廣東深圳定制化金屬大電流防水超聲焊設(shè)備螺紋連接器

廣東深圳定制化金屬大電流防水超聲焊設(shè)備螺紋連接器

35.對于較為復(fù)雜的工況環(huán)境，我們需要高壓連接器具備非常的耐環(huán)境性能，我們發(fā)現(xiàn)很多的高壓線束及連接器是直接懸掛地盤，離地面較近，這就會讓連接器經(jīng)常出現(xiàn)在較為復(fù)雜的環(huán)境下，耐高溫、低溫、老化、鹽霧、油污、防護、沖擊等這些要求連接器都需要做的非常出色，塑料因為材料本身的物理特性原因，如果長期出現(xiàn)在潮濕悶熱環(huán)境下，其物理特性較高的吸水率會導致材料本身的絕緣性能下降，引發(fā)報警故障。

1.1 高壓連接器在整車系統(tǒng)中的應(yīng)用

新能源汽車用連接器是連接器大類中的一種，是近幾年隨著國家新能源汽車的發(fā)展，逐漸從傳統(tǒng)高壓大電流和傳統(tǒng)低壓汽車連接器中分離出來的一類連接器。相較于傳統(tǒng)高壓大電流連接器，新能源汽車用連接器的使用工況更復(fù)雜多變，對連接器的可靠性要求更高；相較于傳統(tǒng)低壓汽車連接器，由于電壓等級的提高（目前主流系統(tǒng)的電壓均300V DC），增加了人體受到電擊傷害的風險，對連接器的安全性要求更高；所以對產(chǎn)品的絕緣、防護要求等比傳統(tǒng)低壓插件均有所提高。

新能源汽車用連接器的作用主要是整車高壓互聯(lián)系統(tǒng)，即在內(nèi)部電路被阻斷或孤立不通處架起橋梁從而使電流流通。新能源車用連接器的組成一般可分為：外殼、密封件等輔助結(jié)構(gòu)，絕緣件，導電接觸對三部分組成。通過插頭護套和插座護套間的對插、相互配合，即可達到接通和導電的功能。高壓連接器主要使用在新能源汽車高壓大電流回路，和導電線纜同時作用，將電池包的能量通過不同的電氣回路，輸送到整車系統(tǒng)中各部件，如電池包、電機控制器、DCDC轉(zhuǎn)換器、充電機等車身用電單元。

鋰電消息，金屬-空氣電池已引起了業(yè)內(nèi)的特別關(guān)注，因為其能量密度高、裝配成本低、環(huán)保、性、使用壽命長、放電時間長、可回收性高、溫度公差寬。為了說明，研究者們指出，2014年鋰離子電池的成本約為每千瓦時410美元，而美國的電力零售是每千瓦時約10美分。這個時代，有一種友誼叫我的充電寶分你一個接口，有一種仇恨叫當面占了后一個充電插頭。該成果避開現(xiàn)有石墨烯制備的諸多缺陷，突破了氧化石墨烯制備，找到了一條低成本制備單層石墨烯的“綠色”路線。

1.2.2高壓互鎖(HVIL)

針對整個的高壓互連系統(tǒng)來講，為了高壓系統(tǒng)上下電時的安全，在連接設(shè)計時，引入了高壓互鎖概念。簡單描述為，連接器在插合導通時，高壓回路先接觸導通，后高壓互鎖信號回路再導通；分斷時，先高壓互鎖信號分斷，后高壓回路斷開。大多數(shù)連接器廠家會把高壓互鎖設(shè)計放在連接器內(nèi)部，也有一部分廠家會把高壓互鎖通過輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計放在對插腔體的外部。確保高壓互鎖回路的穩(wěn)定性，十分重要。如果說高壓互鎖不連續(xù)，可能帶來的影響會很惡劣，比如車正在行駛過程中，突然高壓互鎖回路信號異常，導致整車突然掉電，不能正常運行，這樣會造成交通事故。

1.2.3 鎖緊結(jié)構(gòu)

理解真正的二次鎖不是有一個二次的保護作用，是更要有效地對其保護，這個真正的含義就是在一次鎖止后，如果一次鎖失效了或者沒有操作核實到位，二次鎖就是確保一次鎖鎖好以后，對次鎖進行保護，這是一個很重要的作用。二次鎖緊結(jié)構(gòu)結(jié)合一次鎖里面常用的就是力臂機構(gòu)，因為一次鎖緊跟插拔力有關(guān)，所以按照力學設(shè)計理念需要一種類似于力臂機構(gòu)的形式，這樣才能達到既省力，也能夠很輕松地把連接器插到位。對于力臂的要求，USCAR里面講到了很多的力臂的人機工程的可操作性。USCAR里面也規(guī)定了相關(guān)一次鎖和二次鎖在對插和不對插情況下的力的要求。其實我們大家都會認為USCAR是連接器的標準，但我認為USCAR標準不僅僅是作為一個技術(shù)性標準，而且還指導了設(shè)計者在設(shè)計過程中把結(jié)構(gòu)做可靠，怎么在結(jié)構(gòu)及性能可靠的前提下，也能夠提供客戶更好的產(chǎn)品體驗感。下圖2是比較常見的鎖緊結(jié)構(gòu)產(chǎn)品圖。

 對于電動汽車高壓連接器隨著市場的發(fā)展，主機廠對產(chǎn)品防護的性能要求也在不斷地提高。行業(yè)發(fā)展初期，IPI67的防護要求已經(jīng)可以滿足絕大部分客戶。但是后期隨著市場上出現(xiàn)的連接器產(chǎn)品防護失效，導致產(chǎn)品出現(xiàn)漏水，絕緣故障、甚至燒蝕的案例也越來越來越多。

防護要求逐步的提高成為電動車發(fā)展趨勢，目前IP67的要求不能滿足正常的使用要求，當然這也不是的，還要看連接器在車上布置的位置。根據(jù)高壓回路在整車布置來講，都會懸掛在汽車底盤下面，高壓不得進艙內(nèi)這是一個原則，所以說大多數(shù)高壓連接器都是會在底盤靠近地面，或者靠近輪轂的位置，當一些天氣惡劣的時候，比如說嚴酷的天氣很大的暴雨或者說一些嚴寒的天氣，你的輪胎帶起來的水其實會沖擊這些連接器，如果大家熟悉測試的話，國內(nèi)標準沒有IP6K9K一說，你會發(fā)現(xiàn)如果IP67的話，高壓水槍的沖擊的壓力，其實沒有6k9k大。當汽車高速行使的時候，突然涉水時，瞬時涌向連接器的水壓會很大，所以說IP67有的時候是很難滿足實際的使用要求。針對這一點的話，現(xiàn)在國內(nèi)標準QC/T1067,國外標準USCAR將連接器密封分為兩個等級S1和S2。S2等級的話，明確規(guī)定適用的場合是底盤的位置較低，推薦的就是6K和9K，所以未來連接防護的話一定是6K和9K。如果連接器并不是布置在上述位置，IP67的設(shè)計其實還是可以滿足整車使用要求。

1.2.5 電磁屏蔽

電動汽車有很多的電子器件，電流會產(chǎn)生磁場，整車零部件要有抗干擾的能力。尤其是電動汽車現(xiàn)在作為一個載體，無人駕駛會在這個基礎(chǔ)上更多地開發(fā)，所以這個技術(shù)問題非常重要。對于高壓系統(tǒng)而言，屏蔽連接器、電纜是非常重要的，但是我們更多的是要考慮系統(tǒng)級的布置，這是一個前提條件，如果你的OBC，你布置的位置，包括系統(tǒng)中的DCDC，是不是本身可能會有一些先天性的問題，即使連接器做得再好，也會出現(xiàn)各種信號干擾的問題，所以要考慮系統(tǒng)型的，其次考慮零部件級的。對于連接器屏蔽效能，一般會采用二個方式。種方式，我們在一些塑料連接器上，里面會有金屬屏蔽罩，電纜屏蔽層會跟金屬殼的屏蔽層相連，形成一個有效的360°的屏蔽層。第二種方式，大多數(shù)的高壓小電流的連接，都不會有二次的連接，會采用跟電纜的屏蔽層相接，這種方式也是現(xiàn)有廠家常用的方式，包括國內(nèi)一些比較的主機廠也在考慮這種方式，我們叫spring contact（英文），其實就是一個彈簧的連接。這種結(jié)構(gòu)的好處也是很多的，因為尺寸、空間會更小，它的接觸點也會更多；此結(jié)構(gòu)的制造商很多，主要代表的公司像瑞士的寶馬彈簧、美國的巴塞爾等，他們在這塊有很多實際成熟應(yīng)用案例。大多數(shù)情況下，導線和屏蔽層的連接，我們會用金屬內(nèi)、外環(huán)的形式，進行壓接，將屏蔽層置于兩個金屬環(huán)之間，通過冷壓變形使屏蔽層和金屬環(huán)進行緊密固定。另外，我們還有一種屏蔽方式，它通過一種類似于表帶簧的結(jié)構(gòu)，用以替代彈簧連接，該結(jié)構(gòu)常在產(chǎn)品上使用，技術(shù)成熟；我們做過相關(guān)測試，均能滿足設(shè)計要求。該結(jié)構(gòu)應(yīng)用在新能源電動車的屏蔽，既能夠滿足性能要求，同時又是沖制件，適合批量生產(chǎn)，。

稱，坎波斯建議，希望電池使用命的用戶應(yīng)當確保手機不會過熱，因為高溫能進一步激發(fā)電池中的鋰離子，加速電池損耗。 從鋰離子電池在1991年被制作出來開始，石墨一直是陽極的制作材料，但是由于石墨在存儲和物理壓力方面的，研究人員一直都在空夷芄蝗〈石墨成為陽極的物品。但是，這項技術(shù)還存在著不小的瓶頸，主要在針對電池陰極的氧化還原反應(yīng)催化劑活性和性較低，制約了電池的輸出功率和充放電循環(huán)，從而阻礙了質(zhì)子交換膜燃料電池的商業(yè)化。

1.2.6連接器材質(zhì)

    連接器絕緣件材質(zhì)一般選用PA66、PBT、ABS、PC等。接觸件材質(zhì)一般選用黃銅、磷青銅、鈹銅等，但現(xiàn)在國外用的比較多的材料是銅鎳硅材料。連接器殼體材質(zhì)一般分為塑料和金屬兩種材質(zhì)。

關(guān)于如何選擇塑料材質(zhì)或者金屬材質(zhì)，一般有如下幾個參考點：

1.輕量化

由于對整車輕量化的需求，尤其是乘用車廠商會在滿足產(chǎn)品性能的前提下，盡量去選擇塑料連接器，以達到控制整車重量。

2.產(chǎn)品的使用環(huán)境

由于金屬材料的機械強度比塑料好。所以在一些使用環(huán)境比較惡劣的環(huán)境下，金屬連接器會更適合。例如像特種車輛、渣土車，以及整車在布置時，未做防護的電氣連接部位。此時，金屬材質(zhì)相比塑料材質(zhì)的連接器在受環(huán)境影響及機械強度方面略勝一籌。

3.屏蔽實現(xiàn)方式

針對屏蔽連接器，由于金屬連接器自身的外殼就是用于導通屏蔽，形成屏蔽保護的載體。一般情況下，金屬連接器較塑料連接器更容易實現(xiàn)更為的屏蔽效能，外形結(jié)構(gòu)更為緊湊。

 

（2）額定電壓： 電氣設(shè)備（包括用電、供電設(shè)備）可長期穩(wěn)定工作的大電壓。

額定電壓大小與爬電距離&電氣間隙成正比。

換句話說，額定電壓要求越高，連接器越大，或者越長。爬電距離&電氣間隙設(shè)計標準依GBT 16935.1(IEC 60664-1)，

（3）額定電流： 電氣設(shè)備的額定電流是指在基準環(huán)境溫度下，在額定電壓工作條件下，發(fā)熱不超過長期發(fā)熱允許溫度時所允許長期通過的大電流。

對電動汽車而言，P=UI,額定電流是根據(jù)電氣設(shè)備的功率P，輸出電壓U決定。

峰值電流：電動汽車在急加速，爬坡，超載的瞬間產(chǎn)生的大電流值。

載流截面積與連接器額定電流成正比，換句話說，插針/孔/導線截面越大，它所能通過的電流也越大，連接器越大。

（4） HVIL（高壓互鎖）

（4.1）設(shè)計HVIL功能目的

確認整個高壓系統(tǒng)的完整性，當高壓系統(tǒng)回路斷開或者完整性受到破壞的時候，激發(fā)整車的安全措施啟動。

（4.2）HVIL功能的實現(xiàn)

a.需要整個系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)開發(fā)時就要設(shè)計進去；

b.主要通過連接器來完成；

c.HVIL電路是低壓電，相對于功率電路，是立的。

（4.3）連接器HVIL功能實現(xiàn)原理

功率和信號端子應(yīng)滿足：

——連接時，功率端子先接通，信號端子后接通。

——斷開時，信號端子先斷開，功率端子后斷開。

特別說明：功率端子的接通，表示良好的接觸，虛接觸是不可接受

 

（5） 屏蔽

交變電場屏蔽:為降低交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓，可以在干擾源和敏感電路之間設(shè)置導電性好的金屬屏蔽體，并將金屬屏蔽體接地。

    屏蔽與非屏蔽連接器主要區(qū)別即為是否設(shè)置有導電良好的金屬屏蔽體。

（6） 防護等級

IP防護等級是由兩個數(shù)字所組成，個標記數(shù)字表示電器防塵、防止外物侵入的等級，第二個標記數(shù)字表示電器防濕氣、防水侵入的密閉程度，數(shù)字越大表示其防護等級越高。

（7）出線方式

主要指電連接器插頭尾部電纜出線角度與插座安裝面法向方向之間的角度，依此劃分，常見的有90°(彎式)及180°(直式)出線電連接器。

（8） 插座安裝方式

為滿足主機廠設(shè)計人員對連接器不同布置方式的需求，電連接器插座安裝方式細分為以下四種：

  這新利用室溫溶劑浸泡來制造鈣鈦礦晶體，取代現(xiàn)時結(jié)晶所用的加熱法。 　長期以來，鋁電池研究沒有實質(zhì)突破的主要難題在于電池材料。加電網(wǎng)規(guī)模蓄電池的可再生能源儲存能力，能改變獲取電力的。特別是ITS5300所特有的在線交流內(nèi)阻的功能，使它有別與市面上普遍采用的離線法，可以更加快速而準確的電池組及各個單體電芯交/直流內(nèi)阻的動態(tài)變化，從判綹加的判斷電池是否失效。目前，大局部手機的工作電壓是3.6V左右，故需三節(jié)鎳氫電池芯。

5.新能源汽車高壓連接器在選材方面需要采用具備耐高溫性能的新材料，加之在密封、屏蔽和防水等要求上也比傳統(tǒng)汽車連接器高，因此成本相對而言成本也較一般工業(yè)用連接器高。