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金属大电流连接器新能源汽车应用分析

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金属大电流连接器新能源汽车应用分析

发布日期:2019-01-02 作者:刘艳华 点击:

    对于金属连接器,我们经常会看见在一些通讯、医疗等高频电子行业看见用于信号传递;当然工业上、轨道交通等行业也用了大量的金属连接器;小编最早的接触也是源于工业的金属连接器,金属连接器按照形状可以分为 圆形、矩形;按照频率可以分为高频和低频。

    当然本文主要看电动汽车行业上金属大电流连接器的应用,目前国内在主流的市场(乘用车市场)选择更多的倾向于塑料的连接器,因其产品重量轻,成本较低等综合因素,其实往后两年成本会是决定性因素,但是不是意味金属连接器就没有任何市场,当然不是;金属连接器在大电流(个人认为300安培以上)的传导上与塑料相比有四个非常卓越的优点:

优秀的屏蔽性能

良好的散热能力

较强的耐环境性能

安装界面尺寸更小(同等级塑料产品)

优秀的屏蔽性能

    随着新能源汽车的发展,越来越复杂越来越多的电气功能的堆积,整车的屏蔽性能要求也越来越高,对于高压系统而言,线束的布置基本上可以设计合理,而高压线束的电缆本身的屏蔽层的覆盖率也已经普遍可以超过85%,对于这个系统的连接点的高压连接器,其屏蔽性能的好坏就非常的重要,如果说屏蔽是一个由面到点的考量,那么高压连接器的屏蔽性能就是这个非常重要的点。

    对于塑料级的连接器,我们通常会采用金属屏蔽罩的方式进行360°的连续屏蔽传导;而对于金属连接器而言,其通过自身的本体就可以进行直接传导,而且风险更低,屏蔽电阻也会更小;按照大众体系的标准要求,在整个产品的生命周期内,屏蔽连接的接触电阻<10mΩ,现在行业内,大家普遍的要求<5mΩ;个人认为目前塑料连接器的屏蔽罩本身的屏蔽性能已经做的非常好了,更多的是要考虑在极端情况下的影响,以及是否还能保证屏蔽的连续性。

散热能力

    大电流的连接器传导,需要连接器本身具备非常好的散热能力,而对于连接器而言,和防护及屏蔽一样,需要考虑的还是三个点,其本身的温度源也来自这三个区域:板端连接区域、插合端、线端压接区域;这三个区域如果处理不好,容易造成温度过高,致使材料发生变形等。

    因为传导的电流较大,温度较高是一定的,我们要求连接器的温升<50K是没错的,但是实际上长期的大电流的致使的局部温度较高,如果塑料级材料还会在以端子为中轴线上形成温度较高的内腔区域,因为塑料材导热系数较小,和金属相比,约为金属的1/500~1/600,所以这会导致连接器的内腔长期温度较高,会产生一些列的问题风险;从这点来说,同等的电缆规格下,暂不考虑三点接触的影响,金属要比塑料的具备更为卓越的散热能力。

较强的耐环境性能

     对于较为复杂的工况环境,我们需要高压连接器具备非常优秀的耐环境性能,我们发现很多的高压线束及连接器是直接悬挂地盘,离地面较近,这就会让连接器经常出现在较为复杂的环境下,耐高温、低温、老化、盐雾、油污、防护、冲击等这些要求连接器都需要做的非常出色,塑料因为材料本身的物理特性原因,如果长期出现在潮湿闷热环境下,其物理特性较高的吸水率会导致材料本身的绝缘性能下降,引发报警故障。

    同样对于极寒、高温长期工况下,塑料也会出现脆裂、变形导致防护失效等故障;很多时候连接器出现问题是在一些非常极端的条件下的,而这些条件很难通过试验室的静态测试分析得出,因为工况环境相对比较复杂,很难构建围观的数学模型用于测试。

    当然我们同样需要考虑金属连接器的耐盐雾性能差的特点。Amphenol TPI 通过3~4年的市场应用及问题数据收集反馈,并不断的分析完善产品,目前其Powerlok系列产品已经可以在其生命周期内满足整车的各个安装部位的环境要求。

安装界面尺寸更小:

     因为少了屏蔽罩的原因,金属连接器宽度尺寸可以做的更小,与塑料连接器相比基本上可以缩小10mm以上,在一些狭小的安装空间,这点尺寸会显得非常重要,pin数越多,该尺寸的优化越发的大。

    除了以上的几个特点意外,金属连接器还有很多其它的优秀的性能,暂不展开去说,目前金属连接器的市场应用还是比较多的, 比如BMW上的ODU 的金属连接器,再比如早期特斯拉的电池箱上的大电流连接器都选择了金属材质。

    本文所说的金属连接器,主要是指其housing是金属材料的,那么这个一般是什么材料呢?我们通常在金属连接器的设计以压铸铝合金或者锌合金为主,当然铝合金的会更多,因为相比而言铝合金的重量更轻,压铸铝机壳我们通常采用ADC12或者AISi10Mg。

    当然本文并不是要强调金属连接器一定是要优秀于塑料材质连接器,希望通过文章能够看见不同材质的连接器带来的不同的物理和机械性能特性,从而可以帮助主机厂或者电池厂家在选择连接器时,可以根据自身的应用技术要求、应用环境、车身部位、成本等综合因素去考量选择。想要了解更多关于大电流连接器相关信息可以直接访问网站:/


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