近年全球連接器市場(chǎng)受到全球經(jīng)濟(jì)波動(dòng)的影響,北美、歐洲和日本等地區(qū)市場(chǎng)增長(zhǎng)尤為緩慢,但以中國(guó)為代表的新興市場(chǎng)卻呈現(xiàn)著持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì),從而中國(guó)成為推動(dòng)全球連接器市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿Α?/font>
由此,一些全球知名連接器企業(yè)公司將生產(chǎn)基地移至國(guó)內(nèi)投資建廠,例如:TE Connectivity、Delphi、Molex等。
中國(guó)已成為全球最大連接器生產(chǎn)基地,其中,在政府政策的推動(dòng)下,我國(guó)新能源汽車行業(yè)穩(wěn)健發(fā)展有利于汽車連接器的持續(xù)發(fā)展。多年的技術(shù)積累,中國(guó)連接器在設(shè)計(jì)能力和自動(dòng)化生產(chǎn)能力上都達(dá)到并滿足新能源汽車高壓連接器的技術(shù)水平。
因下游廠商國(guó)產(chǎn)化和技術(shù)能力足夠滿足,國(guó)內(nèi)廠商已占領(lǐng)了新能源汽車高壓連接器的最高處,有機(jī)會(huì)打破外商在傳統(tǒng)汽車連接器的壟斷地位實(shí)現(xiàn)彎道超車,例如四川永貴、中航光電、巴斯巴等知名企業(yè)公司。
高壓連接器設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
1、尺寸約束
這是高壓連接器和電纜組件設(shè)計(jì)面臨艱巨的挑戰(zhàn)。高壓連接器為滿足工作要求,卻往往會(huì)忽視所需的空間。行業(yè)發(fā)展向更小更輕且工作閾值更高的方向,使用空間抵消高壓已成為過(guò)去式,要最為初始考慮到電纜組件或連接器的結(jié)構(gòu)。
2、圍繞現(xiàn)有連接器而設(shè)計(jì)
這被證實(shí)十分困難,用戶經(jīng)常要求使用不能丟棄的現(xiàn)有連接器,但這些連接器性能不達(dá)要求。另一個(gè)原因是,連接器需要在當(dāng)前配置不能滿足的更高性能閾值下工作。不管是哪種情況,都要求深入分析連接器組件的內(nèi)部工作原理。
3、成本
就當(dāng)下的經(jīng)濟(jì)趨勢(shì),高壓設(shè)計(jì)保持成本下降是主要障礙,但不要太執(zhí)著于成本??煽?、耐用和安全的設(shè)計(jì)從長(zhǎng)期來(lái)看更便宜。
4、可制造性
這是設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵部分,設(shè)計(jì)難度影響搭建電纜組件所需的直接勞動(dòng)時(shí)間,進(jìn)而影響成本。設(shè)計(jì)難度也影響維持一個(gè)可重復(fù)的可靠工藝的能力。
5、材料
選擇性能特征達(dá)標(biāo)和保持設(shè)計(jì)效率的材料是十分重要的,同時(shí)高壓電纜組件和連接器要求材料在電氣性能上和機(jī)械性能上都要表現(xiàn)優(yōu)秀。
6、冠狀突出
無(wú)冠組件設(shè)計(jì)良好能夠確??煽啃?、彈性,保證能夠經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間的考驗(yàn)。在這設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮多種因素:首先要選擇正確的電纜,大多數(shù)設(shè)計(jì)使用三重?cái)D壓電纜,這可以確保導(dǎo)體和地的平滑和均勻;其次是連接器接口,接口應(yīng)有足夠的距離來(lái)抵消施加的電壓,并消除空氣。
而連接器幾何形狀很重要,尖銳的邊角就像冠狀天線。所有尖銳邊緣都應(yīng)盡可能圓形鈍化。
高壓連接器技術(shù)分析
1、整車系統(tǒng)中的應(yīng)用
連接器中一大類—新能源汽車高壓連接器,這是近年來(lái)因國(guó)家新能源汽車的發(fā)展而從傳統(tǒng)汽車連接器中分離出來(lái)的。比起傳統(tǒng)用的高壓大電流連接器,新能源汽車高壓連接器使用對(duì)可靠性更為苛刻,使得工況更為復(fù)雜多變。
比起傳統(tǒng)低壓汽車連接器,又因現(xiàn)電壓等級(jí)提高(均高達(dá)300V DC),人體受到電擊傷害的風(fēng)險(xiǎn)增加,由此,新能源汽車連接器的安全性、產(chǎn)品絕緣性、防護(hù)要求等更高。
新能源汽車高壓連接器主要作用是保證整車高壓互聯(lián)系統(tǒng),意為內(nèi)部電路被阻斷或孤立不通處架起橋梁從而電流流通。高壓連接器主要使用在新能源汽車高壓大電流回路,與導(dǎo)電線纜同時(shí)作用是將電池包的能量通過(guò)不同的電氣回路,輸送至整車系統(tǒng)中各組件,例如,電池包、充電機(jī)、DCDC轉(zhuǎn)換、電機(jī)控制器器等車身用電單位。
2、關(guān)鍵項(xiàng)設(shè)計(jì)
(1)溫升及降額曲線值
溫升是連接器設(shè)計(jì)最為重要的設(shè)計(jì)關(guān)鍵項(xiàng)之一,過(guò)高的溫度會(huì)導(dǎo)致連接器發(fā)生燒蝕。
溫升影響因素:
[1]接觸電阻:
用于導(dǎo)電連接,兩接觸載體間的電阻,例如針孔對(duì)插接觸電阻、針孔尾部與導(dǎo)線壓接電阻、螺紋連接銅排與銅排見(jiàn)的接觸電阻。
[2]物質(zhì)環(huán)境加熱:
連接器若是長(zhǎng)久至于高溫環(huán)境,而連接器材料皆是工程塑料、金屬、橡膠等,其中工程塑料最高工作溫度達(dá)140℃,但產(chǎn)品使用環(huán)境溫度過(guò)高,連接器因自身接觸內(nèi)阻發(fā)熱又加上所處的環(huán)境溫度高于材料允許使用最高工作溫度,連接器內(nèi)部針孔發(fā)熱會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部溫度散熱不行,溫度會(huì)持續(xù)升高,最終會(huì)導(dǎo)致連接器出現(xiàn)燒蝕引起車輛火災(zāi)。
注意:由此設(shè)計(jì)時(shí)要格外注意,考慮。
[3]板端的連接:
主要用在螺栓的情況下或是預(yù)防措施,防止供貨時(shí)松脫;同時(shí)螺栓連接時(shí),要根據(jù)操作規(guī)范進(jìn)行扭力檢測(cè)。導(dǎo)電組件螺釘連接下,失效模式之一關(guān)鍵在于未按照力矩要求進(jìn)行擰緊力矩管控,至此連接部位升溫異常,造成燒蝕。
[4]降額曲線:
降額曲線圖就像挑選一款商品,而商品需在特定的環(huán)境中使用,這時(shí)選擇上需要根據(jù)它的一個(gè)屬性值來(lái)確定選擇在那個(gè)領(lǐng)域范圍內(nèi)的商品。
高壓連接器的降額曲線圖是為用戶提供一份清單,用戶依據(jù)清單對(duì)應(yīng)自己所需選擇。通過(guò)曲線圖可以清晰直觀的看到連接器使用的條件。
(2)高壓互鎖
對(duì)于高壓互連系統(tǒng),要保障高壓系統(tǒng)通電過(guò)程的安全,連接設(shè)計(jì)時(shí)要引入高壓互鎖理念。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是連接器在插合導(dǎo)通時(shí),高壓回路需接觸導(dǎo)通;斷開(kāi)時(shí),高壓互鎖需先信號(hào)斷開(kāi),后高壓回路斷開(kāi)。多數(shù)的連接器廠家將高壓互鎖設(shè)計(jì)放置連接器內(nèi)部,一部分廠家將高壓互鎖通過(guò)輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)放于插腔體的外部。
同時(shí)高壓互鎖回路的穩(wěn)定性非常重要,若是互鎖不連續(xù),可能會(huì)在車輛行駛時(shí),高壓互鎖回路信號(hào)異常,導(dǎo)致掉電,造成交通事故。
(3)鎖緊結(jié)構(gòu)
二次鎖不僅是二次保護(hù)作用,更是有效地保護(hù),即為在一次鎖止后,二次鎖對(duì)一次鎖進(jìn)行保護(hù)。
二次鎖緊結(jié)構(gòu)結(jié)合一次鎖最為常見(jiàn)的是力臂機(jī)構(gòu),因一次鎖緊與插拔力有關(guān),所以按力學(xué)設(shè)計(jì)理念,需要一個(gè)類似于力臂機(jī)構(gòu)的形式,才可達(dá)到省力。
(4)防護(hù)等級(jí)
主要分為三個(gè)布置:
[1]板端密封:
板端為連接器插座端,由四個(gè)螺釘以機(jī)械連接方式安裝。這是常用的結(jié)構(gòu)。
[2]頭座對(duì)插密封:
即為公端包含母端或是母端包含公端,中間采取橡膠件對(duì)徑向和軸向進(jìn)行防護(hù)。
[3]線端密封:
線端連接器與電纜之間的防護(hù)密封。
(5)電磁屏蔽
電動(dòng)汽車多用電子器件材料,使得電流流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng),同時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種信號(hào)的干擾,所以組件需要抗干擾的能力。
[1]塑料連接器上,其本身具有金屬屏蔽罩,電纜屏蔽層會(huì)與金屬殼的屏蔽層相連,形成有效的360度的屏蔽層。
[2]彈簧連接,多數(shù)高壓小電流連接,不會(huì)進(jìn)行二次連接,采用電纜的屏蔽層相接。
(6)器件材質(zhì)
[1]絕緣件材質(zhì):采用PA66、PBT、ABS、PC等;
[2]接觸件材質(zhì):采用黃銅、磷青銅、鈹銅、銅鎳硅材料等;
[3]殼體材質(zhì):塑料,金屬。
(7)連接器選型
由上述可知用戶需要注意產(chǎn)品使用的位置、額定電壓、額定電流、高壓互鎖、屏蔽、防護(hù)等級(jí)、出線方式、插座安裝方式等。
國(guó)家對(duì)新能源電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的扶持,推動(dòng)電動(dòng)汽車的發(fā)展,帶動(dòng)新能源連接器的發(fā)展,同時(shí)也決定了連接器的發(fā)展方向是平臺(tái)化、定制化、小型化、輕量化。
買連接器,上電子谷就購(gòu)了