电动汽车高压连接器的技术特点

电动汽车高压连接器的技术特点

在新能源汽车的三电系统中，高压连接系统起着关键作用，就像血管系统有机整合人体各重要器官一样，电池是正确的.总负回路类似人体主动脉和主静脉，各系统回路类似人体各动脉.静脉和毛细血管是为了保证电动汽车的能量传递，安全.可靠运行的重要保证是不断将能量传递到各个系统。图6显示了高压连接系统与三电的关系。

2.1端子类型

目前，高压连接器可根据端子类型和结构进行分类。

1)方端子结构。采用冲压端子技术，这类端子成本低，模具要求高，模具成本投入高，40A以下小电流应用广泛，行业以下TE端子很有代表性。有一些日本人。.美国汽车公司大电流连接器采用方端子结构，住友.Yazaki等，车企如Tesla.丰田。

2)圆端子结构。与冲压端子相比，端子的成本更高。但由于采用加工生产方式，无需或模具投入较低，端子前期投资较少。更具代表性的产品TEHVA800系列.国内主流产品系列。

2.1.2按结构类型划分

根据安装方式，连接器结构可分为插头.插座，插头可分为线性插头.90°直角插头，插座可分为法兰插座.90°直角插座、线性插座等。

2.2高压互锁

高压互锁（HighVoltageInter-lock，简称HVIL），用低压信号管理高压电路是一种安全的设计方法。在高压系统的设计中，为了避免高压连接器在实际操作过程中断电.高压连接器一般应具备闭合引起的拉弧“高压互锁”功能。具有高压互锁功能的高压连接系统在连接和断开时应满足以下条件:高压连接系统连接时，先连接功率端子，再连接互锁端子；高压连接系统断开时，先断开互锁端子，再断开功率端子。高压互锁常用于高压电路，如高压连接器.MSD.在高压配电箱等电路中。

带高压互锁的连接器在带电时可以通过高压互锁的逻辑时序断开。断开时间与高压互锁终端和功率终端的有效接触长度差和断开时的速度有关。通常，系统对互锁终端电路的响应时间为10~100ms之间，当连接系统分离（拔出）时间小于系统响应时间时，会出现带电插拔的安全风险，二次解锁是解决断开时间问题。通常，二次解锁可以有效地将断开时间控制在1s以上，确保操作安全。

2.3二次解锁

二次解锁分为两种方式，一种是通过操作顺序实现，通过正常的相反方向或不同方向实现，如市场上的主流HVA800.HVC800系列高压连接器产品，连接器拔出时，助力板手与分离方向正好相反或不在同一方向，增加拔出时的响应时间，实现二次解锁功能。另一种是机械二次解锁功能。拔出连接器时，第一次只能拔出高压互锁端子断开的位置。在这种状态下，功率端子仍然有效接触。此时，由于高压互锁端子的分离，高压电路断开，然后通过二次操作将功率端子分离，从而满足两次解锁的功能要求。与操作顺序解锁相比，机械二次解锁安全性更高，但结构相对复杂。图9显示了二次解锁过程。

2.4锁止结构

连接器二次锁定结构（ConnectorPositionAssurance，简称CPA），卡扣结构用于增加连接器锁紧装置的强度。CPA能有效保护连接器插头.插座可靠连接，防止事故松动或接触不良引起的安全事故，CPA属于辅助锁止结构，是通过配合主锁止结构来满足可靠锁止的要求。CPA工作原理，当主锁止结构锁止时，CPA辅助锁止，主锁止结构不易受外部环境影响而松动（主锁止结构故障除外），解锁时需要解锁CPA能正常解开，能满足恶劣条件下使用的锁结构。

2.5端子辅助结构

连接器端子保持辅助结构（TerminalPositionAssurance，简称TPA）（图10）是一种用于端子二次保护和限位的结构，防止端子在外部拉力作用下脱落，导致线路中断，应用于环境恶劣或拉力较大的情况下。这种组成通常包括两种保持结构，一种是端子本身的保持结构，另一种是由于TPA保持结构。

2.6关键参数端子压接评价

端子压接是连接器行业核心的关键过程，评价端子压接效果主要由以下几点组成。

1)端子抗拉力。评价端子压接效果包括端子与线之间压接的最小抗拉强度。

2)端子电阻。评价端子压接效果包括压接电阻测试评价。

3)端子压接截面分析。切断、打磨、切割压接后端子压接有效区域(选择压缩最致密区域)的端面，然后用专业设备进行压缩比测试。放大约5~10倍时，压缩电缆铜线之间没有可见间隙，压缩比应控制在80%~90%。

4)端子温升。温升试验，一般要求温升不超过55K(不同的标准对应不同的要求，也有50K）。国标GB／T37133-2018的要求是55K。

5)端子压高压宽的定义。对于之前的测试OK后端子压高端子.压宽定义，并在工艺过程中进行CPK管控。

2.7.高压连接器的综合检测高压连接器和线束在线下生产过程中需要对产品性能进行综合检测。这种综合检测对检查产品质量起着非常重要的作用，一般包括但不限于以下测试项目。

1)耐压试验。主要针对产品在装配过程中是否存在空间或爬升距离变化引起的耐压不良，或在线束装配过程中线束压接或其他损坏引起的耐压不良风险。通常，这种测试需要100%的测试。

2)绝缘测试。主要针对产品在装配过程中是否存在空间或爬升距离变化引起的绝缘不良，或在线束装配过程中线束压接或其他损坏引起的绝缘不良风险。

3)电路导通。主要用于2组或2组以上电路，用于检测连接器组装后各电路是否一一对应。

4)气密性试验。适用于成品连接器或线束总成试验，施加47.8kPa气压，检测连接器的密封性，测试时间.泄漏值等参数可根据产品特点进行调整。

5)屏蔽电路测试。用于检测屏蔽电路中的电阻值，屏蔽电阻一般应小于10mΩ。综合模拟测试台（图11）可实现连接器的主要电气性能测试（绝缘）.耐压.导通等。)和气密性测试NG综合检测台程序锁定时，并伴报警灯闪烁，需要专人打开。OK唯一的条形码（二维码）标签可以自动生成并打印，以确保所有离线产品都经过测试和可追溯性