電動汽車高壓連（lián）接器振（zhèn）動相關問（wèn）題淺析

        前幾天在新能（néng）源線束（shù）看大家對連接器的振動非常感興趣（qù），想再寫點和振動相關的內容，之前粗略寫過（guò）一篇和連接（jiē）器振動相關的文章，主（zhǔ）要是簡單的說了一些和測試相關的（de）內容，感興趣的朋友也（yě）可以（yǐ）去（qù）看看新能源汽車高壓連接器的振動闡述，

其實在車（chē）輛振動下，連接器需要考（kǎo）量的因素非常多，如下我簡單的列出了幾（jǐ）個，這個之前（qián）也列過；連接器（qì）雖然在（zài）整車的部件來看（kàn），算不了什麽大部件，也算不了什麽核心部件，但是 一台車可能要400多個連接器，有超過3000個的單（dān）獨終端，而且根據過往經驗來看，因（yīn）為連接器（qì）退化及故障導致了30%~60%的電氣問題，因此召回的案例也比比皆是，所（suǒ）以對於連（lián）接器，尤其在混動和純電車輛下的（de）高壓連接器（qì）的（de）可靠性就及其重要， 相比靜態（tài）而言，車輛是移動的（de），所以就要著重（chóng）考察在車輛全壽命及振動下的接觸的可靠性等性能，基於此， 這篇文章（zhāng）我想主要寫寫連接器在車輛振動下的（de）幾個比較重要也是大（dà）家（無論是（shì）生產（chǎn）廠家還是使用廠家）應該重（chóng）點關注的，高壓（yā）互鎖（suǒ）瞬斷的問題（tí）、接觸區域ECR變化以及微動磨損的影響程度、連接（jiē）器怎麽降低以及吸收來車輛的振動；

接觸區域（yù）ECR變化以及微動磨損的影響程度

高壓連接器（qì）的公母兩端能（néng）夠實現導通，是通過公端子和（hé）母端（duān）子接觸，從端子的結構形狀來說（shuō），常見的要矩（jǔ）形和圓形（xíng）的，因篇幅關係，這個地方我們隻以圓形結構為基礎來闡述，同時我們的分析是基於公母端連（lián）接有彈性件的；我把我之前為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（jiǎn）單是梳理，雖然之前的文（wén）章多少也寫過；

端子的接（jiē）觸簧片

其性能直接影響了載流（liú）的傳（chuán）導的可靠性，振動下我們也是重點關注其接觸電阻及微動磨損的情（qíng）況，端子簧片（piàn）主要包（bāo）含了三個重要的功能，傳輸電力或者信號、提供端子正向（xiàng）力來建立和維持可分離的端子接觸麵、提供永久性端子（zǐ）接觸界麵的連接（jiē）點。中間的彈性（xìng）接觸簧片的內阻決定了連接器的壽命(性能不失效的情況下插撥次數) 和失（shī）效的發生（shēng），一（yī）般來說有幾個比較重要的設計指標（biāo）需要在設計時需要考慮，材料、成型結構（幾何形狀）、電鍍（dù）因素、插拔次數和圓周正向力等；

彈性接觸的材料以銅或者銅合金居多，包括黃銅、磷銅、鈹銅、純銅、其它合金等，鈹青銅因為其（qí）良好的導電率和屈服（fú）性能（néng）被廣泛的運用到端子接觸件設計種。

成型結構一般包含劈槽式（shì）結構、冠簧結（jié）構、線簧結構、雙曲線籠（lóng）簧結構等，目前（qián）雙（shuāng）曲線籠簧結（jié）構其多次插拔後的穩定性比較高，通常在需要多次插拔的高壓高流場景得到普遍應用，比如電動汽車充電口等，劈（pī）槽式結構因為其無法在插拔多次後保證良好的（de）接觸電阻，我們不做過多闡述，我們可以簡單來比較一下冠簧、線簧（huáng）、雙曲線籠簧 三者（zhě）之間的優缺點；

冠簧是（shì）一種非常普遍的彈性接（jiē）觸元件，我國在70年代初就已經在批量用於航天、工業自動控製、軌道交通等（děng）領域，按其形狀還可以分為內冠簧和外冠簧，其經（jīng）過很多的發展，其成本較為便宜（yí），簧（huáng）片一般采用銅材帶料衝製而成，其結構形狀有點像腰鼓，兩頭大中間小，中間腰的部分就是公端PIN針插（chā）入後接觸的部分；

一般把冠簧裝進母（mǔ）針的內孔中需要采用專門的（de）收口工具（目前都是自動化作業以保證精度）裝配後彈性材料（liào）回（huí）彈與內套配合，電流從公端的PIN針流入簧片（piàn）中間腰鼓的接觸區（qū）域（yù）（A）在中間（jiān）區域流入簧片（piàn）和內套接觸區域（BC)實現傳導，根據以往的經驗來看，冠簧這（zhè）種腰鼓式結構其穩定性不（bú）是很高，尤其是在車輛中，在（zài）傳遞高壓高流又要兼具（jù）插拔（bá）時，車輛的不規則振動會造（zào）成簧片中間區域和PIN針接觸不良，會造成微小的飛弧（hú）現象，時間長了會加速表麵鍍層（céng）磨（mó）損，會造成氧化，接觸電阻會變（biàn）大；另外在如圖BC的區域其其接（jiē）觸力較弱，我們通過仿真軟件分（fèn）析發現電流流經此處時溫升較高，冠簧是通過一種彈性材（cái）料變化收口裝配至內（nèi）槽中的，其有止位台階（如果BC處），相當於是一種懸臂（bì）梁結構，長時間（jiān）在車輛的振動環境下工作，容易造成材料屈服（fú）效應（yīng），造成失效；

 線簧孔結構是大電流接線端子、接插件產品中高穩定，高可靠的（de）接觸（chù）元件，相比冠簧，其成本較高，一般隻用於少部分場合，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（jǐn）固位（wèi）一（yī）體。由於金屬絲與內套軸線斜交（jiāo）有一個角度（dù），形成單頁（yè）雙曲麵結構，並（bìng）形成一喉圓，其直徑（jìng）小於兩端形成之（zhī）孔徑。當（dāng）插（chā）針插入後，插針被各個金（jīn）屬絲所包容，由於各個金屬絲都與插針接觸，並受到拉力，所以電（diàn）連接接觸可（kě）靠，受力均勻 ；與（yǔ）冠簧的片式不同，線簧采用的是單根絲的（de）傳導，而（ér）銅絲的數量排布越多，傳遞的性能越好，成本和製程難度也（yě）越（yuè）大，其和冠簧在與內套接觸不穩定不（bú）同，其單根絲和PIN針之間（jiān）的保持力（lì）是極具挑戰的；

  為什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（jié）構籠簧，你就需要通過此公式和你（nǐ）的設計參數進行建模，通過（guò）模型帶（dài）入數值，形成雙曲（qǔ）線結構，最終（zhōng）在3D上形成（chéng）3D的雙曲線設計，再用3D的鈑金功（gōng）能進行展開，預留（liú）係數；在（zài）此不展（zhǎn）開詳細推導，感興趣的朋友可以（yǐ）自（zì）行推導和設（shè）計。

當（dāng）然（rán），無論是矩形的片式端子（zǐ）還是（shì）圓形結構，端子（zǐ）的類型比較（jiào）多，上麵簡單的（de）說了幾種圓（yuán）形的，除此之外，類似劈槽結構的端子應用也（yě）比較多，比如（rú）如下是住友早期的AC充電口的端子，主要（yào）在容錯角度的保證（zhèng）、加工工藝改善保證加工精度、以及（jí）產品在UL2251的10000次插拔後的穩定性 等方麵做了改善和分析；

總結（jié）：結構類型是要基於你的（de）設計要求來的，目前國（guó）內各家也都陸續有自己的專利（lì），也在逐步打破早些年外資幾乎壟斷的（de）局麵；但是還是（shì）需（xū）要從產（chǎn）品的穩定性上去提高；