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谈一谈浅析影响汽车连接器端子导电性能的因素


[ 摘要] 现代社会经济的稳步增长和科学技术的速进步下,我国汽车行业正在飞速发展,其整体技术水平得到速提升。从汽车的内部结构角度来说,汽车连接器端子是传导电流、进行多项信号传输的关键性部件。而在进行汽车连接器端子生产过程中极为容易受到多种因素的影响而使其导电性能下降,主要包括结构的设计、端子生产所使用的材料、表面镀层和端子弹片正压力以及尾部压接工艺等因素。本篇文章主要针对汽车连接器端子导电性能影响因素进行仔细分析,首先介绍汽车连接器及端子的发展,再针对影响汽车连接器端子导电性能的因素做出简单分析, 以期能够为汽车连接器端子导电性能相关技术改进提供一点参考。防水连接器厂家的最新消息可以到我们平台网站了解一下,也可以咨询客服人员进行详细的解答!http://www.szconnectorworld.com/


[ 关键词 ] 汽车连接器;端子;导电性能;影响因素

[ 中图分类号 ]U46362 [ 文献标识码 ]A

引言

伴随着在科技速进步,汽车产业不断升级,生产技术水平也速提升,汽车性能的改进和各项技术的进步下,对汽车连接器等零部件质量和性能也提出了新的要求。汽车连接器是汽车内部结构中配电与控制系统的重要组成部分,其主要功能在于电力能源传输和信号控制,是汽车当中的基础电子元件。同时也是主要结构组成之一,生产端子的材料品种较为多样,这也使得其常常受到原料素材、性质影响,导致导电性能不畅而影响连接器稳定性,这就需针对汽车连接器端子导电性能相关影响因素做出仔细分析和全面掌握,以便于对连接器端子性能进行化, 从而使汽车连接器获得更强的稳定性,从整体上提高汽车驾驶的安全性。

1 关于汽车连接器和端子

汽车连接器为由插头或插座组成并配置在保护套的组合汽车零部件,其在汽车内部结构当中所起到的是传输电流和控制信号以及传递信息功能,其形式和结构会依据内部结构要求而进行差异性设计,但其主要组成部分包括附件、外壳、插针插孔及端子。事上,作为电子终端, 其是现信号、电流传递和交换的元件单元,汽车连接器被广泛应用于汽车、通讯和消费电子以及国防军工等多项领域,通常应用较为广泛的汽车连接器主要由端子、护套、卡纸共同组成,其中密封性连接器还会包括密封圈和防水栓。从结构要素角度来讲,汽车连接器是由基础界面、接触涂层、接触弹性元件和连接器塑胶本体构成,连接器除了其塑胶的本体材料组成之外,其余个构成要素都是由端子决定的,也就意味着端子是确保电连接和信号传输的核心部件,其机械性能和电性能以及抗振动性能方面都有着极高且极为严格的标准。而且伴随着端子稳定性与安全性要求的不断增长,汽车连接器端子在啮合结构设计与材料涂层等几个方面都在不断的进步。

汽车连接器端子的连接主要是建立在公母端对插基础上,而不同行业之间所采用的连接器端子需要结合其际要求和使用环境以及特点来予以设计,即使应用较多的设计也会存在一些微小的差异。

我国是于上世纪 70 年代方才引进了汽车连接器,彼时主要是由插接工艺替代原有的螺栓压接工艺,并逐步开始扩大市场应用范围,并且随着汽车制造业的速进步与智能化技术、新能源技术的引入,汽车连接器已经从低压连接器逐步向高压连接器和高速传输连接器方向发展。但在整车上应用较多的仍然是低压连接器,其中端子形式主要为片形端子形式 [1]。

按照汽车连接器端子功能区域的划分,主要包括压接区、过渡区、自锁区结合区域,而其中结合区是公母端子对插结合的重要位置,也就是端子啮合系统所处的位置。如图 1 所示:



图 1 端子各功能区示意图

具体来讲,其形式又存在一定的差异,端子啮合结构是决定端子弹片结构以及插拔力和基础电阻的重要因素。

2 影响汽车连接器端子导电性能的相关因素分析

首,汽车连接器端子结构设计因素。

对汽车连接器端子传输功能的满足是端子在设计之前所必须要遵守的基础。端子设计与际生产成本需进行严格的控制,这也导致端子在际生产当中需要对原料使用量进行必要的压缩。而通过对其设计生产过程的分析不难发现,端子存在一个瓶颈结构,而这一瓶颈结构是端子导电面当中的一处截面结构,其对载流能力会产生很大的影响,进而对端子导电性能产生影响。一般来讲,对于汽车连接器端子导电面会提出两个基本标准,其一是为了保证插针、插孔端子异基础性能,需要插针端子表面保持高度的光滑,其粗糙度通常不可超过08;其二,汽车连接器比较重要的功能是进行电流的传输和信号。因此, 插针设计时,其截面积需要大于压接电缆截面积,所以在进行设计生产过程中,针对截面必须要进行妥善的处理和控制,以确保端子导电性能的完好。端子结构如图 2 所示:



图 2 插拔式接线端子图示

(图片来自于深圳市安泰珂电子有限产品)

第二,汽车连接器端子所采用的材料。

当前,按照我国国内汽车生产水平而言,汽车连接器生产行业当中端子生产时所选择的材料需要从经济性以及功能性角度去慎重选择,端子在际生产时所使用的原料通常包括两类,即铜、铍青铜, 其物质性质和特性有着明显的差异,从这两者的导电性能角度来说, 一般情况下导电性能对比当中,铜要远超过铍青铜,两者弹性相比之下,铍青铜要比铜更具势,因为插头端子和插座端子在结构上有所区别,所以电流在 50A 以内的连接器插头端子生产中,铜材料较为适用,其能够有效保证导电性能。而插座端子一般为插孔端子, 也就是母端子,在组成结构上一般会包含两个部分,其一是一个弹性簧片零件,而另一个则是包裹弹性簧片的铜机 + 端子,如此既能够确保插孔弹性基础,同时也能够保证端子良好的导电性能 [2]。

通常在连接器插头插座插合时,需注意保持插针端子与插孔端子良好的基础性,要能够满足汽车颠簸状态下保证插针端子与插孔端子稳定性状态,并满足连接器振动冲击要求,而为了达到这一要求,弹性簧片零件需要进行热处理,以提高簧片的弹性,降低弹性疲劳。

第,表面镀层因素的影响。

目前汽车连接器端子生产过程中所应用常见电镀工艺主要为镀锡,而这种镀锡工艺会存在几点缺陷:

首先,如将镀层的锡通过高温加热或存放时间过长,即使室温环境下也会使镀层的锡可焊接性大幅度下降,其接触电阻也就随之上升, 而导致出现这种情况的主要原因在于镀层和基础金属之间出现金属互化物,再通过高温加热或长时间存放后会产生一定的氧化作用 [3]。

其次,汽车连接器镀层金属材料与镀金属两者相对比较而言,汽车连接器镀层接触材料表面有着更大的摩擦力,这也使得汽车连接器插入力也随之增大,在使用多线连接器时,此缺陷会更加突出。所以, 在对汽车连接器进行电镀时需要采取现代新电镀工艺,以提高镀层处理水平,在连接传输这个功能得到现的同时也要保证连接器插入力的减小。如目前应用较多的镀金工艺是有着较高完成度和效果相对较好的电镀工艺,从微观物理层面解释,不存在完全不具备摩擦力的物体,而外表上看上去,光滑的物体,其表面在显微镜下仍然呈现出不导电氧化膜或者属于其他类型的薄膜层,因此,在接触中只有少部分膜层能够被压迫,或发生电压击穿,也就可以解释为只有部分才能够现质上的电接触,通常业内将与此点接触位置称之为导电斑点, 而大多数接触都需借助膜层来予以现 [4]。因此,电流在通过基础零件剪接口时,往往会出现导电斑点,此时电流会逐渐向部分较小导电斑点汇集,所流动的电流线,再通过导电斑点周围时,会产生收缩现象,而这种收缩现象产生后,电流流经路径会延长,而这一情况就会导致导电面积的下降,使其周边产生一种附件,电阻则被称为收缩电阻,为保证端子传输性能的增强,需提高端子表面光滑度。而依据当前技术水平来讲,进行镀层品质是否真正达到相关标准的检测方法主要包括两种:其一是检测镀层厚度,其可以根据镀层厚度的控制来判断镀层是否满足要求达标,其二是借助盐雾验检测镀层 [5]。

第四,尾部压接因素。

汽车连接器端子导电性能水平主要决定于压接品质,端子压接品质又会受到压接啮合结构长度、压接高度所控制。相比较来讲,压接紧密性与压接松散的端子的不同体现在:压接紧密的端子论是在机械强度还是在导电性方面都远超松散的端子,可以看出,需要严格进行压接横截面大小的控制,大多数外在因素都会对端子导电性能、导线压接效果产生一定程度上的降低影响,而论是何种类型的端子, 其对应线径均是在某一范围或某一功能方面产生影响,但线径会直接决定压接品质 [6]。

从导线角度来说,国内外相关导线产品都有着其自身独特的特点, 而在际生产过程中,导线的生产主要需要按照以下几点要求:其一, 导线的线径要保持与端子尾部的高匹配性;其二,导线剥头长度需要做到合理控制,要保持恰当,不可过长或过短;其,压接模具的选择必须要做到谨慎且精准,其四,端子压接后,需做拉脱力验检测, 所运用的端子压接检验的方法是针对端子压接剖面、端子拉脱力来予以检测,对其剖面进行检测能够现对压接效果进行直观判断。而压接后,需要确保其不会出现漏铜丝或触底等情况,此测验可判断端子压接牢固性水平是否达到标准要求 [7]。

第五,端子弹片正压力因素。

当插头端子或插座端子的接触表面垂直于接触表面时,会出现一种力,称为端子弹片正压力。

可以说,端子弹片正压力是影响汽车连接器性能的重要因素,原因在于端子的插入力和导电性能会直接受端子弹片正压力影响。端子在际应用过程当中,端子与端子之间的插入力控制不稳定是当前所面临的重要技术难题之一,主要原因是因为端子弹片正压力不稳定, 会影响段子基础面电阻,使其逐渐增大,导致端子温度上升,比较后就会对汽车连接器造成损坏,致使其失去导电性能,甚至会由于高热量且持续递增而引发汽车烧毁 [8]。

汽车连接器的基础电阻会直接受到端子弹片中压力的影响,根据车用电线束插接器的相关标准要求,接触电阻主要指的是汽车连接器连接触点间所具有的电阻值和端子本身的固有电阻,以及因导体压接而产生的电阻,另外还包括参考点电线所带有的电阻、插头端子和插座端子谈片在相互接触过程中所产生的电阻,这些电阻都属于接触电阻。而端子的材料和性质直接决定了固有电阻产品的压接品质,又直接影响压接电阻。导线自身所具有的性质决定了参考点电线处的电阻插头端子和插座端子的弹片在际接触过程中所产生电阻,对端子的导电特性会产生直接的影响,并对温升数值产生一定影响 [9]。所以, 在设计和生产过程当中,需要充分进行这些因素的全面考虑,尤其要重点注意端子弹舌弹性,其是决定端子正压力的因素,这一数值会受弯折半径 R 和弹舌自身的悬臂长度 L 来决定。

3 结束语

结合上述文章内容所述,当前我国汽车连接器片形端子的选型和际应用过程中插拔性能以及机械性能综合性相对较好的弹性端子应用开始逐渐增多,对于一些较为苛刻的运行环境,可提供良好高温耐久性,随着汽车行业发展,连接器端子在未来会逐渐向小体机高精度、载流能力更强的方向发展。但汽车连接器端子的导电性能仍然会受到多种因素的影响,包括端子设计和材料的选择,以及结构设计合理性、产品的压接等等。所以,在进行汽车连接器端子的设计和生产过程当中,要从多角度去重点考虑这些影响因素所可能存在的原因,以确保汽车连接器端子生产的质量和导电性能,只有如此,才能够提高汽车运行的安全性与稳定性。

参考文献

[1] 肖飞浅析影响汽车连接器端子导电性能的因素 [J] 数字化用户 ,2022,02(12):121

[2] 毛建伟 , 王文玲 , 陈磊 , 等铜合金特性对汽车连接器端子品质的影响 [J] 汽车电器 ,2022,2(5):3

[3] 王彦波 , 王奇 , 王志广影响汽车连接器电流传输的因素分析 [J] 汽车电器 ,2022,10(12):2

[4] 华巍 , 宫小北某型连接器导电连接失效原因及改进效果分析 [J] 机电元件 ,2022,38(4):3

[5] 赵海燕 , 李彬浅谈几种接触件在新能源汽车高压连接器上的应用 [J] 中小企业管理与科技 ,2022,21(16):5

[6] 王武军 , 王荣喜 , 呼延颋汽车连接器端子夹紧力控制方案研究 [J] 汽车电器 ,2022,5(8):3

[7] 曹阳新能源汽车连接器专利分析 [J] 机电信息 ,2022,8(12):2

[8] 邵丽娜 , 贺占蜀 , 张启宵浅谈电连接器接触件接触压力 [J] 汽车电器 ,2022,000(012):67-68

[9] 王国旭试析几种常用接触件在新能源汽车高压连接器上的应用 [J]2022,12(21):78
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