新能源汽車領(lǐng)域關(guān)于金屬大電流連接器的應用

?對于金屬連接器，我們經(jīng)常會看見在一些通訊、醫(yī)療等高頻電子行業(yè)看見用于信號傳遞；當然工業(yè)上、軌道交通等行業(yè)也用了大量的金屬連接器；我最早的接觸也是源于工業(yè)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(yè)上金屬大電流連接器的應用，目前國內(nèi)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，因其產(chǎn)品重量輕，成本較低等綜合因素，其實往后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(yōu)點：

優(yōu)秀的屏蔽性能

良好的散熱能力

較強的耐環(huán)境性能

安裝界面尺寸更?。ㄍ燃壦芰?a target="_blank">產(chǎn)品）

優(yōu)秀的屏蔽性能

隨著新能源汽車的發(fā)展，越來越復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(tǒng)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(jīng)普遍可以超過85%，對于這個系統(tǒng)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，那么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(xù)屏蔽傳導（上篇文章中有詳細聊過屏蔽罩的設計及材料等內(nèi)容）；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??；按照大眾體系的標準要求，在整個產(chǎn)品的生命周期內(nèi)，屏蔽連接的接觸電阻＜10mΩ，現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)，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(jīng)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(xù)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(qū)域：板端連接區(qū)域、插合端、線端壓接區(qū)域；這三個區(qū)域如果處理不好，容易造成溫度過高，致使材料發(fā)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致使的局部溫度較高，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內(nèi)腔區(qū)域，因為塑料材導熱系數(shù)較小，和金屬相比，約為金屬的1/500~1/600，所以這會導致連接器的內(nèi)腔長期溫度較高，會產(chǎn)生一些列的問題風險；從這點來說，同等的電纜規(guī)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(huán)境性能

對于較為復雜的工況環(huán)境，我們需要高壓連接器具備非常優(yōu)秀的耐環(huán)境性能，我們發(fā)現(xiàn)很多的高壓線束及連接器是直接懸掛地盤，離地面較近，這就會讓連接器經(jīng)常出現(xiàn)在較為復雜的環(huán)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(xiàn)在潮濕悶熱環(huán)境下，其物理特性較高的吸水率會導致材料本身的絕緣性能下降，引發(fā)報警故障；同樣對于極寒、高溫長期工況下，塑料也會出現(xiàn)脆裂、變形導致防護失效等故障；很多時候連接器出現(xiàn)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態(tài)測試分析得出，因為工況環(huán)境相對比較復雜，很難構(gòu)建圍觀的數(shù)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(shù)據(jù)收集反饋，并不斷的分析完善產(chǎn)品，目前其Powerlok系列產(chǎn)品已經(jīng)可以在其生命周期內(nèi)滿足整車的各個安裝部位的環(huán)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(shù)越多，該尺寸的優(yōu)化越發(fā)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(yōu)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(zhì);

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文所說的金屬連接器，主要是指其housing是金屬材料的，那么這個一般是什么材料呢？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(diào)金屬連接器一定是要優(yōu)秀于塑料材質(zhì)連接器，希望通過文章能夠看見不同材質(zhì)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(jù)自身的應用技術(shù)要求、應用環(huán)境、車身部位、成本等綜合因素去考量選擇；

編輯：黃飛

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