純電動汽車和插電式混合動力汽車一般采取超過300V的高電壓和幾百安培大電流,高壓回路是整車高壓電器系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,其可靠性、安全性關(guān)系到整車系統(tǒng)可靠甚至人身安全等,是新能源汽車安全運行的保障,重要性不言而喻。高壓連接器作為整車各功能模塊的連接及高壓回路的重要組成部分,對其準(zhǔn)確設(shè)計分析與選型對于電動汽車具有重要意義。
1、高壓連接器介紹
高壓連接器是一種借助于電信號或機械力的作用使電路接通、斷開的功能性元件,由固定端電連接器(以下稱插座),自由端電連接器(以下稱插頭)組成。
高壓連接器結(jié)構(gòu)一般包括:接觸對、密封圈、對接鎖止機構(gòu),支架,外殼,定位機構(gòu),高壓互鎖機構(gòu),屏蔽機構(gòu),絕緣結(jié)構(gòu)等。一般的端接方式有焊接、壓接、過孔連接、螺釘連接等。安裝方式也多種多樣包括面板式、電纜式、螺母式、穿墻式等。總體結(jié)構(gòu)上需要考慮操縱適宜性,包括操縱空間大小、防誤操縱結(jié)構(gòu)、連接到位指示等。內(nèi)部結(jié)構(gòu)需要考慮:接觸件的可拆卸性、接觸件的種類和結(jié)構(gòu)形式等。
對于高壓連接器使用性能,與低壓連接器有較大不同,高壓連接器的電性能、機械性能和環(huán)境性能上有較高的要求。主要包括以下方面:
1)電性能
電氣性能包括工作電壓、額定電流、內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體的接觸電阻、特性阻抗、電壓駐波比、屏蔽性能及抗干擾性能等。連接器的額定電壓必須大于設(shè)備的峰值電壓,一般需要按標(biāo)準(zhǔn)測試連接器的耐電壓、絕緣電阻、爬電距離等;同時確認設(shè)備的正常使用電流,連接器的額定電流必須大于設(shè)備的正常使用電流,有峰值電流時,需確認峰值電流的時間,一般需要按標(biāo)準(zhǔn)測連接器的端子接觸電阻、端子溫升、端子保持力、線纜壓接力、連接器鎖緊裝置強度等。為保證連接的安全性能,一般會通過高壓互鎖形成高壓控制回路,避免高壓回路斷開帶來的潛在隱患,需要整車控制系統(tǒng)的測試與標(biāo)定。此外高壓連接器EMC需求也日益突出,目前可要求帶屏蔽件設(shè)計,滿足360度屏蔽,要求屏蔽缺口小于2mm或用電磁密封襯墊,一般需要按標(biāo)準(zhǔn)測屏蔽效能等。

2)機械性能
機械能能主要包括振動沖擊、機械壽命、單孔分離和總分離力等。一般會評估產(chǎn)品的使用次數(shù),連接、鎖緊方式是否可靠等。車內(nèi)高壓連接器作為不經(jīng)常拆卸的部分,一般定義插拔可在50次以上,以判斷連接器的機械壽命是否符合要求。
3)環(huán)境性能
環(huán)境性能包括溫度、濕度、振動、沖擊、鹽霧、灰塵及密封性能(包括水壓、淋雨)等。首先需要確認設(shè)備的最大環(huán)境溫度,連接器的工作溫度必須大于設(shè)備的環(huán)境溫度加上通額定電流時的端子溫升。而連接器標(biāo)的工作溫度是否符合,需要按標(biāo)準(zhǔn)測試連接器的老化、溫度與濕度、高低溫沖擊等。高壓連接器的環(huán)境耐受性能方面,IP防護性能的影響最大。一般采取水密性測試或氣密性測試的方式來予以驗證。氣密性測試對產(chǎn)品不產(chǎn)生負面影響,目前普遍被采用。此外阻燃性能能否滿足標(biāo)準(zhǔn)也是一項重要安全指標(biāo)。