電動（dòng）汽車高壓連接器振動相（xiàng）關問題淺析

        前幾天在新能（néng）源線（xiàn）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（zhèn）動相（xiàng）關的文章，主要是簡單的說了（le）一些（xiē）和（hé）測試相關的內容，感興趣的朋友也可以去看看新能源汽車（chē）高壓連接器的振動闡述，

其實在車輛振動下，連接（jiē）器需要（yào）考量的因素非常多（duō），如下我簡單（dān）的列出（chū）了幾個，這個之前也列過；連接器（qì）雖然在整車的（de）部件來看，算不了什麽大部件（jiàn），也算不（bú）了什麽核心部件（jiàn），但是 一台車可能要400多個連接器，有超過（guò）3000個的單獨終端，而且（qiě）根據過往經驗來看（kàn），因為連接器退化及故障導（dǎo）致了30%~60%的（de）電氣問題，因此召回的案例（lì）也比比皆是（shì），所以對於連接器，尤其在混動和純電車輛（liàng）下的高壓連接器的可靠性就及其重要， 相（xiàng）比靜態而言，車輛是移動的，所以就（jiù）要（yào）著重考（kǎo）察在車輛全壽命及振動下的接觸的可靠性等性能，基（jī）於此， 這篇文章我想主要寫（xiě）寫（xiě）連（lián）接器在車輛振動下的幾個比較重要也是大家（無論是生（shēng）產廠家還是使用廠家）應該重點關注的，高（gāo）壓互鎖瞬斷的問題（tí）、接觸區域ECR變化以及（jí）微動磨（mó）損的影響程度、連接器怎麽降低以及吸收（shōu）來車輛的振動；

接觸區域ECR變化（huà）以及微動磨損的影響程度

高壓連接器的公母兩端能夠實現導通，是通（tōng）過公端（duān）子（zǐ）和母（mǔ）端子接觸（chù），從端（duān）子的結構形狀來說，常見的（de）要矩形和圓形的，因篇幅關（guān）係，這個地方我（wǒ）們隻以圓形結構為基（jī）礎來闡述，同時我們的分析（xī）是基於公母端（duān）連接（jiē）有彈性件的；我（wǒ）把（bǎ）我之前為（wéi）企業培訓寫的資料摘抄了一部分，我覺得還是有必要做個簡單是梳理，雖然之前的文章多少也寫（xiě）過；

端子的接觸簧片

其性能（néng）直接影響了載流的傳導的可靠性，振動下我們也是（shì）重點關注（zhù）其接觸（chù）電阻及微動磨損的（de）情況，端子簧片主要（yào）包含了三個重要的功能，傳輸電力或者信號、提供端子正向力來建立和維持可分離的端子接觸麵、提供永久性端子接觸界麵（miàn）的連接點。中間的彈性接觸簧（huáng）片的內阻（zǔ）決定了連接器的壽（shòu）命(性能不（bú）失效的情況下插撥次數) 和失效的發生，一（yī）般來說（shuō）有（yǒu）幾個比較重要的設計指標需（xū）要在設計時需要考慮，材料、成型結構（幾何形狀）、電（diàn）鍍因素、插拔次數和圓周正向力等；

彈性（xìng）接觸的（de）材料以銅或者銅合金居（jū）多，包括黃銅、磷銅、鈹銅、純銅、其它合金等（děng），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（duān）子接觸件設計種。

成型結構一般包含劈槽式結構、冠簧結構、線簧結構、雙曲（qǔ）線籠簧結構等，目前雙曲線籠（lóng）簧結（jié）構其（qí）多次插拔後的穩定性比較高，通常在需要多次插拔（bá）的高（gāo）壓高流場景得到普遍應用，比如電動汽車充電口等，劈槽式結構因為其（qí）無法在插拔（bá）多次後保證良好的接觸電阻，我們不做過多闡（chǎn）述，我們可以簡（jiǎn）單（dān）來比較一下冠簧、線簧、雙曲線籠簧 三者之間的優（yōu）缺點；

冠簧是一種非常普遍的彈性接觸元件，我國在70年（nián）代初就已經在（zài）批量用於航（háng）天、工業自動控製（zhì）、軌道交通等領域，按其形狀還可（kě）以分為內冠簧和（hé）外冠簧，其經過很多的發展，其成本較為便宜，簧片一般采用銅材帶料衝製而成，其結構形狀（zhuàng）有點像腰鼓，兩頭大中間小，中間腰的部分（fèn）就是公端PIN針插入後接觸的部分；

一般把冠簧（huáng）裝進（jìn）母針的內孔中需要采用專門的收口工具（目前都是自動化作業以保（bǎo）證精（jīng）度）裝配後彈性材料回彈與內套配合，電流（liú）從公端的PIN針流入簧片中間腰鼓的接觸區（qū）域（A）在中間（jiān）區域流入簧片和內套接觸區域（BC)實現傳導，根據以往的（de）經驗來看，冠簧這種腰鼓式結構其（qí）穩定（dìng）性不是很高，尤其是（shì）在（zài）車輛中，在（zài）傳遞高（gāo）壓高流又要兼（jiān）具插拔時（shí），車輛的不（bú）規則振動會造成簧片中（zhōng）間區域和（hé）PIN針接觸（chù）不良，會造成微小的飛弧現象（xiàng），時間長了會加速表麵鍍層磨（mó）損，會造成氧化，接觸電阻會變大；另外在如圖BC的區域其其接觸力較弱，我們通過仿真軟件分析發現電流流經此（cǐ）處時溫升較（jiào）高，冠簧是通過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），相當於是一種懸（xuán）臂梁結構，長時（shí）間在車輛的振動環境下工作，容易造成材料（liào）屈服效應，造成失效；

 線簧孔結構是大電流接線端子（zǐ）、接插件產品中高穩定，高可靠的接觸元件，相比冠簧（huáng），其（qí）成本較高，一般（bān）隻用於少部分場合，由數根金屬絲繞內套，彎曲後，由兩（liǎng）外套（tào），從前後（hòu）兩端壓入並緊固位一體。由於（yú）金屬絲與內套軸線斜交有一個角度，形成單頁雙曲麵結構，並形成一喉圓，其直徑小於兩（liǎng）端形成之孔徑。當插針插入（rù）後，插針被各個金屬絲所包容，由於各個金屬絲都與插針接觸，並（bìng）受到（dào）拉（lā）力，所以電連接接觸可靠，受力均（jun1）勻 ；與冠簧的片式不同（tóng），線簧采用的是單（dān）根絲的傳導，而銅（tóng）絲的數量排布越（yuè）多（duō），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（jiē）觸不穩定不同，其單根絲（sī）和PIN針（zhēn）之間的保持力是極具挑戰的（de）；

  為什（shí）麽要了解這個方程式呢？因為如果你想設計一個雙曲線的結構籠簧，你就需（xū）要通過此（cǐ）公式和你的設計參數進（jìn）行建模，通過模型帶入數（shù）值，形成雙曲線結構，最終（zhōng）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（xì）推導，感興趣的朋友可以自（zì）行推導和設計。

當然，無論是矩形的片式端子（zǐ）還是（shì）圓形結構，端子的類型（xíng）比較多，上麵簡單的說了幾種圓形的，除此之外，類似劈槽結構的端子（zǐ）應用也比較多，比如如（rú）下是住友早期（qī）的AC充電（diàn）口的端子（zǐ），主要在容錯角度的保證、加（jiā）工工藝（yì）改善保證加工精度（dù）、以（yǐ）及產品在UL2251的10000次插拔後的穩定性 等方麵做了改善（shàn）和分析（xī）；

總結：結構（gòu）類型是要基於你（nǐ）的設計要求來的，目前國內（nèi）各家也都陸續有自己的專利，也在逐步打破早些年（nián）外資幾乎壟（lǒng）斷的局麵；但是還是需要從產品的穩（wěn）定性上（shàng）去（qù）提高；