試析幾種常用接觸件在新能源汽車(chē)高壓連接器上的應用

摘要：連接器在作為利用電路光通道接通、斷開(kāi)、轉換的常見(jiàn)的功能元件，在新能源汽車(chē)中應用廣泛并且作用巨大，本文就借助作者的實(shí)際經(jīng)驗，總結了其對應的幾種常用接觸件在對應的高壓連接器中的一些具體的應用經(jīng)驗，就其接觸件的材質(zhì)、性能、結構要求進(jìn)行了相應的論述，并且綜述了影響其可靠性的相關(guān)因素，而且還針對性的簡(jiǎn)述了對應的選用接觸件的原則。籍此為該型設備的具體應用提供幫助。

關(guān)鍵詞：幾種常用接觸件；新能源汽車(chē)；應用；高壓連接器

引言：連接器在每個(gè)汽車(chē)上都有應用，該設備利用電、光等信號借助其控制相應的機械力連接、斷開(kāi)、轉換，進(jìn)而實(shí)現相應的電路或光通道轉換的一種功能性元件，并且借助ECT電、光信號還可以有效的預防其信號失真以及相應的能量損耗，進(jìn)而保證轉換的效率。同時(shí)，連接器在新能源汽車(chē)中高壓連接器的應用也多是應用在其終端應用領(lǐng)域，進(jìn)而提升對應的傳輸靈敏性能，同時(shí)該設備的先進(jìn)性也將影響汽車(chē)傳輸技術(shù)的發(fā)展水平。

一、接觸件在新能源汽車(chē)高壓連接器上應用的背景

近幾年，世界污染加劇，為應對這一嚴峻形勢，我國進(jìn)而倡導綠色發(fā)展，汽車(chē)領(lǐng)域也不例外，進(jìn)而促使新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)也是取得顯著(zhù)進(jìn)步。而在這一產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，高壓連接器作為核心元部件之一，作用巨大，發(fā)揮著(zhù)無(wú)與倫比的價(jià)值，在新能源汽車(chē)的整車(chē)、充電設施中都有應用。該設備主要有接觸件、絕緣體、殼體、附件等部分組成。在這些部件中，接觸件是其核心，并且也肩負著(zhù)線(xiàn)路、系統在行駛中的光、電等信號的連接，所以可以看做是其中樞部件；而絕緣體時(shí)絕緣保護作用，主要就是隔絕外部環(huán)境；外殼則是固定以及輔助保護，甚至是被當做基座；最后的附件則涉及較為廣泛，需要根據具體的應用需求來(lái)針對性設置，當然主要還是輔助完成對連接線(xiàn)纜或者是其他部件的保護，并且這也是保證滿(mǎn)足工作環(huán)境要求的重要輔助單位。

而實(shí)現連接功能的是其中心的接觸件，任何接觸不良都是出現故障的源頭。本文總結發(fā)現，新能源汽車(chē)中系統失效或故障的誘因中，超過(guò)七成是因為該型元器件的失效而導致的，而在這其中，超過(guò)四成是因為接觸失效，由此可見(jiàn)接觸件在新能源汽車(chē)中的重要性。

二、幾種接觸件的材質(zhì)、性能和結構要求

本文作者一直致力于新能源汽車(chē)中的高壓連接器相關(guān)方面的研究。在研發(fā)中，不僅要規避同類(lèi)專(zhuān)利，還需要尋找適合的零部件。而這其中的核心結構就是其接觸件，對于它們而言，特別是其插孔的結構、性能、材質(zhì)對于相應的性能影響顯著(zhù)。

（一）接觸件的結構

新能源汽車(chē)的連接器總體而言結構不算復雜，基本上都是使用金屬外殼的圓形連接器，并且隨著(zhù)近年各種工程材料的發(fā)展，塑性連接器也是較為普遍。但其基本構造基本相同，一般都是包括插針和插孔兩部分，通過(guò)插合實(shí)現連接。一般使用的插針為了追求其連接性能，基本上都是采用剛性插針，彈性插孔。當然對于一些存在特殊需求的接觸件還需要鍍層處理，鍍銀或鍍金居多。

（二）電連接器接觸件的性能

基本性能有電氣、機械、耐環(huán)境這三個(gè)。其中前者都要滿(mǎn)足接觸電阻、絕緣耐壓、絕緣電阻這三方面的需求，這也是保證光、電信號的可靠傳輸的保障。而機械方面則需要考慮插拔力、機械壽命方面的因素。大多數的該型構件其整體壽命多是插拔50次。

（三）電連接器接觸件的材料

插針和插孔材料的選取首先就要保證其具有較高的機械強度，其次，為防損傷以及松動(dòng)；接觸力也要較強，同時(shí)插孔材料還需要保證其具有較高的彈性。二者的抗疲勞性，加工成型性能都需要有一定的保證，目前選用的插針材料多是黃銅。

三、影響接觸件可靠性的因素

（一）接觸形式

接觸形式有點(diǎn)、線(xiàn)、面三類(lèi)。通常都是點(diǎn)接觸。但當其范圍擴大到一定程度既是線(xiàn)或面接觸。相對而言，接觸點(diǎn)越多，其對應的接觸電阻就會(huì )更小，實(shí)際的使用效果也會(huì )更好。

（二）接觸壓力

一般，所有的接觸形式下瞬時(shí)產(chǎn)生的接觸電阻都較大。而隨著(zhù)其接觸面積以及相應的點(diǎn)數目的增加，因為對應的接觸電阻不斷的降低，瞬時(shí)電壓也就會(huì )被減小。這其中，插孔彈性結構的選材尤為重要。

（三）溫度影響

當接觸的工作溫度上升到一定程度的時(shí)候，插針和插孔材料的硬度就會(huì )隨著(zhù)溫度的升高而降低，但接觸電阻越小，這一問(wèn)題也就越不明顯；較高的溫度會(huì )使二者的接觸表面加速氧化，進(jìn)而使其老化加劇，所以需要進(jìn)行一定的抑制。

（四）腐蝕金屬的物質(zhì)

有化學(xué)、電化學(xué)腐蝕兩種。多是因為外部環(huán)境污染造成這一問(wèn)題，這類(lèi)污染物質(zhì)會(huì )使金屬表面出現氧化物層，這樣就會(huì )造成其對應的接觸電阻升高。

（五）材料性質(zhì)

插針和插孔材料的性質(zhì)對于最終接觸件的使用效果以及壽命都是影響顯著(zhù)，二者的性能可以包括材料的電阻率、硬度、化學(xué)、高溫等方面的相關(guān)性能。這其中，最直接的影響因素就是材料的電阻率。其次的影響因素既是硬度。

（六）表面質(zhì)量

相比較而言，平整且較為粗糙的接觸面，可以有效的增加二者的接觸點(diǎn)數量，并且摩擦力也較大，可以有效的去除氧化層，這樣就可以有效的降低接觸電阻。

四、新能源汽車(chē)中常見(jiàn)的接觸件的特點(diǎn)分析

（一）接觸件的特點(diǎn)分析

電連接器的可靠性和自身的內部結構息息相關(guān)，這其中接觸件就是核心。插針和插孔是接觸件的主要結構，當然為了達到預期的電氣、耐受性、可靠性，選用種類(lèi)也至關(guān)重要。

新能源汽車(chē)具體應用的高壓連接器對應的使用要求相對而言較多，因為為了針對其應對可能會(huì )出現的各種不可預知的工況條件，我們所選用的接觸件的基本性能以及結構都需要具有一定的針對性，其具體的選用結構特征如表一所示。當然如果插針的結構基本相同，但是對應的制作材料也是會(huì )存在一定的差別，在我國其基本材料多是使用銅或銅合金；對應的幾種插孔形式如表二所示。并且表二也簡(jiǎn)述了相應的主要特點(diǎn)。

表一  接觸件的基本結構特征

表二  接觸件的特點(diǎn)匯總

（二）接觸件的選擇

以上三種類(lèi)型的插孔就是選用接觸件最基本的條件，新能源器汽車(chē)對于以上三種插孔形式總體而言是都比較適合。但大多數情況下多是需要根據客戶(hù)的實(shí)際需求按照他們給定的尺寸來(lái)生產(chǎn)或者定制相應的連接器。并且機體的材料也不一定都是銅或銅合金，鈹青銅，鍍銀的插件現在也已經(jīng)較為常見(jiàn)，所以集中接觸件的選擇也是需要根據實(shí)際的需求針對性選用。

五、總結

新能源汽車(chē)用高壓連接器選用的接觸牛胃需要再相對惡劣的工況條件下工作，件是一個(gè)非常謹慎的過(guò)程。通常情況下，我們首先要保證去應用的可靠性，其次還需要考慮經(jīng)濟性、工藝性等相關(guān)因素，根據顧客的實(shí)際需求，有所取舍。當然隨著(zhù)這型技術(shù)的逐漸成熟，相應的未來(lái)追求性能，連接器的質(zhì)量以及性能要求也會(huì )逐漸的改變，高性能，低成本成為重要的發(fā)展趨勢。這也是研發(fā)高可靠的電連接器的最終追求。

參考文獻：

[1]王永安.電動(dòng)汽車(chē)連接器的冠簧插孔設計及有限元分析[D].河南科技大學(xué),2017.

[2]趙輝.一種高壓大電流連接器的設計[J].汽車(chē)電器,2018(04):1-5.

[3]楊康,方海峰.淺析高壓互鎖回路的設計方法[J].機電信息,2018(21):107-108.

[4]駱燕燕,馬旋,李曉寧,王振.航空電連接器熱循環(huán)試驗與壽命預測[J].中國機械工程.2018(03):333-339.

[5]袁齊坤,張義煒,許弘治.一種新型高壓旋轉接頭結構的研究[J].通訊世界.2018(02):229-230.