汽车连接器测试标准

当前汽车连接器标准非常多，从较早的国际标准ISO8092、SAE标准USCAR-2，到目前中国最新修订的行业标准QC／T1067-2017（替代QC／T-417）。同时很多的汽车企业也定义了属于自己企业的连接器标准，如大众公司的VW75174、通用的GMW-3191等。标准非常多，同时不同标准之间有很多相似点，又包含一定的差异，我们选取国际、国内通用性最广的3个标准USCAR-2-6、QC／T1067-2017、GMW3191-2012来进行分析。连接器标准对使用环境的定义对于一款连接器，在研发之初都会在其规格书中定义出该连接器的使用环境温度、载流能力、防护等级、抗振等级等规格参数，连接器选型工程师需要了解到不同的使用环境对连接器的不同要求，这一点在目前的使用标准中也有很详细的定义。QC／T-1067的标准定义见表1~表3，GMW-3191的标准定义见表4~表6，USCAR-2的标准定义见表7~表9。

从以上标准的定义中，清晰了解到目前对连接器防护等级根据不同的使用位置三大标准的定义是一致的，分别定义了S1不密封区域、S2密封区域、S3高压水喷射区域。在温度等级的定义中我们发现，三大标准根据连接器使用位置的不同，把使用温度划分为了5个等级；在振动等级的定义中，通过对比标准的详细振动频率、功率谱密度（PSD），得知在QC／T-1067与USCAR-2，其定义的振动等级V3/V4/V5分别与GMW-3191中的等级2/4/3对应并等同。同时在GMW-3191中定义了变速器连接器振动等级及适用参数，这在USCAR-2、QC／T-1067中没有定义，但是在USCAR-2、QC／T-1067中定义了安装在与发动机相连但不与剧烈振动部件相连的连接器振动等级及适用参数，这个在GMW3191中没有定义。

关于振动实验，我们主要验证的是连接器系统在模拟实际车载振动条件下的性能是否满足要求，因为在振动或者振动冲击情况下，会引起端子接触面的镀层磨损、正压力衰减、支撑塑料材料的机械性能失效等，所以需要在振动实验中连续监控接触电阻并保证线路中接触电阻超过7Ω（或者1Ω）的时间不能超过1微秒。

连接器标准对机械性能的定义目前在USCAR-2定义了连接器机械性能18项、QC／T1067定义了连接器机械性能20项、GMW-3191定义了连接器机械性能21项。通过3个标准的机械性能对比，我们了解到目前连接器标准中机械性能主要集中在以下几点：端子本身的抗弯强度；端子与端子之间的插拔力；端子与连接器之间的插入力、保持力、止推力、极化实验；连接器与连接器之间的插入力、分离力、解锁力、极化实验；连接器端子二次锁（TPA）装配力、保持力；连接器二次锁止结构（CPA）装配力、保持力；连接器助力结构机械强度；连接器固定结构机械强度；密封圈的保持力；板端插针保持力。

连接器标准对电性能的定义在目前的标准中，定义的连接器电性能主要是端子之间的微电流接触电阻、电压降性能；连接器本身的绝缘电阻、绝缘介电强度，这些性能主要在后期的连接器环境性能中配合着组合实验一并验证。同时对于端子本身性能优缺点，标准中还分别定义有最大载流能力与1008h电流循环性能，该性能将作为端子耐久性能的重要参考依据，分别要求如下。

连接器端子接触电阻与电压降在标准中的定义（表15）通过标准对比，我们发现在三大标准中对电压降的要求，无论哪种规格的连接器端子都要求插头、插座之间通过有效接触后，电压降不超过50mV；但是对于接触电阻，QC／T-1067与USCAR-2基本保持一致。

连接器标准对绝缘电阻、介电强度的定义绝缘电阻是为了保证在连接器里面相邻的2个端子之间有一定的电绝缘性，绝缘介电强度是为了验证连接器本身的电气绝缘性能。在这2个性能上，3个标准的要求一致（US－CAR-2无绝缘介电强度要求）：①绝缘电阻：在500V电压，相邻端子之间绝缘电阻≥100MΩ；②绝缘介电强度：在交流1000V、直流1600V电压下，持续1min相邻端子之间以及端子与连接器塑料外壳之间不能有介质断裂或击穿现象，电流泄露≤1mA。连接器标准对最大载流能力及1008h的定义最大载流能力测试，是为了验证单对端子在一定温度下，在不超过最大温升与最大接触电阻的前提下，所能承载的最大电流。1008h电流循环是端子的加速老化试验，通过1008次最大电流加热与零电流冷却循环，验证插头端子与插座端子接触面、端子尾部与导线压接处经过热胀冷缩循环、氧化、应力松弛等环境作用下后整体的温升、接触电阻是否满足性能要求。对于这2项验证实验，国标QC／T-1067与USCAR-2基本保持一致，GMW-3191的要求与该2个标准有一定的差异。1）国标QC／T-1067与USCAR-2在定义最大载流能力时，明确提出在通电流过程中，当电流使端子对达到接触电阻最大值或者温升达到55℃时，记录此处电流，并乘以90%就是此端子的最大载流，但是在GMW-3191中明确指出需要绘制相关端子对的降额曲线，如图3所示。同时，所测最大电流需要乘以80%作为降额曲线中的电流参考值，在降额曲线中的边界条件分别为导线最大对应条件下的最大承载电流与端子使用的极限温度。

图3

2）1008h电流循环实验中，三大标准都提出实验过程中端子接触电阻不能超过规定值，但是QC／T-1067、USCAR-2同时提出循环过程中，端子温升不能超过55℃，GMW-3191中则指出，电流循环过程中测量温度（环境温度+温升）不能超过端子与导线使用极限温度。对于这2个检测项目，我们还应该了解到该实验得出的最大载流能力曲线，不能作为连接器在汽车上的实际使用数值，只能作为参考数据，同时可以作为同类型端子之间的性能对比数据。因为汽车在正常选择连接器以及定义pin角电流时需要考虑到如下影响因素：①在连接器中的单个端子的温升会受到周围排布的端子电流、温升影响，所以大电流端子尽量排布在连接器外围，对角排布最佳；②端子的载流能力与适配的线径有直接关系，若需要比较大的载流能力，一定要选择合适的最大线径；③环境温度对端子的载流能力有非常大的影响，例如同种端子运用在发动机舱与底盘，承载的最大载流会有很大的区别；④相同条件下，密封连接器中端子的温升要高于同系列端子在非密封连接器中的温升；⑤对于线对用电器端（LinetoDevice）形式连接器，端子的温升与用电器端的发热、散热情况相关，例如经常会在鼓风机的调速模快中增加散热片，这会增加端子的载流能力。连接器标准对重载测试的定义重载测试是为了检测连接器在高温环境下的载流能力，这个检测标准目前在国标QC／T-1067、USCAR-2中都没有定义，但是在GMW-3191中有详细定义。这个实验是需要端子与连接器装配后一起在经过5h高温通电与2h低温断电的循环实验（共5次）中，验证相应端子的温升与接触电阻，这个实验对于运用在高温环境（发动机、变速器）等是个不错的验证检测项目。连接器标准对环境性能的定义从目前的标准中，分析发现连接器的环境实验都是结合机械性能实验、电气性能实验来一起验证的组合实验，其中比较重要的环境试验项目包括老化实验、温湿度循环实验、温度冲击实验（温度快速变化实验）、盐雾实验，同时针对防水连接器还有耐化学试液、水密性、气密性、高压水喷射等实验检测项目，如下将以防水连接器的经典组合实验就各标准的要求差异进行分析。连接器热老化组合实验高温老化测试，是为了验证连接器总成中端子的金属材质、连接器的塑料材质、密封圈的橡胶材质在经过1008h最大工作温度后，相应的变化对连接器密封性能、电气性能、机械性能的影响，特别是密封圈的压缩永久变形与端子的悬臂梁的塑性变形对连接器关键性能的影响。表17是热老化组合实验在不同标准中的实验顺序对比。

连接器标准对环境性能的定义连接器标准对耐化学试剂的定义耐化学测试，是为了试验评估密封连接器总成在浸入车辆内和周围常见的各种液体中时的密封性能和材料兼容性是否满足要求，表18是耐化学性组合实验在不同标准中的实验顺序对比。

连接器标准对耐热实验的定义耐热冲击测试：大家都知道，一般的车载连接器总成由多种材料组织，壳体由塑料材料PBT、PA66及增强材料制造而成；端子等导电部件一般选用黄铜、青铜、铜合金制造而成；密封圈选用硅橡胶制造而成。这些材料在经过温度的高低变化后因为热胀冷缩会有相应膨胀与收缩，在端子的接触表面会形成磨损与微动，通过温度快速变化实验模拟车载条件就是为了验证经过这种温度冲击试验后，产品的变化会不会导致连接器总成功能失效。详细的耐热冲击组合实验在不同标准中的实验顺序对比见表19。连接器测试低压大电流电源拓沃得TDC2000系列，请联系客服。