新能源汽车高压连接器接触对浅谈01

来源：•作者：•2021-06-16 14:18

市场上的典型代表

新能源汽车离不开高压连接器，而无论哪种连接器都离不开接触件（不包含其它行业哈）而接触件里面的簧体是非常重要的零部件，算是核心部件；但让人比较悲观的是这么小的一个零部件，国产的连接器当中我至今没有发现一个可以拿的出手，性能稳定的产品（综合来看，不喜勿喷），当然这个和基础材料、设计学、仿真学等很多综合学科有关联；多一句嘴，对于整车而言，我们看看充电插座里的这个簧体就可以判断它的好坏了，相比车身其它的高压连接器，因为它的插拔频率更高，对于性能的稳定性要求更为严苛（这是宇通的朋友和我聊的，我觉得有道理）；

市场上这种簧体设计方式很多，我罗列了比较有代表性常见的几种，

插片式

比如以KOSTAL、TYCO小电流为代表的插片（或者叫开片）式结构，其实我们不谈其它行业，在新能源汽车行业里，这种插片式的方式最早的在日美的混动车型里非常的常见，比如早期住友就给普锐斯的车型做过这种方式，再比如特斯拉的早期车型的电池输入口也是这种方式、包括宝马混动7系上的Kostal产品；但是把这种方式做成系列化的，我只看见了kostal这么干过，泰科在一些小电流的领域也系列化的用过这种方式；国内同行做这种方式的也比较多；这种方式在其它行业很多应用，在汽车上一般小电流的接插件应用比较多,之前和同事聊认为，这种方式在车辆上使用最高不要超过200A；这种方式优点在于成本比较低廉，插拔力较小，不足的是无法耐受大电流；

冠簧式

市场上用的最多的还是片状的簧式为主（Crown Band)，按照这个成型的形状有冠簧、扭簧等，比如最为典型的代表就是安费诺的“RADSOK”系列产品，这种片式簧状产品大多数由铍青铜制作，这也是电连接器行业里最为常用的材料，铍青铜因为其较高的弹性、强度、无磁性、以及良好的导电性能被誉为“有色金属弹性之王”，纯铜的本身弹性比较差，导电性能也一般，所以在通常铜合金的材料都是需要镀上一层贵金属来实现可靠电连接，当然还有中间的过渡层，这个我们下面说；这种片簧式的结构市场上非常多，早在新能源汽车行业出现之前就已经在其它行业大量的使用，但是当我们把它带到汽车行业时，我们发现原本的使用要求已经发生变化，比如原来可能相对是静态的使用场合，定期维护更换保养都比较方便，但是用到汽车上，工况就要复杂的多，甚至像充电接口需要频繁的插拔，电流又非常的大，温度较高，加之市场研究较少，所以前两年我们会在市场发现充电插座的簧片及公端的插针磨损的“咬痕”非常的厉害，磨损的尘积也非常多，这都造成了非常高的接触电阻，随着一段时间使用，各种灰尘积累、蠕变效应加之金属材料受力的应力释一些重载大功率的瞬间电流完全会瞬间烧掉融掉材料；所以汽车行业的大电流的连接器的片簧应用设计不能按照传统的工业、轨道或者其它行业同等考量，因为外部的环境更为复杂；

线簧式

如果说片簧和线簧都是弹性接触，那么线簧的优点是其有更多的接触点，因为它是通过金属丝缠绕拉紧等非常复杂的工艺完成，所以其受力也更为均匀，线簧结构的出现也解决了大电流行业里点和点接触不可靠的问题，当然其复杂的制造工艺也导致其高昂的成本，对于接触而言，我们通常会说其有效的接触面积越大越好，其实因为接触是两个零件的事情，所以我们除了考虑其接触面积，我们还需要考虑其插紧力，因为这个力的大小也会对接触的电性能产生很大的影响，接触力太大会影响材料的寿命，做过这方面设计的朋友都会知道，当你的接触力超过其喉园的最大弹性点时就会降低其使用寿命，严重的会影响表面镀层，也不利于插拔，如果多芯就更难插拔了；但是如果你接触力过小，真正刺破氧化层的有效接触点减少，实际有效接触面积较少，形成较大的接触电阻，随着温度的上升，使用时间的加长，都会诱发潜在的风险；

上面三种方式是用的最多的，也是较为常见的；接下来我们聊聊另外几种方式；

“拉钩式”和”表带式“

”拉钩式“是我自己起的名字，这种方式是APP（Anderson power)的专利方式，当然就像安费诺的RADSOK在国内被抄袭了很多一样，随着APP的连接器在一些低端的新能源汽车或者一些电动叉车等行业的逐步应用，国内抄袭的也比较多，而且价格更为的便宜，因为其结构相对也比较简单，这种方式用在电力、工业或者其它行业比较多，因为手上没有APP的大电流的测试数据，所以不好判断其大电流的接触会如何，但是在几十安培的电流下，从其测试数据来看还是不错的；

表带式“Multi®- Contact）

这个是MC自己开发的一种专利方式，通过其公布的测试数据来看，还是非常靠谱的，但是因其制作结构复杂，所以目前没怎么看见有多少模仿的，毕竟当下的汽车市场，从1级到2级基本上都沦为了”成本为王“的时代，好事还是坏事无法评判，只能让市场和时间来评判了；MC最为工业连接器的巨头，最初开发出来也是基本上用在了大量的工业和电力工业，但是最近我们通过国外展会上的资料发现，其最近开发出的电机三相连接器也把其看家的”表带式“（Multi®- Contact）产品用在了其连接器上，因为在国内市场还没有见过，是否适合当下国内市场，就需要市场检验了；

弹簧触指式

这种方式在电力行业，甚至开关电器行业里面大量的使用，用到汽车上并且作为接触或者屏蔽件的也就是这几年的事情，代表的厂家就是瑞典的baumanncontact™和美国的BALSeal contact™，而把其用在接触的最为代表的连接行业当属罗森博格了，这种方式我早在两年前已经接触，其优点是有较多的可靠接触点，插拔力较低、还有一点其圆周式的弹簧接触抗震性能比较好；但是其成本也相对较高，就我个人而言，更喜欢将它用到屏蔽环节当中去，如果设计合理，它可以碾压目前的普遍的屏蔽方式，其实连接器最为一个小零部件，其自身的屏蔽其实被严重忽略了，行业里，目前了解到正在对这块有严格要求的主机厂也很少，因为其测试成本昂贵不说，本身屏蔽也是一个系统级的事情；

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