多。

線束的另一端，2個(gè)支路上的端子沒(méi)有采用壓接方式，而是采用了更為可靠的超聲波焊接，同時(shí)屏蔽和防護(hù)都采用了軸向連接的方式，與jobx上連接我屏蔽方式采用的是spring contact的方式，就是彈簧的方式，而且彈簧是和內(nèi)孔壁連接，規(guī)避了高壓盒外表面表面處理影響屏蔽連接的問(wèn)題，這種彈簧方式成本雖然較高，但較為方便，可靠性較高，尤其這種越來(lái)越智能的車(chē)型屏蔽尤為重要，特斯拉在其高壓連接上采用了很多這種彈簧，而且都是一次性的，如果維護(hù)保養(yǎng)，按照其指導(dǎo)手冊(cè)說(shuō)的，這個(gè)都是要更換新的，防護(hù)也是采用的內(nèi)孔軸向防護(hù)的方式。

對(duì)于其插座端（電池端）內(nèi)部采用的是片式的彈簧，電池內(nèi)部也是通過(guò)busbar的連接方式，因?yàn)闆](méi)有找到其片式的彈簧結(jié)構(gòu)圖，所以不知道其內(nèi)部的彈簧分布情況是什么樣的，目測(cè)連接應(yīng)該是靠譜的。

它的特點(diǎn)：非行業(yè)主流設(shè)計(jì)

1）彈簧屏蔽，屏蔽性能好

2）金屬材質(zhì)，強(qiáng)度高，屏蔽好

3）片式+螺栓連接，結(jié)構(gòu)緊湊，散熱好

4）金屬帶扭簧減振外殼，抗振性比較好

5）雙裙邊防護(hù)加軸向內(nèi)孔防護(hù)，防護(hù)性能較好

6）電纜尾部加金屬外管出線，對(duì)接觸點(diǎn)的影響較小

7）超聲波焊接連接端子，接觸電阻小，溫升低，耐久性好

當(dāng)然它也有一些問(wèn)題，比如插頭插座插合的界面防護(hù)性能其實(shí)沒(méi)有那么高，容易漏水，片式的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，而車(chē)身的沖擊很難通過(guò)扭簧徹底抵消，容易造成片式變形，包括左右的刀片不在一個(gè)水平線上等，這些問(wèn)題特斯拉也在其指導(dǎo)手冊(cè)中有說(shuō)明。

特斯拉從最早的model3,到models modelx等都沿用了這種設(shè)計(jì)方式，但是細(xì)節(jié)做的越來(lái)越好，考慮的越來(lái)越細(xì)致。很多人都說(shuō)特斯拉的靈魂是設(shè)計(jì)，但是不可否認(rèn)，其做工也是越來(lái)越好；

特斯拉插片的高壓連接器開(kāi)發(fā)也是遵循了特斯拉工程師的一些要求：尺寸更小，散熱更好，帶鋁導(dǎo)線超聲波焊接選型卡，這種片式的結(jié)構(gòu)還是很受日美的一些車(chē)廠歡迎的，但是通過(guò)一些資料也了解到，歐洲在8.0以上開(kāi)始主推圓形端子的結(jié)構(gòu)，具體原因沒(méi)有較多的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，無(wú)從判斷。

其實(shí)看特斯拉的電池和定制的插件，300A電流應(yīng)該是一個(gè)分水嶺,300A以內(nèi)按照目前的行業(yè)技術(shù)，用心的企業(yè)都可以把產(chǎn)品做的很好了，隨著氫燃料汽車(chē)、更大功率的汽車(chē)逐步增多，電流會(huì)更大，300A以上的電流對(duì)各家高壓連接器的長(zhǎng)期使用會(huì)是一種挑戰(zhàn)，尤其是高電流帶來(lái)的溫升問(wèn)題，這個(gè)現(xiàn)象目前通過(guò)一些商用車(chē)型上也能看的出，因?yàn)槌擞密?chē)一般都是整體設(shè)計(jì)，大面積高壓連接器暴露在嚴(yán)酷環(huán)境下的不是很多，即使底盤(pán)線也大多有多層的保護(hù)，商用車(chē)相對(duì)粗獷一點(diǎn)，為此目前某些廠家等都推出了高達(dá)400甚至500A的連接器。當(dāng)然電流不可能無(wú)限大，在整車(chē)更高電壓沒(méi)有完成打通“任督二脈”之前，較大的電流是當(dāng)下不得已的一種選擇，通過(guò)保時(shí)捷為大眾趟路來(lái)看，大眾其實(shí)已經(jīng)具備了整車(chē)更高電壓的設(shè)計(jì)能力，也許高壓連接器1000V也要像商儲(chǔ)一樣，往1500V上靠近了。

3.大眾高壓連接器

在高爾夫上用了很多的AK界面的connector，到了MEB新平臺(tái)，大眾全部重新布局，連接器更多的是往整車(chē)模塊布置合理需要走，電池的端口定制化的一體式的連接器就是個(gè)例子，對(duì)于大平臺(tái)來(lái)說(shuō)那點(diǎn)定制開(kāi)發(fā)費(fèi)根本不是問(wèn)題，而且能全部由自己來(lái)掌控，所以對(duì)于那些財(cái)大氣粗，又想大刀破斧的重新搞的，按照自己的要求全新結(jié)合自己的布置需要定制化連接器未必不是一件好事情。對(duì)于電池內(nèi)部的高壓?jiǎn)卧倪B接，采用了帶touch-poof的塑膠頭螺栓實(shí)現(xiàn)絕緣安全的同時(shí)兼顧標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)需要，這個(gè)地方的連接更多呈現(xiàn)的是在不增加尺寸的同時(shí)，利用有限空間增加接觸面提高載流能力同時(shí)采用螺栓的緊固連接兼顧穩(wěn)定的連接，重要的是也能批量化作業(yè)，還能控制成本。

七 趨勢(shì)

1.政策導(dǎo)向作用 國(guó)家對(duì)新能源電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)政策的制定要根據(jù)中國(guó)國(guó)情來(lái)決定。在發(fā)展綠色交通體系方面，國(guó)家計(jì)劃提出，加快車(chē)船結(jié)構(gòu)升級(jí)，推廣使用新能源汽車(chē)。加快推進(jìn)城市建成區(qū)新增和更新的公交、環(huán)衛(wèi)、郵政、出租、通勤、輕型物料配送車(chē)輛使用新能源或清潔能源汽車(chē)，重點(diǎn)區(qū)域使用比例達(dá)到80%；重點(diǎn)區(qū)域港口、機(jī)場(chǎng)、鐵路貨場(chǎng)等新增或更換作業(yè)車(chē)輛主要使用新能源或清潔能源汽車(chē)。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(chē)全部更換為新能源汽車(chē)。在物流園、產(chǎn)業(yè)園、工業(yè)園、大型商業(yè)購(gòu)物中心、農(nóng)貿(mào)批發(fā)市場(chǎng)等物流集散地建設(shè)集中式充電樁和快速充電樁。根據(jù)國(guó)家的政策導(dǎo)向，整車(chē)廠也根據(jù)相關(guān)政策調(diào)整內(nèi)部模式，這就決定了連接器的發(fā)展方向。

2.高壓連接器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有兩種趨勢(shì)。一種是由原來(lái)低壓的面接觸改為高壓下雙螺旋曲線結(jié)構(gòu)、線簧結(jié)構(gòu)、多孔耐磨結(jié)構(gòu)、片簧接觸結(jié)構(gòu)、彈性插孔結(jié)構(gòu)的線接觸以增加接觸面積，降低接觸電阻，提高載流能力。而另一種則是采用多觸點(diǎn)接觸環(huán)、具有陣列凸點(diǎn)的鏤空連接管、新型的圓柱形冠簧直接實(shí)現(xiàn)點(diǎn)接觸來(lái)降低接觸電阻，提高載流能力。彈性高壓插頭則可以與插座直接形成線性接觸，不需要冠簧等中介體。

3.定制化及平臺(tái)化 電動(dòng)汽車(chē)這種類型也多，比如說(shuō)乘用車(chē)、物流車(chē)，包括定制連接器，要求會(huì)不所不同，或者說(shuō)會(huì)提出一些特別特殊的要求，所以包括還有無(wú)人駕駛，物聯(lián)網(wǎng)車(chē)、新能源等等，其實(shí)趨勢(shì)這個(gè)東西不好判斷的。連接器廠家要考慮一下，這種電動(dòng)汽車(chē)細(xì)分行業(yè)需求的定制化（整車(chē)端和電池端），或許會(huì)是一個(gè)選擇不錯(cuò)的嘗試，現(xiàn)已經(jīng)在邁向第一步。因?yàn)榭傮w來(lái)看，這些類型的車(chē)都會(huì)在不同的場(chǎng)合應(yīng)用，其實(shí)都是一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，雖然量沒(méi)有那么大，但是那個(gè)市場(chǎng)就是專屬的，在這個(gè)市場(chǎng)就是做到頂尖，這也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。第二個(gè)就是平臺(tái)化，從整車(chē)的角度的確看到了車(chē)輛越來(lái)越快的平臺(tái)化，模塊化，對(duì)于高壓連接器而言，很多的同行可能或多或少持一些悲觀看法，會(huì)認(rèn)為連接器會(huì)越來(lái)越少，從單車(chē)的角度來(lái)說(shuō)的確會(huì)減少了很多個(gè)點(diǎn)，但是從整體市場(chǎng)的角度來(lái)說(shuō)，這個(gè)還是一個(gè)巨大的市場(chǎng)。未來(lái)電池和整車(chē)都會(huì)趨于平臺(tái)化，如何跟客戶保持深入的技術(shù)溝通，形成雙方平臺(tái)化的產(chǎn)品很重要，國(guó)內(nèi)主機(jī)廠比較多，大家平臺(tái)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一樣，作為連接器廠家需要思考怎么樣做適合平臺(tái)化的應(yīng)用。

從整車(chē)的發(fā)展角度來(lái)說(shuō)車(chē)輛高壓?jiǎn)卧?，?huì)越發(fā)的往電池和多合一控制單元高度集成化。電池平臺(tái)化已經(jīng)是主流OEM的必修工作，隨之帶來(lái)的原本分散的高壓連接器也逐步集中；同樣隨著華為等企業(yè)的入局，多合一的高度集成化也是重要的發(fā)展趨勢(shì)，單車(chē)的高壓連接器數(shù)量也是一定的，而且連接器的相關(guān)主要功能要求也會(huì)發(fā)生變化，比如防護(hù)（電氣絕緣和防水防塵要求）會(huì)被高度凸顯出來(lái)，復(fù)雜的EMC要求會(huì)下壓至硬件層級(jí)解決。

某歐洲OEM已經(jīng)在走這條路了，原來(lái)雜亂無(wú)章的連接器從平臺(tái)化設(shè)計(jì)之初就從功能層面被頂層設(shè)計(jì)了，做成了一體化的結(jié)構(gòu)面板，而且按其趨勢(shì)來(lái)看，其連接器的功能還會(huì)被進(jìn)一步的調(diào)整；而特斯拉明顯在這方面要比大眾走的更快，其車(chē)輛的高壓連接器通過(guò)高壓?jiǎn)卧母叨燃杀粶p少了很多，剩余的不可或缺的連接器也打撒重組，把其模塊化，這一點(diǎn)上某新能源車(chē)并沒(méi)有參照什么傳統(tǒng)的USCAR LV的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，還是依照其自身的需求來(lái)合理化設(shè)計(jì)；在這一點(diǎn)，非常值得國(guó)內(nèi)主流的OEM去借鑒和思考；從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)化其模塊和結(jié)構(gòu)會(huì)大大的降低成本同時(shí)還能保證非常好的可靠性。

1）從高壓連接系統(tǒng)設(shè)計(jì)之時(shí)就考慮連接器的相關(guān)功能是否能拆解 2）高壓系統(tǒng)的連接點(diǎn)要盡量減少，通過(guò)集成的方式等實(shí)現(xiàn) 3）高壓連接器從分散到類似ID.4的面板集成，再到特斯拉的連接器模塊標(biāo)準(zhǔn)化 4）連接的形式不要拘泥于傳統(tǒng)的連接方式，連接器要求要服務(wù)系統(tǒng)要求 5）從長(zhǎng)遠(yuǎn)平臺(tái)考慮，可以走OEM主導(dǎo)的定制化路線

核心思路還是從功能和結(jié)構(gòu)上把其進(jìn)行模塊化管理、標(biāo)準(zhǔn)化管理，這個(gè)思路不見(jiàn)得能夠在國(guó)標(biāo)層面實(shí)現(xiàn)，但是各家OEM或者車(chē)輛廠商結(jié)合下游連接器企業(yè)聯(lián)盟可以主導(dǎo)其工作。

4.電流更大

短期內(nèi)，因?yàn)檎?chē)的電壓平臺(tái)無(wú)法快速的提升，隨著續(xù)航里程加大等要求，電流的提升是一定的，這就要求對(duì)于動(dòng)力插件要能承受更高的電流，目前的大多數(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是基于8mm的端子為contact，一般只能耐受額定250A左右，目前各家也在逐步開(kāi)發(fā)新一代的大電流動(dòng)力插件，比如TPI的450A電流；怎么樣加大電流，降低溫升，從而最大化的利用電纜導(dǎo)電性，降低電纜平方數(shù)是各家重點(diǎn)考慮的問(wèn)題，當(dāng)然也可以嘗試考慮將冷卻系統(tǒng)和動(dòng)力插件回路進(jìn)行關(guān)聯(lián)從而實(shí)現(xiàn)大電流，較小溫升，較輕重量的的目標(biāo)。

5.數(shù)據(jù)分析及環(huán)境模擬

隨著整個(gè)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展，對(duì)于車(chē)輛而言也積累了較多的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將會(huì)非常有效的幫助構(gòu)建完整的環(huán)境模型，從而可以對(duì)汽車(chē)的零部件使用壽命、安全隱患、失效機(jī)制等進(jìn)行有效的模擬分析和規(guī)避；連接器廠家同樣也積累了大量的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)庫(kù)，怎么利用這些實(shí)際的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)學(xué)仿真建模從而從設(shè)計(jì)端更合理的規(guī)避實(shí)際的問(wèn)題，怎么樣利用這些數(shù)字構(gòu)建環(huán)境模型，可以把設(shè)計(jì)帶入更好的去模擬其使用壽命。

從實(shí)際情況來(lái)說(shuō)，應(yīng)該是一個(gè)從了解其功能、性能要求，到知道為什么的一個(gè)過(guò)程，隨著國(guó)內(nèi)這些年新能源汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展，對(duì)高壓連接器的產(chǎn)品已經(jīng)有了很深的了解和實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)，目前更多的應(yīng)該是探究其背后的原理，車(chē)輛廠家也更多的應(yīng)該把其和車(chē)輛的其它高壓?jiǎn)卧瓤创?，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上去考慮其選型和使用。

通過(guò)分析新能源連接器的主要技術(shù)參數(shù)及選用原則，隨著不斷地去搜集各種各樣的數(shù)據(jù)反饋，在國(guó)外的話，甚至連接器的廠家設(shè)置了很多整車(chē)的數(shù)據(jù)返回，會(huì)形成一個(gè)聯(lián)盟，會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)不斷的改良，達(dá)到一個(gè)最優(yōu)的產(chǎn)品。 同時(shí)，隨著國(guó)內(nèi)連接器廠商，在實(shí)際使用過(guò)程中得到的主機(jī)廠和用戶的實(shí)際反饋。連接器廠商們也在不停地去模擬真實(shí)用戶使用環(huán)境下連接器是否穩(wěn)定，包括我們新材料的研發(fā)和技術(shù)壁壘的攻克，成本是否能夠商業(yè)化，在不久的將來(lái)，這些都不會(huì)是問(wèn)題，都會(huì)被克服掉。

6.未來(lái)的連接器

隨著汽車(chē)越來(lái)越智能化，對(duì)于連接器在未來(lái)的智能汽車(chē)上，絕不會(huì)僅僅作為一個(gè)電連接點(diǎn)進(jìn)行傳輸，這個(gè)和傳統(tǒng)汽車(chē)會(huì)有非常本質(zhì)上的區(qū)別， 未來(lái)的連接器有可能會(huì)變成模塊化，其功能會(huì)隨著不同的汽車(chē)部位應(yīng)用場(chǎng)景，功能也會(huì)有所不同。同時(shí)智能駕駛的出現(xiàn)會(huì)讓連接對(duì)于傳輸?shù)姆€(wěn)定性變成強(qiáng)制條件，對(duì)于電性能的可靠性，以及其它性能都會(huì)提到更高一個(gè)要求等級(jí)。

小型化及輕量化

在汽車(chē)工業(yè)日漸追求節(jié)能與環(huán)保的背景下，汽車(chē)輕量化及小型化已成為技術(shù)潮流，也是汽車(chē)廠商技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)，通過(guò)控制整車(chē)重量，可以有效的降低油耗，減小尾氣排放，提高燃油能效。在汽車(chē)工業(yè)這樣的大環(huán)境下，也帶動(dòng)新能源連接器必須走（1）小型化及輕量化。 在節(jié)能與環(huán)保、低碳出行的大環(huán)境下，新能源汽車(chē)向輕量化及小型化轉(zhuǎn)變，汽車(chē)的輕量化和小型化必然帶動(dòng)新能源連接器走向小型化和輕量化，更小的安裝空間，需要更小的連接器尺寸。例如引入更小尺寸的高性能銅合金導(dǎo)線做為信號(hào)傳輸線，設(shè)計(jì)高性能端子來(lái)降低小功率傳輸導(dǎo)線尺寸。伴隨線束輕量化設(shè)計(jì)，需要具備設(shè)配鋁線的能力，將連接器中傳輸較大功率的大線徑銅導(dǎo)線替換為鋁導(dǎo)線使得端子和接觸件系統(tǒng)向微型化發(fā)展，同時(shí)引入以及該微型化產(chǎn)生的壓接不穩(wěn)定的優(yōu)化及可靠驗(yàn)證方法。 （2）集成化 DC/DC、OBC、PTC、PDU等小功率電器高壓電電器合并為三合一和多合一（下圖），高壓連接器有合并為一款多線連接器的趨勢(shì)。應(yīng)對(duì)新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成化，高壓連接器需要承受更高的工作電壓，更大的工作電流，同時(shí)具備在惡劣的工作環(huán)境下正常使用的能力。

對(duì)于高壓連接器而言，從原來(lái)肩負(fù)連接眾多分散的高壓?jiǎn)卧?，也?huì)逐步逐步往電池DC/DC和對(duì)合一電控聚焦，數(shù)量下降是一定的。關(guān)于車(chē)內(nèi)高壓連接器未來(lái)幾年隨著整車(chē)不斷快速的集成以及連接器大廠的量產(chǎn)自動(dòng)化的快速落地，會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)單車(chē)用量和單價(jià)快速下降的趨勢(shì)，雖然市場(chǎng)車(chē)的量在上升，但是高壓連接器的壁壘并沒(méi)有那么大，先發(fā)優(yōu)勢(shì)也會(huì)逐步被替代，成本是核心，一旦過(guò)了那個(gè)點(diǎn)，車(chē)內(nèi)的高壓接口也會(huì)趨于互換。

（3）電磁兼容 伴隨汽車(chē)更多的電氣控制模塊，高壓連接器需要更好的屏蔽以抑制電磁干擾的傳播。目前，已有部分車(chē)型高壓連接器是采用非屏蔽的方式， 把控制EMC的責(zé)任全部交給各個(gè)用電器件， 采用硬件濾波的方式進(jìn)行。 （4）更低的成本一方面模具的設(shè)計(jì)與制造是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品批量生產(chǎn)的前提條件，另一方面精密沖壓和注塑、自動(dòng)機(jī)組裝是自動(dòng)化生產(chǎn)的關(guān)鍵。另外高壓連接器如何適應(yīng)其高電壓、大電流的工作環(huán)境并保證汽車(chē)電子系統(tǒng)的安全，仍然是每一家連接器廠商都需要不斷功克的技術(shù)難關(guān)。