金屬大電流連接器新能源汽車應(yīng)用分析

對(duì)于金屬連接器，我們經(jīng)常會(huì)看見在一些通訊、醫(yī)療等高頻電子行業(yè)看見用于信號(hào)傳遞；當(dāng)然工業(yè)上、軌道交通等行業(yè)也用了大量的金屬連接器；小編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(dāng)然本文主要看電動(dòng)汽車行業(yè)上金屬大電流連接器的應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)在主流的市場(chǎng)（乘用車市場(chǎng)）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(shí)往后兩年成本會(huì)是決定性因素，但是不是意味金屬連接器就沒有任何市場(chǎng)，當(dāng)然不是；金屬連接器在大電流（個(gè)人認(rèn)為300安培以上）的傳導(dǎo)上與塑料相比有四個(gè)非常卓越的優(yōu)點(diǎn)：

優(yōu)秀的屏蔽性能

良好的散熱能力

較強(qiáng)的耐環(huán)境性能

安裝界面尺寸更?。ㄍ燃?jí)塑料產(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(fù)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(duì)于高壓系統(tǒng)而言，線束的布置基本上可以設(shè)計(jì)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(duì)于這個(gè)系統(tǒng)的連接點(diǎn)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(gè)由面到點(diǎn)的考量，那么高壓連接器的屏蔽性能就是這個(gè)非常重要的點(diǎn)。

對(duì)于塑料級(jí)的連接器，我們通常會(huì)采用金屬屏蔽罩的方式進(jìn)行360°的連續(xù)屏蔽傳導(dǎo)；而對(duì)于金屬連接器而言，其通過自身的本體就可以進(jìn)行直接傳導(dǎo)，而且風(fēng)險(xiǎn)更低，屏蔽電阻也會(huì)更小；按照大眾體系的標(biāo)準(zhǔn)要求，在整個(gè)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(gè)人認(rèn)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(dǎo)，需要連接器本身具備非常好的散熱能力，而對(duì)于連接器而言，和防護(hù)及屏蔽一樣，需要考慮的還是三個(gè)點(diǎn)，其本身的溫度源也來自這三個(gè)區(qū)域：板端連接區(qū)域、插合端、線端壓接區(qū)域；這三個(gè)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?yàn)閭鲗?dǎo)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(cuò)的，但是實(shí)際上長(zhǎng)期的大電流的致使的局部溫度較高，如果塑料級(jí)材料還會(huì)在以端子為中軸線上形成溫度較高的內(nèi)腔區(qū)域，因?yàn)樗芰喜膶?dǎo)熱系數(shù)較小，和金屬相比，約為金屬的1/500~1/600，所以這會(huì)導(dǎo)致連接器的內(nèi)腔長(zhǎng)期溫度較高，會(huì)產(chǎn)生一些列的問題風(fēng)險(xiǎn)；從這點(diǎn)來說，同等的電纜規(guī)格下，暫不考慮三點(diǎn)接觸的影響，金屬要比塑料的具備更為卓越的散熱能力。

對(duì)于較為復(fù)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(huì)讓連接器經(jīng)常出現(xiàn)在較為復(fù)雜的環(huán)境下，耐高溫、低溫、老化、鹽霧、油污、防護(hù)、沖擊等這些要求連接器都需要做的非常出色，塑料因?yàn)椴牧媳旧淼奈锢硖匦栽?，如果長(zhǎng)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(huì)導(dǎo)致材料本身的絕緣性能下降，引發(fā)報(bào)警故障。

同樣對(duì)于極寒、高溫長(zhǎng)期工況下，塑料也會(huì)出現(xiàn)脆裂、變形導(dǎo)致防護(hù)失效等故障；很多時(shí)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(yàn)室的靜態(tài)測(cè)試分析得出，因?yàn)楣r環(huán)境相對(duì)比較復(fù)雜，很難構(gòu)建圍觀的數(shù)學(xué)模型用于測(cè)試。

當(dāng)然我們同樣需要考慮金屬連接器的耐鹽霧性能差的特點(diǎn)。Amphenol TPI 通過3~4年的市場(chǎng)應(yīng)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(gè)安裝部位的環(huán)境要求。

安裝界面尺寸更小：

因?yàn)樯倭似帘握值脑?，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(diǎn)尺寸會(huì)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(gè)特點(diǎn)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(chǎng)應(yīng)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)。

本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(gè)一般是什么材料呢？我們通常在金屬連接器的設(shè)計(jì)以壓鑄鋁合金或者鋅合金為主，當(dāng)然鋁合金的會(huì)更多，因?yàn)橄啾榷凿X合金的重量更輕，壓鑄鋁機(jī)殼我們通常采用ADC12或者AISi10Mg。

當(dāng)然本文并不是要強(qiáng)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(jī)械性能特性，從而可以幫助主機(jī)廠或者電池廠家在選擇連接器時(shí)，可以根據(jù)自身的應(yīng)用技術(shù)要求、應(yīng)用環(huán)境、車身部位、成本等綜合因素去考量選擇。