伴随新能源汽车发展的高压连接器

新能源汽车已经成为热门话题。无论是纯电动还是混合动力汽车，都需要一套完整的高压连接系统。在一个完整的高压连接系统中，往往会用到大量的高压连接器，这是低压连接器在新能源汽车上的应用与传统汽车的明显区别。

当系统工作在高压时，放电电流达到几十安培，甚至高达几百安培。一旦高压连接器出现问题，在某些情况下会过热，或者在某些情况下会发生高温或燃烧事故。与传统的汽车低压接线以电池、电驱动、电控为主不同，新能源汽车高压系统中高压接头的物理特性更为重要，如高插拔次数、载流、耐热、防水密封、耐冲击等。随着电气连接作为国家标准的重要内容被提上日程，《电动汽车用高电压大电流线束和连接器技术要求》完成了电气连接的相对闭环。

汽车行业广泛应用的高压连接器有哪些关键技术？

高压连接器的温升和降额曲线

高压连接器的温升受许多条件的影响。

材料加热：由于连接器使用的材料都是工程塑料、金属、橡胶等。(特别是工程塑料要求最高工作温度为140℃)，当连接器长时间处于高温环境时，高压连接器会因其内部接触电阻而发热，环境温度高于材料的最高允许工作温度。此时，如果由于连接器内部针孔产生的热量导致连接器内部温度无法及时消散，连接器就会产生大量热量，导致连接器烧蚀，造成车辆燃烧。因此，在设计中应考虑高压连接器材料的选择。

端部连接：导电部件螺纹连接情况下的主要失效模式之一是未按扭矩要求控制拧紧扭矩，导致连接器处温度异常升高。因此，同时，在连接螺栓时，必须按照操作规范进行扭矩测试。

另外，高压连接器会有一个降额曲线，在不同的工作环境温度下，对应不同的电流给出不同的值。根据工作条件选择合适的连接器也是避免异常温升的有效方法。

连接器的高压联锁(HVIL)和二次解锁

高压联锁是一种用低压信号管理高压电路的安全设计方法。在高压系统的设计中，为了避免实际运行中高压接头的开合引起的电弧，高压接头一般应具有“高压联锁”功能。

带电状态下，当带有高压互锁的连接器解锁时，可以通过高压互锁的逻辑顺序断开。高压系统接线时，先接电源端子，后接联锁端子；高压系统断开时，先断开联锁端子，再断开电源端子。通常情况下，系统对联锁终端电路的响应时间在10-100ms之间，当连接系统的分离时间小于系统的响应时间时，就会存在热插拔的安全风险。

第二次解锁就是为了解决这个断开时间问题。一般来说，二次解锁可以有效地将这种断开时间控制在1s以上，以保证操作安全。二次解锁可分为两种方式，一种是通过操作顺序实现，可以与正常拔出方向相反或不同方向实现。拔出连接器时，助力扳手正好与分离方向相反或不在同一方向，以增加拔出时的响应时间。另一个是机械二次解锁功能。拔出连接器时，只能拔出到高压联锁端子第一次断开的位置。在这种状态下，电源端子仍处于有效接触，高压回路由于高压联锁端子的分离而断开。然后，在第二次操作之后，可以分离电源端子，从而实现二次解锁功能的要求。

如何评价芯线端子压接？

端子压接是连接器行业的关键技术。一般从端子抗拉强度、端子电阻、端子压接轮廓、端子温升、端子压接宽度等方面来评价这项技术。端子抗拉强度用于评价端子压接的效果，包括端子与导线之间压接的最小抗拉强度。端子电阻是评价端子压接的效果，包括压接电阻试验的评价。

切掉压接端子有效区域的端面，打磨，切割，然后用专业设备压紧。这种方法专门用于分析压接截面。一般要求在5~10倍左右时，电缆的压缩铜线之间无可见间隙，压缩比应控制在80%~90%。一般国家标准GB/T37133—2018中要求的温升为55K。

总结

在新能源汽车中，高压连接器的使用环境复杂，湿度和温度是影响其性能的主要因素。随着新能源汽车整个系统架构的快速发展，其中使用的高压连接器也在更新迭代。除了安全可靠、体积小、成本低之外，如何使其有利于线束的自动装配和整车的自动安装，将是高压连接器一个可预见的发展方向。

审核编辑：汤梓红