電動汽（qì）車高壓（yā）連接器振（zhèn）動（dòng）相關問題淺析

        前幾天在新能源線束看大家對連接器的振動非常感興趣，想（xiǎng）再寫點和振動相關的（de）內容，之前粗略（luè）寫過一篇和連接器振（zhèn）動相關的文章，主要是（shì）簡單的說了（le）一些和測試相關的內容，感興趣的朋友也可以去看看新能源汽（qì）車高壓連接（jiē）器的振動闡（chǎn）述，

其實（shí）在車輛振（zhèn）動下，連接器需要考量的因素非常多，如下我簡單的列出了幾個，這個之前也列過；連接器雖然（rán）在整車的部件來看，算不了什麽大部件，也算不了什麽（me）核心部件，但是 一台車可能要400多（duō）個連接（jiē）器，有超過3000個的單獨終端，而且根據過（guò）往經驗來看，因為連接器（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（jiē）是，所以對於連（lián）接器，尤（yóu）其在混動和純電車輛下的高（gāo）壓連接器的可靠性就及其重要， 相比（bǐ）靜態而言（yán），車輛是（shì）移動的，所以就（jiù）要著（zhe）重考察在車輛全壽命及振動下的接觸的可（kě）靠性等（děng）性能，基於此， 這篇文章我（wǒ）想主要寫寫連接（jiē）器（qì）在車輛振動下的幾（jǐ）個比較重要也是大家（無論是生產廠家還是使用廠（chǎng）家（jiā））應該重點關注的，高壓互鎖瞬斷的問題（tí）、接觸區域ECR變化以及微動磨損的影響程度、連接器怎（zěn）麽降低以及吸（xī）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

高壓連接器的公母兩（liǎng）端能（néng）夠實現導通，是通過公端（duān）子和母端子接觸，從端子的（de）結（jié）構形狀來說，常見的要矩形和圓形的，因（yīn）篇幅（fú）關係，這個地方我們隻以圓（yuán）形結（jié）構（gòu）為基礎來（lái）闡述，同時（shí）我們的分析是基於（yú）公（gōng）母端連接有彈性（xìng）件的；我把我之前為企業（yè）培訓寫的資料摘抄（chāo）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過；

端子的接觸簧片

其性（xìng）能直接影響（xiǎng）了載流的傳導的（de）可靠性，振動下我們也（yě）是重點（diǎn）關注其接觸（chù）電阻及微動磨（mó）損的情況，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（hé）維持可分離的端子接觸麵（miàn）、提供永久性端子接觸界麵的連接（jiē）點。中間的彈性接觸簧片的（de）內阻決定了連接（jiē）器的（de）壽命(性能不失（shī）效的情況下插撥次數) 和失效的發（fā）生，一般來說有幾個比較重要的設計指標需（xū）要在設計（jì）時需要考慮，材料、成（chéng）型（xíng）結構（幾何形狀）、電鍍因素、插拔次（cì）數和圓周正向力等；

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

成型結構一般包（bāo）含劈槽式結構、冠簧結（jié）構、線簧結構、雙曲線籠簧（huáng）結構等，目前雙曲線籠簧結構（gòu）其多次（cì）插拔後的穩定性比較（jiào）高（gāo），通常在需要多次插拔的高壓高流（liú）場景得（dé）到普遍應用，比如電（diàn）動汽車充電口等，劈槽式結構因為其無（wú）法在插拔多次後保證良好的接觸電阻，我們不做過多闡述，我們可以簡單來比較一下冠（guàn）簧、線簧、雙曲線籠簧 三者之間的優缺點（diǎn）；

冠簧是一種非常（cháng）普（pǔ）遍的彈性接觸元件，我（wǒ）國在70年代初就已（yǐ）經（jīng）在批量用於航天、工業自動控製、軌道交通等領域，按其形狀（zhuàng）還可以分為內冠（guàn）簧和（hé）外冠（guàn）簧，其經過很多的（de）發展，其成本較（jiào）為便宜，簧（huáng）片一般采用銅材帶料衝製而成，其結構形狀有點像（xiàng）腰鼓，兩頭大中間小，中間腰的（de）部分就是公端PIN針插入後（hòu）接觸（chù）的部分；

一般把冠簧裝進（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證精度）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域（A）在中間區域流入簧片和內套（tào）接觸區域（BC)實現傳導，根據以（yǐ）往（wǎng）的經驗來看，冠簧這種腰鼓式結構其穩定性不是很高，尤其是（shì）在車輛中，在傳遞高壓高流又要兼具插拔（bá）時，車輛的不規則振動會造成簧（huáng）片中間區域和PIN針（zhēn）接觸不良（liáng），會造成微小的飛弧現象，時間長了會（huì）加速表麵（miàn）鍍層磨損，會造成氧（yǎng）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（liú）流（liú）經此處時溫升較高，冠簧是通過一種（zhǒng）彈（dàn）性材料變化收口裝配至內槽中的，其有止位台階（如果BC處），相當於是一種懸臂梁結構（gòu），長時間在車輛的振動環境下工（gōng）作（zuò），容易造成材料屈服效應，造成失效；

 線簧孔結構是大電流接線端（duān）子、接插件產品中高（gāo）穩（wěn）定，高可靠的接觸元（yuán）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（rào）內套，彎曲後，由兩外套，從前後兩端壓入並緊固位一體（tǐ）。由於金屬絲與內套（tào）軸線斜交有一個角度，形（xíng）成單（dān）頁雙（shuāng）曲麵（miàn）結構，並形成一喉圓，其直徑小於兩端形成之（zhī）孔徑。當插針插入後，插針被各個金屬（shǔ）絲所包容，由於各個金屬絲（sī）都與插針接（jiē）觸，並（bìng）受到拉力，所以電連接接觸可靠，受力（lì）均勻 ；與冠簧的片式（shì）不同，線簧采用的是單根絲的傳導，而銅絲的數量排布越多，傳遞的性能越好，成本和製程難度也越大，其和冠簧在（zài）與內套接（jiē）觸不穩定（dìng）不同，其單根絲和PIN針之間的保持力是極具（jù）挑戰的；

  為什麽要了解這個方程式呢？因為如果你想（xiǎng）設計一個雙曲線的結構籠簧，你就需要通過此公式和你的設計參數進行建模，通過模（mó）型帶（dài）入數值，形成雙曲線結構，最終在3D上形成3D的雙曲線（xiàn）設計（jì），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（dǎo），感興趣的朋（péng）友可以自行推導和設（shè）計。

當然，無論是矩形的片式端子還是圓形結構，端（duān）子的類型比較多，上麵簡單的說了幾種圓形（xíng）的，除此之外，類似劈（pī）槽結構的端子應用也比較多，比如如下是住友（yǒu）早期的（de）AC充（chōng）電口的端（duān）子，主要在容錯角度的保（bǎo）證（zhèng）、加工工藝改善保證加工精度、以及產品在UL2251的10000次插拔後的（de）穩定性 等方麵做了改（gǎi）善和分析；

總結：結構類型是要基於你的設計要求來（lái）的，目前國內各家也都陸續有自己的專利，也在（zài）逐步打破早些年外資幾乎壟（lǒng）斷的局麵；但是還是需要從（cóng）產品的（de）穩定性上去提高；