汽车线束设计—接插件的选取和它的五项重要测试

汽车线束是汽车电路的网络主体。现阶段，线束编成的形式一般由电线、插接件、线束包扎材料和车身固定件组成。汽车线束既要确保传送电信号，也要保证连接电路的可靠性，向电子电气部件供应规定的电流值，防止对周围电路的电磁干扰，并要排除电器短路。

而车用电线束接插件是用于汽车电路各连接点的重要连接元件。其品质好坏,直接影响电力或信号的传递。因此，选择合适的接插件，对保证汽车线路可靠性具有重要意义。

目前，线束开发过程所用到的接插件，绝大部分是选择品牌接插件的成熟产品，这既缩短开发周期,又可以减少开发风险。

（一）接插件的选取原则

根据接插件的基本性能，接插件的选取需从电气性能、机械性能2个方面进行考虑 。

1.电气性能

接插件是连接汽车电气线路的基本元件,因此,接插件自身的电气参数是选择接插件时首先要考虑的问题。电气性能又分额定电压、接触电阻 、绝缘性能三个方面。

a.额定电压

额定电压又称工作电压,接插件的额定电压。接插件生产商提供的额定电压是指插接器的最高工作电压。对于低压接插件，生产商提供的电压一般为50 V。 一般来说,接插件在低于额定电压下都能正常工作。

影响因素有：接插件所使用的绝缘体材料、导电端子间的间距等。

b.接触电阻

接触电阻直接影响汽车各电气设备的信号传输和电气连接，影响各电气设备的工作稳定性和可靠性。

影响因素有：端子材料、端子接触界面几何形状、端子的正向力、端子接触界面表面状态。

c.绝缘性能

接插器的绝缘性能也是重要的电气性能，反映绝缘性能的参数绝缘电阻和绝缘介电强度是保证连接器可靠工作的最基本电气参数。

影响因素有：材料、温度、湿度、化学试液、灰尘等

2.机械性能

汽车接插件的电气连接元件端子依靠塑料外壳护套进行固持和定位；通过密封件进行密封和防水；通过端子和护套配合的弹性结构，实现端子和护套的装配，装配到位后弹性结构还原实现护套对端子的定位；部分连接器还有屏蔽保护。

因此应根据接插件使用环境、通电条件、环境等因素综合考虑，选择合适的结构和材料。

一般情况下的选取

1.插接件选取要保证与电器件的良好接触，使接触电阻降为最低，提高可靠性；

2.优先选用双弹簧式压紧结构的插接件；

3.优先选用带自锁扣的插接器；

4.优先选用同一厂家配对的连接器；

5.根据导线的截面积通过电流的大小合理选择插接件；

6.对于要求性能较高的安全气囊、ABS、ECU等用的端子插接件，应优先选用镀金件以保证安全可靠性；

7.发动机舱内对接的护套，由于舱内温度、湿度偏大且存在着很多腐蚀性气体和液体，选用防水型接插件；

8.底盘区域选用防水型接插件，驾驶室里可选用普通插接件；

9.选用防水型接插件时，插接位应加防水栓，空位应加防水塞；

10.若同一接插件里有多种不同的线径，应选用混合型插接器，使装配固定方便；

11.基于汽车外观的整体协调性，发动机舱中应优先选用黑色或深色的护套；

12.同一分支点尽量选用不同的插接件，若必须选用同一型号的，可用颜色区分；

13.同一条线束中的同一种护套，可用颜色区分；

14.蓄电池接头（电瓶夹）内部为锥体，锥度为1:9；电瓶夹的材料为镀锡铜、镀锌铜或铅锑合金。

15.不同规格的插接件可承载的电流一般如下：1系列，10A左右；2.2或3系列，20A左右；4.8系列，30A左右；6.3系列，45A左右；7.8或9.5系列，60A左右。

苏州维本Wintone Z63汽车接插件强韧、防脆断专用工程塑料，在接插件的应用上， Z63材料可以帮助解决传统的PBT和尼龙材料存在的以下问题：

1.PBT和PA66接插件的脆断问题，特别是有卡扣和铰链结构的接插件容易脆断的问题。

2.PA66接插件的拉拔力受水份的影响比较大的问题，Z63注塑汽车接插件，注塑完半天就具有强韧性和良好的拉拔力，不用水处理，同时Z63的吸水率只有PA66的六分之一，拉拔力不会受使用环境的湿度的影响。

3.PBT和PA66接插件在零下30摄氏度以下时，容易脆断的问题。Z63注塑接插件具有良好的耐低温性，不易脆断。

4.增韧后的PBT和PA66，解决了常温下的脆断问题，但同时会出现在60度到120度使用时，拉拔力下降厉害的问题。Z63注塑接插件可以在常温、低温和高温的使用环境下，都保持良好的拉拔力和强韧性。

5.在多PIN针的汽车接插件应用上，PBT和PA66注塑接插件会出现翘曲的问题，主要是因为材料的流动性不够好，需要比较大的压力和速度来注塑，内应力较大，所以翘起会比较明显。Z63材料具有非常优异的加工流动性，可以帮您解决翘曲的问题。

6.PBT的水口料添加到新料中注塑接插件时，容易变脆，这是因为PBT容易高温水解。Z63材料具有优异的耐高温水解性，水口料添加量高达35%时，对接插件的力学性能影响也非常小。

（二）插接件执行标准

QC/T 417.1－2001《车用电线束插接器 第1部分》-该标准中规定了导线与插头压接的抗拉强度、带护套自锁装置的多线和单线护套（无锁销插座）的试验方法、插接件插入护套力的试验方法、水密性试验方法等。

QC/T 417.3《车用电线束插接器第3部分》-单线片式插接件的尺寸和特殊要求。

QC/T 417.4《车用电线束插接器第4部分》-多线片式插接件的尺寸和特殊要求。

QC/T 417.5《车用电线束插接器第5部分》：用于单线和多线插接器的圆柱式插接件的尺寸和特殊要求。

（三）汽车插接件构成

1．护套

护套（胶壳）,通常由塑料制成，把已压端子的导线插入其内，保证连接的可靠性。高压连接器还会有金属壳体。

常用的材质主要有PA66、PBT、Wintone Z63强韧型工程塑料等，为达到增强或阻燃的目的，常添加阻燃或增强材料，如玻璃纤维、碳纤维等。

2．端子

端子，又称接触件，是汽车连接器完成电连接功能的核心零件。一般是成形的五金部件，压接（焊接）在导线上，通过端子间紧密接触来传输信号，分公端子，母端子，环形端子（大电流）等。

公端子一般为刚性零件，形状为圆柱状、片状、插针等。

母端子一般依靠弹性结构在与公端子插合时发生弹性变形而产生弹性力与阳性接触件形成紧密接触,完成连接。结构种类很多,有圆筒型（劈槽、缩口）、音叉型、悬臂梁型（纵向开槽）、折迭型（纵向开槽,9字形）、盒形（方插孔）以及双曲面线簧插孔等。环形端子一般是大电流接线用，如电瓶线端子用的铜主要是黄铜和磷青銅 ，其中黄铜占的比重较大。

另外，可根据不同的需求选择不同的镀层。

黄铜：銅鋅合金，最常用的端子用料，导电性良好，延展性佳可塑性高。

磷青銅：含錫、磷，強度較高、耐疲勞性佳、彈性較黃銅高、硬度较高、价格也较高。

3．护套配件：防水栓、盲堵、密封圈、锁片、卡扣等。

（四）汽车接插件的五项重要测试

鉴于汽车级电气连接器对我们的安全问题非常重要，所有汽车电子元件必须能够承受冰冷，炽热和不平坦的地形。毫无疑问，构成车辆的电子设备需要进行大量测试，包括现代车辆中的连接器和电缆。像福特，丰田，许多制造商通过从各种供应商处收集零件并将它们组装成成品来制造汽车。虽然这些制造商在技术上依赖供应商来保持其声誉，但制造商占据了大量的市场份额，这种优势让像丰田这样的公司能够让供应商遵守严格的质量标准。

关于汽车工程师协会（SAE）和美国汽车研究委员会的（USCAR2-7）批准用于汽车用途的连接器的标准测试要求如下：

1.系统地对连接器进行机械加压。

2.对连接器进行标准的振动测试，振动测试要求达到（V1-V5）的变量。

3.使组件浸入汽车流体甚至盐水中，具体的解决方案取决于连接器是否密封。密封测试要求达到（S1-S3）的变量。

4.连接器的热循环测试，连接器可以在室温下按预期执行，但是这些测试评估设备是否将在极端温度下工作。温度测试要求达到（T1-T5）的变量。

5.连接器的电阻测试，要通过此测试，连接器必须在500 VDC的施加电压下在连接器部分之间呈现500 M欧姆的电阻。

一个优质的汽车连接器必须通过各种测试并达到严格的标准。汽车连接器供应商必须严格验证每个组件是否符合SAE以及ISO标准，因为当汽车连接器失效时，会导致汽车安全气囊展开系统出现故障，更严重的还会触发人身安全，损害汽车连接器供应商自己的声誉。为了保护客户的安全和制造商自己的声誉，汽车连接器供应商必须对他们的车辆进行系统的风险评估。

在汽车技术领域中人们很容易忽视连接器的重要性。如果发生故障或部件故障，都会给制造商和消费者的带来损害。无论是设计汽车的发动机还是更换汽车零件，采购高质量的零件和连接器都至关重要。汽车部件应符合其汽车级规范，即使它带来一些额外的前期成本。

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