這個話題其實不太好聊，因為話題有點大，按照LV215的要求是?乘用車至少15年30萬公里，商用車的里程數要比乘用車多很多，是100萬公里；在整車的生命周期內，高壓連接器是不能出現功能性問題的，嚴格意義來說，我們是要通過我們的DFMEA以及完整的群組測試根據應用的環境及相關條件不同來判定，和保證其可靠性；

因為篇幅關系，我們無法從完整的機械性能、電氣性能、環境性能、嚴格的群組測試等方面一一展開去聊，我們今天主要聊聊 連接的三個區域；新能源汽車高壓連接器一般分公母端，有3個連接區域，插頭和插座連接、插頭和電纜連接、插座的連接，這三個區域不僅僅只作為構成電源傳導的接觸系統，它還是連接器屏蔽、防護連接系統，所以每個區域彼此之間的連接設計及可靠性非常重要，這個是保證其可靠性的重要構成，我們留心會發現，很多實際產品問題也都集中在這三個區域；

對于接觸系統

Part.1

連接有直接連接和間接的連接，這個地方我們主要是討論的間接連接，公母端通常都是通過PIN針（或者刀片）和帶有彈性件的內套（冠簧、扭簧等）連接，這個地方的連接點也是連接器連接溫度最高的地方，其連接的好壞（接觸電阻的大小）直接會影響溫升，對于車內連接而言，因為接觸冠簧技術的成熟，而且一般不經常插拔，插拔次數也也在50/100左右，其相對復雜性我認為沒有那么大，相比車內，充電端口的10000次插拔要求才是硬核挑戰，而對于車內連接器難點在于，一旦客戶外形尺寸被提前確定，在足夠小的空間下保證較大的功率傳輸，這個是比較困難的地方；除此之外，無非是采用更大接觸面積的接觸簧而已，?當然這個地方往往引起溫升過高的還有一個非常重要的原因是因為車輛的振動而帶來的微動磨損、腐蝕，以及電纜的應力傳遞；所以連接器不同的應用位置、以及大截面積電纜（ ＞35mm2)出線不同的固定方式、不同的距離都可能對接觸有較大的影響，一般來說，我們尾部出線固定距離＜15cm，建議在11~13cm左右，而除了常規的固定軋帶外，我們建議對于電機、逆變、電池等動力線應該采用更為強固的固定方式連接車身鈑金，以保證其可靠性；

Part.2

而對于插頭和電纜端，幾十年來，將端子組裝到銅電纜方法一直是壓接的方式，壓接是通過施加應力改變形狀把電纜導體壓在端子內，對于連接器，雖然其端子的前端結構不同，但是其后端也基本上采用壓線杯的方式居多；隨著電流的變大，電纜的截面積加大，我們看到，傳統的壓接其穩定性和可靠性都很難保證，電動汽車和其它行業應用不同，大截面積的電纜插頭往往也是伴隨著大功率的脈沖，而這相當于給壓接部位做加熱和冷熱循環，而在冷卻的過程中材料是會變得松弛的，而且很難恢復到開始的壓接尺寸，雖然這個尺寸的變化是非常細小的，但是在伴隨數千小時的應用后，其接觸電阻會持續累積加大，其溫升也會升高，影響其連接的可靠性；所以我們要盡可能的監督壓接的可靠性，保證其一致性和穩定性；

同時我們也看見目前有同行采用超聲波焊接的方式，其實超聲波焊接不是一種多新的技術,本公眾號也有多篇文章介紹，有興趣的可以了解一下《超聲波焊接在汽車線束行業中的應用》，早在80年代初便已經普及，筆者之前也從事過高頻電阻焊實操工作，相比高頻電阻焊而言，超聲波焊接不需要助焊劑或填充材料，而且焊頭也不會像電阻焊的焊頭需要經常維護和更換，而且消耗的能量也更小，也不需要水冷，通常，將諸如鋁，鎳，銀，銅和金的導電材料超聲焊接。超聲波焊接顧名思義就是通過超聲波催使材料微小且高頻振動進行相互摩擦，超聲波焊接的振動幅度極小，一般是會小于1mm的，摩擦產生的熱足以去除金屬表面的氧化物和薄膜，但是不會融化金屬，一般溫度會達到熔點的1/3左右，從而改變分子結構，可以使分子在材料間來回移動，形成金屬固定在一起，超聲波焊接的溫度、壓力、振幅等都是有電腦統一控制的，所以相比壓接而言，初手上手不是很容易，需要反復的調整參數，比如不同的截面規格類型等都是會有不同的技術參數類型，這個需要人員嘗試調整，并記錄維護數據，因為超聲波是短時間內高頻摩擦產生的熱，所以其焊接物表面的物非常的高，自然風冷卻下來需要一定的時間，比如焊接的溫度在350°左右，自然風冷卻，考慮熱傳導，可以算算時間，所以對于電纜和連接器的連接連接研究一直是各廠家研究的重點，怎么樣在增加電纜截面積的同時，保證接觸電阻不會隨之上升；

Part.3

對于插座端的連接，銅排和螺栓的連接方式往往在板端的插座端連接采用的比較多，銅排連接一般是在銅排上開圓孔或者腰孔，內部或外部采用螺栓加螺母來進行連接，因為考慮銅排的材料為銅，材質較軟，銅排厚度較小時就容易連接失效，往往通過內嵌螺母或者外焊螺母的形式來設計，在設計銅排時，要注意根據額定電流等參數對銅排的截面積進行載流計算，裸露在外的銅排需要注意在2個平面過渡處不留銳角，避免裝配時應力集中，也避免長期電暈放電現象發生，在安裝時注意和箱體內部busbar（匯流排）的連接電氣距離、安裝扭力以及需要考慮在車況振動下的防松措施，因為連接松脫而引起的接觸電阻上升甚至打火的問題非常常見；

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對于防護系統

防護和上面所述的接觸系統一樣，也是有這三個區域構成，前幾年我們發現IP67是能滿足要求的，但是隨著行業的發展，IP67越發很難滿足使用要求了，當然在艙內環境較好的地方，還是能夠滿足；但是高壓連接器也多半都懸掛在底盤，離地面和輪轂較近，車輛經過積水路面濺起的水柱IP67目前是很難抗的住的，壓力是很大的，所以一般我們是需要高壓連接器也要滿足IP6K9K，關于防護等級，本公眾號前面也有文章詳細闡述,在這里再說明一下

，大家可以查詢國際標準ISO 20653 定義道路車輛防護等級，改標準的源文件下載地址也提供給大家，英文版2013，中文版只找到2006版！

根據uscar-2分類, 連接器依據在不同使用位置可以分為3個等級，S1和S2 S3，S1可以理解為在艙內，環境較好，干燥的環境；S2是裸露在外，但是沒有什么水柱噴射壓力場景，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，所以要依據設計的連接器應用場景來確定設計等級，但是目前建議按照S3進行設計，以滿足未來越來越高的防護要求，在國內我們還需要同時滿足IP68的要求，IP68的水深等具體要求需要和客戶進行溝通滿足；

密封在長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，比如你密封材料本身就無法滿足長期的工況環境，比如老化一段時間后，其材料變化后尺寸發生了變形，密封當然也就失效了，也許短期內看不出來，這也是在選型時要特別注意的，這個也包括你設計時的壓縮量、配合公差等設計值是不是合理，不合理也會造成此類問題；其實高壓連接器的密封圈的設計原理都是基于傳統汽車插件的密封設計，比如矩形的也都是按照環島設計，類型也基本上都是波峰式的居多，相對比較成熟；

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而考驗廠家的能力是其配合的尺寸經驗。?至于外部配合尺寸，比如你的溫升持續升高，而塑膠材料熱對流相對較慢，一旦連接器內外熱平衡發生問題，長期工作下，可能塑殼材料就會出現細微變形，這種變形也許會影響密封的配合壓縮量，導致密封能力下降，嚴重的密封失效；再比如塑殼表面容易應力集中的過渡角和面長期工作下出現變形甚至開裂等，我們看到現場因為這2類問題導致的問題比較多。對于密封的三個區域，我們看見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，這種方式比較常見也比較多，但是我們發現，對于中間密封采用單一密封的很少，從結構和成本考慮都不劃算，但是我們發現對于密封的趨勢是插合端面有逐步過渡采用單一孔密封、插座端在保證整體密封的同時增加插合面的單邊密封等趨勢；

對于屏蔽系統

我們都知道屏蔽的重要性，但是我發現其實很多廠家對連接器這個要求重視程度不夠，原因有很多；隨著新能源汽車電壓的增加最大的問題就是帶來電磁干擾，因為無論是混動還是純電都包含功率器件，這些功率器件工作時，都會產生EMI，一般來說主要以共模電流的形式沿電纜和底盤傳播，影響車上的電氣設備和控制系統的正常工作，產生嚴重的電磁兼容性問題，而功率器件工作時也會在設備兩端產生電壓降，那自然在兩端也就會形成電勢，所以這些設備，包含高壓連接器高壓線束都作為輻射的路徑了；當然我們也可以通過接地、屏蔽和濾波來抵御和消除這些干擾，而高壓線束和連接器一般通過屏蔽的方式來抵御這種干擾，所以屏蔽還是一個系統到點的考量，跑題了，我們還是說說高壓連接器，高壓連接器當然有屏蔽和非屏蔽之分，基本上屏蔽居多，對于屏蔽根據根據應用的場景不同，連接器所需要的屏蔽方式也有所不同，

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一般來說，對于多芯的高壓連接器，從屏蔽結構上，可以分為單一孔屏蔽和整體屏蔽，所謂單一屏蔽就是電纜采用屏蔽電纜，連接器采用單一孔進行屏蔽，而整體屏蔽是電纜外部采用金屬編織等進行隔離，連接器采用整體屏蔽設計連接；當然也有住友的這種采用鋁管的方式；

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我們一般通過測其轉移阻抗和屏蔽電流以及屏蔽連接電阻來保證屏蔽的可靠性，而且我們發現行業的要求也越來越高，連接的電阻要求也越來越小，這也是因為車輛的電壓越來越高，越來越智能;??歐洲人更傾向于采用單一屏蔽電纜LV216，連接器采用單獨的屏蔽系統；而我們看日美的一些車型更傾向于采用整體屏蔽。

編輯：黃飛

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