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金屬大電流連接器新能源汽車應用分析

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金屬大電流連接器新能源汽車應用分析

發布日期:2019-01-02 作者:劉豔華 點擊:

    對于金屬連接器,我們經常會看見在一些通訊、醫療等高頻電子行業看見用于信号傳遞;當然工業上、軌道交通等行業也用了大量的金屬連接器;小編最早的接觸也是源于工業的金屬連接器,金屬連接器按照形狀可以分為 圓形、矩形;按照頻率可以分為高頻和低頻。

    當然本文主要看電動汽車行業上金屬大電流連接器的應用,目前國内在主流的市場(乘用車市場)選擇更多的傾向于塑料的連接器,因其産品重量輕,成本較低等綜合因素,其實往後兩年成本會是決定性因素,但是不是意味金屬連接器就沒有任何市場,當然不是;金屬連接器在大電流(個人認為300安培以上)的傳導上與塑料相比有四個非常卓越的優點:

優秀的屏蔽性能

良好的散熱能力

較強的耐環境性能

安裝界面尺寸更小(同等級塑料産品)

優秀的屏蔽性能

    随着新能源汽車的發展,越來越複雜越來越多的電氣功能的堆積,整車的屏蔽性能要求也越來越高,對于高壓系統而言,線束的布置基本上可以設計合理,而高壓線束的電纜本身的屏蔽層的覆蓋率也已經普遍可以超過85%,對于這個系統的連接點的高壓連接器,其屏蔽性能的好壞就非常的重要,如果說屏蔽是一個由面到點的考量,那麼高壓連接器的屏蔽性能就是這個非常重要的點。

    對于塑料級的連接器,我們通常會采用金屬屏蔽罩的方式進行360°的連續屏蔽傳導;而對于金屬連接器而言,其通過自身的本體就可以進行直接傳導,而且風險更低,屏蔽電阻也會更小;按照大衆體系的标準要求,在整個産品的生命周期内,屏蔽連接的接觸電阻<10mΩ,現在行業内,大家普遍的要求<5mΩ;個人認為目前塑料連接器的屏蔽罩本身的屏蔽性能已經做的非常好了,更多的是要考慮在極端情況下的影響,以及是否還能保證屏蔽的連續性。

散熱能力

    大電流的連接器傳導,需要連接器本身具備非常好的散熱能力,而對于連接器而言,和防護及屏蔽一樣,需要考慮的還是三個點,其本身的溫度源也來自這三個區域:闆端連接區域、插合端、線端壓接區域;這三個區域如果處理不好,容易造成溫度過高,緻使材料發生變形等。

    因為傳導的電流較大,溫度較高是一定的,我們要求連接器的溫升<50K是沒錯的,但是實際上長期的大電流的緻使的局部溫度較高,如果塑料級材料還會在以端子為中軸線上形成溫度較高的内腔區域,因為塑料材導熱系數較小,和金屬相比,約為金屬的1/500~1/600,所以這會導緻連接器的内腔長期溫度較高,會産生一些列的問題風險;從這點來說,同等的電纜規格下,暫不考慮三點接觸的影響,金屬要比塑料的具備更為卓越的散熱能力。

較強的耐環境性能

     對于較為複雜的工況環境,我們需要高壓連接器具備非常優秀的耐環境性能,我們發現很多的高壓線束及連接器是直接懸挂地盤,離地面較近,這就會讓連接器經常出現在較為複雜的環境下,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,如果長期出現在潮濕悶熱環境下,其物理特性較高的吸水率會導緻材料本身的絕緣性能下降,引發報警故障。

    同樣對于極寒、高溫長期工況下,塑料也會出現脆裂、變形導緻防護失效等故障;很多時候連接器出現問題是在一些非常極端的條件下的,而這些條件很難通過試驗室的靜态測試分析得出,因為工況環境相對比較複雜,很難構建圍觀的數學模型用于測試。

    當然我們同樣需要考慮金屬連接器的耐鹽霧性能差的特點。Amphenol TPI 通過3~4年的市場應用及問題數據收集反饋,并不斷的分析完善産品,目前其Powerlok系列産品已經可以在其生命周期内滿足整車的各個安裝部位的環境要求。

安裝界面尺寸更小:

     因為少了屏蔽罩的原因,金屬連接器寬度尺寸可以做的更小,與塑料連接器相比基本上可以縮小10mm以上,在一些狹小的安裝空間,這點尺寸會顯得非常重要,pin數越多,該尺寸的優化越發的大。

    除了以上的幾個特點意外,金屬連接器還有很多其它的優秀的性能,暫不展開去說,目前金屬連接器的市場應用還是比較多的, 比如BMW上的ODU 的金屬連接器,再比如早期特斯拉的電池箱上的大電流連接器都選擇了金屬材質。

    本文所說的金屬連接器,主要是指其housing是金屬材料的,那麼這個一般是什麼材料呢?我們通常在金屬連接器的設計以壓鑄鋁合金或者鋅合金為主,當然鋁合金的會更多,因為相比而言鋁合金的重量更輕,壓鑄鋁機殼我們通常采用ADC12或者AISi10Mg。

    當然本文并不是要強調金屬連接器一定是要優秀于塑料材質連接器,希望通過文章能夠看見不同材質的連接器帶來的不同的物理和機械性能特性,從而可以幫助主機廠或者電池廠家在選擇連接器時,可以根據自身的應用技術要求、應用環境、車身部位、成本等綜合因素去考量選擇。想要了解更多關于大電流連接器相關信息可以直接訪問網站:http://www.hengcanggm.com/


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關鍵詞:大電流連接器

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