高壓連接器的核心使命為連接新能源汽車三電系統(tǒng)，在惡劣工況下實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的功率傳輸。

為實現(xiàn)此基本需求，連接器供應商需要針對客戶傳遞的特定工況下車載用電器的功率需求，進行涵蓋高壓連接器以及適配導線連接系統(tǒng)的工作電壓、載流能力評估，以開發(fā)出符合客戶應用需求的高壓連接器產品。

Derating曲線(圖1.1例)作為連接器廠家與客戶進行載流需求匹配的信息交互窗口，展示了匹配特定導線的連接器經過一系列的嚴謹測試后，在一定范圍的外部環(huán)境溫度(derating曲線橫坐標)與該環(huán)境溫度下連接器允許承載的最高安全持續(xù)電流(derating曲線縱坐標)的關系。

圖例1.1 derating曲線示意

從derating曲線中不難看出隨著客戶應用環(huán)境溫度升高，連接器允諾最高安全持續(xù)電流在逐步減小，在外部環(huán)境溫度達到180℃下，連接器喪失載流能力。之所以有這種現(xiàn)象是因為-連接器最熱點溫度作為邊界條件，限制了功率傳輸電路的載流。具體理解為連接器工作時最熱點為端子對配位置，熱量的來源一部分為工作環(huán)境輸入，另一部分來源于連接器載流。根據(jù)焦耳定律Q=I2RT, 在回路電阻、通電時間、及應用環(huán)境恒定的前提下，電流越大產生的熱量越大。因此當連接器應用環(huán)境溫度升高，在截止溫度的限制下，留給連接器載流所能產生的溫升余量就會更少，回路電阻和通電時間不變，只能限制電流，以減少溫升。連接器最熱點的截止溫度根據(jù)整車應用環(huán)境及現(xiàn)階段材料科學的發(fā)展水平設置為最高180℃。 溫度高于此閾值且累積一定時間，有可能造成連接器燒蝕等嚴重后果。

在高壓連接器測試中，Derating 曲線的繪制測試方法依然依據(jù)IEC60512-5-2的流程，大致流程為： i. 參考下圖(圖例1.2)進行試驗布置，選擇合適的電源，連接一定長度導線的測試回路，將待測連接器放置在恒溫艙中，一個溫度傳感器tb布置在連接器的最熱點-端子接觸位置，另一個溫度傳感器tu布置在恒溫艙中記錄環(huán)境溫度的變化。

圖例 1.2

ii. 具體的測試方法如下表1.1所示，從小到大階梯輸出測試電流，每一個階梯電流需要持續(xù)一定時間已達到環(huán)境熱平衡(溫度傳感器tb&tu示值穩(wěn)定)，并記錄此時溫度傳感器示值，當連接器最熱點溫度達到180℃時，測試終止。

表1.1 某連接器測試范例

iii. 以步驟2得出的基礎數(shù)據(jù)進行Derating曲線的繪制，具體計算程序為將最熱點溫度(tb)移除掉環(huán)境溫度(tu)，所到達的△t，即為施加此測試階梯測試電流后，去除環(huán)境溫度輸入，單純因為載流在連接器端引起的溫升;使用截止溫度(180℃)再減去△t，反向得到的則為施加此測試電流時，連接器所允許使用的最高應用環(huán)溫。至此我們得到了Derating坐標系里的一個點(橫坐標環(huán)溫，縱坐標測試電流)，當我們用同樣方法計算出每一個測試階梯電流點對應的最高應用環(huán)溫，將所有點依次連接則得到表1.2藍色曲線所示的Derating曲線?？紤]到實際車輛復雜工況及材料老化，我們需要在應用電流上預留至少20%的安全余量，比如：實際測試時，施加100A電流，連接器最熱點溫度(tb)為120℃，扣除掉20%的安全余量，繪制derating曲線時只能使用80A去對應最熱點溫度(tb)120℃。將所有測試階梯電流去除20%余量再與環(huán)溫對應后，則得出表1.2所示橙色顯示derating曲線。

表 1.2 測試曲線繪制舉例

在實際測試操作中，為覆蓋樣件間的制造差異，通常需要測試一定數(shù)量的連接器，以及在同一個樣件上盡量多的布置傳感器去記錄tb及tu，，已使用平均值過濾測試誤差。另外相較于最終遞交給客戶的連接器derating 曲線，此流程所得出的僅僅是初版，后續(xù)還需要通過一系列苛刻的工況環(huán)境&老化試驗，來驗證在模擬整車壽命周期內，高壓線束在受到嚴苛振動、沖擊、高溫高濕的惡劣環(huán)境考驗后，Derating曲線所顯示連接器載流能力依然符合預期。

原文標題：汽車高壓連接器的載流匹配

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審核編輯：湯梓紅