電動汽（qì）車高壓連接器（qì）振動（dòng）相關問題淺析

        前幾天在（zài）新能源線束看大家對連接器的振動非常感興趣，想再寫點和振動相關的內容，之前粗略寫過一篇和連接器振動相關的文章，主要是簡單（dān）的說了一些和測試相關的（de）內容，感興趣的朋友也可以去看看新能源汽（qì）車高壓連接器的振動（dòng）闡述，

其實在車輛（liàng）振動下，連接（jiē）器需要考量的因素非常多，如（rú）下我簡單的列出了幾個，這個（gè）之前也列過；連接器雖然在整車的部件來看，算不了什麽大部（bù）件（jiàn），也算不（bú）了什麽核心部件，但是 一台車可能要400多（duō）個連接器，有超過3000個的單獨終端，而（ér）且根據過往經驗來看，因為連接器退化（huà）及故障（zhàng）導致了30%~60%的電氣問題，因此召回的案（àn）例也比比（bǐ）皆是，所以對於（yú）連接（jiē）器，尤其在混動（dòng）和純電車輛下的高壓連接器的可靠性就及其重要， 相比靜態而言，車輛是（shì）移動的，所以就要著重考察在車輛（liàng）全（quán）壽（shòu）命及振動下的接觸的可靠性等性能，基於此， 這篇文章我想主要（yào）寫寫連接器（qì）在車輛振動下的幾個比較重要也是大（dà）家（無論是生產廠家還是使用廠家）應該重點關注的，高壓互鎖（suǒ）瞬斷的問題、接（jiē）觸區域ECR變化以及微動磨損的（de）影響程度、連接器怎麽降低以及吸（xī）收來車輛的振動；

接觸區域ECR變化以及微動磨損的影響程度

高壓連接器的（de）公母兩端（duān）能夠實現導通，是通（tōng）過公端子和母端子接觸（chù），從端（duān）子的結構形狀來（lái）說，常見的要（yào）矩形和圓形的，因篇（piān）幅關係，這個地方（fāng）我們隻（zhī）以圓形結構（gòu）為基礎來闡述，同時我們的分析是基於公母端連接有彈性件的；我把我之前為企業培（péi）訓寫的資料摘抄了一（yī）部分，我覺得還是有（yǒu）必要做個簡單是梳理，雖然之前的文章多少也（yě）寫（xiě）過；

端子的接觸簧片

其性能直接影響了載流的傳導的可靠性，振動下我們也是重點關注其接觸電阻及微（wēi）動磨損的情況，端子簧（huáng）片主（zhǔ）要包含（hán）了三個重要的（de）功（gōng）能（néng），傳輸電力或者信號、提（tí）供端子正向力來建立和維持可分（fèn）離的端子接觸麵、提供永久性端（duān）子接觸界麵的連接點。中（zhōng）間的彈性接觸簧片的內阻決定了連接器的壽命(性能不失效的情（qíng）況下插撥次數) 和（hé）失效的發生，一般來說有幾個比較重要的設計指標需要在設計時（shí）需要考慮，材（cái）料、成型結構（幾何形（xíng）狀）、電鍍因（yīn）素、插拔次數和（hé）圓周正（zhèng）向力等；

彈性（xìng）接觸的材料以銅或者銅合金居（jū）多，包括黃銅、磷銅（tóng）、鈹銅、純銅、其它合（hé）金等，鈹青銅因為其良好的導電率和屈服性能被廣泛的運用到端子（zǐ）接（jiē）觸件設計（jì）種。

成型結構一般包含劈槽式結構（gòu）、冠簧結構、線簧結構、雙曲線籠簧結構等，目前雙曲線籠簧結構其多次插（chā）拔後的穩定性比較高，通常在需要多（duō）次插拔的高壓高流場景得到普（pǔ）遍應用，比如電動汽車充電（diàn）口等，劈槽式結構因為其無（wú）法在插拔多次後保證良好的接（jiē）觸（chù）電阻，我們不做過多闡述，我們可以簡單來比較一下冠簧、線簧、雙曲（qǔ）線籠簧 三者之（zhī）間的優缺點；

冠簧（huáng）是一種非常普遍的彈性接觸元件（jiàn），我（wǒ）國在70年代初就已經（jīng）在（zài）批量用於航天、工業自動控製、軌道交通等領域，按其形狀還可以分（fèn）為內冠簧和外冠簧，其經過很多的發展，其成本較為（wéi）便宜（yí），簧片一般（bān）采用銅材帶料衝製而成，其結構形狀有點像腰鼓，兩（liǎng）頭大中間小，中間腰的部分就是公端PIN針（zhēn）插入後接觸的部分；

一般把冠簧裝（zhuāng）進母（mǔ）針的（de）內孔中需要采用專門的收口工（gōng）具（目前都是自動化作業以保證精度）裝配後彈性材料回彈與內套配合，電流從公端（duān）的PIN針流入簧片中間腰鼓的接觸區域（A）在中（zhōng）間區域流（liú）入簧片和內套接觸區域（BC)實現傳導，根據以往的經（jīng）驗來看，冠簧（huáng）這種腰鼓式結構其穩定性（xìng）不是很高，尤其是在車輛中，在傳遞高壓高流（liú）又要兼具插拔時（shí），車輛的不規則振動會造成簧片（piàn）中間區域和PIN針接觸不良，會造成微小的飛弧現（xiàn）象，時間（jiān）長了會加速表麵鍍層磨損（sǔn），會造成氧化，接（jiē）觸電阻會變大；另外在如圖BC的區域其其接觸力較弱，我們通過仿（fǎng）真軟件分析發現（xiàn）電流流經此處時溫升較高，冠簧是通過（guò）一種彈性材料變化收口裝配至內槽中的，其有止位台階（如果BC處），相當於（yú）是（shì）一種懸臂梁結構，長時間在車輛的振動環境下工作，容易造（zào）成材料屈服效應，造成失效；

 線簧孔結構是（shì）大電流接線端子（zǐ）、接插件產品中高穩定（dìng），高可靠（kào）的接（jiē）觸元件，相比冠簧，其成本較（jiào）高，一般隻用於少部分場（chǎng）合，由數根金屬絲繞內套，彎曲後，由兩外套，從前後兩端壓入並緊固位一體。由於金屬（shǔ）絲與內套軸線斜交有一（yī）個角度，形（xíng）成單頁雙（shuāng）曲麵（miàn）結構，並形成一喉圓，其直徑小於兩端形成之孔徑（jìng）。當插針插入後，插針被各個金屬絲所包容，由於各個金屬絲都與（yǔ）插針接觸，並受到拉力，所以電連接接觸可靠（kào），受力均勻 ；與冠簧的片（piàn）式不同，線簧采用的是單（dān）根絲的（de）傳導，而（ér）銅絲（sī）的數量排布（bù）越多，傳遞的性能越好，成本和製程難度也越大，其和冠簧在與內套接觸不穩定不同，其單根絲和（hé）PIN針之間的保持力是極具（jù）挑（tiāo）戰的；

  為（wéi）什麽要了（le）解這個（gè）方程式呢？因為如果你想設（shè）計一個雙曲線的（de）結構籠簧，你（nǐ）就需（xū）要通過此公式和你的設計參數進行建（jiàn）模，通過模型帶入數值（zhí），形成雙曲線結構，最終在3D上形成3D的雙曲線設計，再用3D的鈑金功能進行展開，預留係數；在此不展開詳細推導，感興趣的朋友可以自行推導（dǎo）和設（shè）計。

當然，無（wú）論是矩形（xíng）的片（piàn）式端子（zǐ）還是圓形結（jié）構，端子的類型比較多，上麵簡單的說了幾種圓形的，除（chú）此之外，類似劈槽結構（gòu）的端子（zǐ）應用也比（bǐ）較多，比如如下是住友早期的AC充電口的端子，主要在容錯角度的保證、加工工藝改（gǎi）善保證加工精度、以及產品在UL2251的10000次插（chā）拔後的穩定性 等方麵（miàn）做了（le）改善和分析；

總結：結構類型是要基於你的設計要求來的，目前國（guó）內各家也都（dōu）陸續有自己的專利，也在逐步打破早些年外資幾乎壟（lǒng）斷（duàn）的局麵；但是還是需要從產（chǎn）品的穩定性上去提高；