新能源汽车高压连接器发展技术要点

近年全球连接器市场受到全球经济波动的影响，北美、欧洲和日本等地区市场增长尤为缓慢，但以中国为代表的新兴市场却呈现着持续增长的趋势，从而中国成为推动全球连接器市场增长的主要动力。

由此，一些全球知名连接器企业公司将生产基地移至国内投资建厂，例如：TE Connectivity、Delphi、Molex等。
中国已成为全球最大连接器生产基地，其中，在政府政策的推动下，我国新能源汽车行业稳健发展有利于汽车连接器的持续发展。多年的技术积累，中国连接器在设计能力和自动化生产能力上都达到并满足新能源汽车高压连接器的技术水平。
因下游厂商国产化和技术能力足够满足，国内厂商已占领了新能源汽车高压连接器的最高处，有机会打破外商在传统汽车连接器的垄断地位实现弯道超车，例如四川永贵、中航光电、巴斯巴等知名企业公司。

高压连接器设计注意事项
1、尺寸约束
这是高压连接器和电缆组件设计面临艰巨的挑战。高压连接器为满足工作要求，却往往会忽视所需的空间。行业发展向更小更轻且工作阈值更高的方向，使用空间抵消高压已成为过去式，要最为初始考虑到电缆组件或连接器的结构。
2、围绕现有连接器而设计
这被证实十分困难，用户经常要求使用不能丢弃的现有连接器，但这些连接器性能不达要求。另一个原因是，连接器需要在当前配置不能满足的更高性能阈值下工作。不管是哪种情况，都要求深入分析连接器组件的内部工作原理。
3、成本
就当下的经济趋势，高压设计保持成本下降是主要障碍，但不要太执着于成本。可靠、耐用和安全的设计从长期来看更便宜。
4、可制造性
这是设计的一个关键部分，设计难度影响搭建电缆组件所需的直接劳动时间，进而影响成本。设计难度也影响维持一个可重复的可靠工艺的能力。
5、材料
选择性能特征达标和保持设计效率的材料是十分重要的，同时高压电缆组件和连接器要求材料在电气性能上和机械性能上都要表现优秀。
6、冠状突出
无冠组件设计良好能够确保可靠性、弹性，保证能够经受长时间的考验。在这设计时必须考虑多种因素：首先要选择正确的电缆，大多数设计使用三重挤压电缆，这可以确保导体和地的平滑和均匀；其次是连接器接口，接口应有足够的距离来抵消施加的电压，并消除空气。
而连接器几何形状很重要，尖锐的边角就像冠状天线。所有尖锐边缘都应尽可能圆形钝化。

高压连接器技术分析
1、整车系统中的应用
连接器中一大类—新能源汽车高压连接器，这是近年来因国家新能源汽车的发展而从传统汽车连接器中分离出来的。比起传统用的高压大电流连接器，新能源汽车高压连接器使用对可靠性更为苛刻，使得工况更为复杂多变。
比起传统低压汽车连接器，又因现电压等级提高（均高达300V DC），人体受到电击伤害的风险增加，由此，新能源汽车连接器的安全性、产品绝缘性、防护要求等更高。
新能源汽车高压连接器主要作用是保证整车高压互联系统，意为内部电路被阻断或孤立不通处架起桥梁从而电流流通。高压连接器主要使用在新能源汽车高压大电流回路，与导电线缆同时作用是将电池包的能量通过不同的电气回路，输送至整车系统中各组件，例如，电池包、充电机、DCDC转换、电机控制器器等车身用电单位。
2、关键项设计
（1）温升及降额曲线值
温升是连接器设计最为重要的设计关键项之一，过高的温度会导致连接器发生烧蚀。
温升影响因素：
[1]接触电阻：
用于导电连接，两接触载体间的电阻，例如针孔对插接触电阻、针孔尾部与导线压接电阻、螺纹连接铜排与铜排见的接触电阻。
[2]物质环境加热：
连接器若是长久至于高温环境，而连接器材料皆是工程塑料、金属、橡胶等，其中工程塑料最高工作温度达140℃，但产品使用环境温度过高，连接器因自身接触内阻发热又加上所处的环境温度高于材料允许使用最高工作温度，连接器内部针孔发热会导致内部温度散热不行，温度会持续升高，最终会导致连接器出现烧蚀引起车辆火灾。
注意：由此设计时要格外注意，考虑。
[3]板端的连接：
主要用在螺栓的情况下或是预防措施，防止供货时松脱；同时螺栓连接时，要根据操作规范进行扭力检测。导电组件螺钉连接下，失效模式之一关键在于未按照力矩要求进行拧紧力矩管控，至此连接部位升温异常，造成烧蚀。
[4]降额曲线：
降额曲线图就像挑选一款商品，而商品需在特定的环境中使用，这时选择上需要根据它的一个属性值来确定选择在那个领域范围内的商品。
高压连接器的降额曲线图是为用户提供一份清单，用户依据清单对应自己所需选择。通过曲线图可以清晰直观的看到连接器使用的条件。

（2）高压互锁
对于高压互连系统，要保障高压系统通电过程的安全，连接设计时要引入高压互锁理念。简单来说，就是连接器在插合导通时，高压回路需接触导通；断开时，高压互锁需先信号断开，后高压回路断开。多数的连接器厂家将高压互锁设计放置连接器内部，一部分厂家将高压互锁通过辅助结构设计放于插腔体的外部。
同时高压互锁回路的稳定性非常重要，若是互锁不连续，可能会在车辆行驶时，高压互锁回路信号异常，导致掉电，造成交通事故。
（3）锁紧结构
二次锁不仅是二次保护作用，更是有效地保护，即为在一次锁止后，二次锁对一次锁进行保护。
二次锁紧结构结合一次锁最为常见的是力臂机构，因一次锁紧与插拔力有关，所以按力学设计理念，需要一个类似于力臂机构的形式，才可达到省力。

（4）防护等级
主要分为三个布置：
[1]板端密封：
板端为连接器插座端，由四个螺钉以机械连接方式安装。这是常用的结构。
[2]头座对插密封：
即为公端包含母端或是母端包含公端，中间采取橡胶件对径向和轴向进行防护。
[3]线端密封：
线端连接器与电缆之间的防护密封。
（5）电磁屏蔽
电动汽车多用电子器件材料，使得电流流动时产生磁场，同时会出现各种信号的干扰，所以组件需要抗干扰的能力。
[1]塑料连接器上，其本身具有金属屏蔽罩，电缆屏蔽层会与金属壳的屏蔽层相连，形成有效的360度的屏蔽层。
[2]弹簧连接，多数高压小电流连接，不会进行二次连接，采用电缆的屏蔽层相接。
（6）器件材质
[1]绝缘件材质:采用PA66、PBT、ABS、PC等；
[2]接触件材质:采用黄铜、磷青铜、铍铜、铜镍硅材料等；
[3]壳体材质：塑料，金属。
（7）连接器选型
由上述可知用户需要注意产品使用的位置、额定电压、额定电流、高压互锁、屏蔽、防护等级、出线方式、插座安装方式等。

国家对新能源电动汽车产业的扶持，推动电动汽车的发展，带动新能源连接器的发展，同时也决定了连接器的发展方向是平台化、定制化、小型化、轻量化。

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