高压连接器概要及设计思路

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伴随新能源近几年的热度持续上涨，以及政策的不断加持。汽车行业正不断加大对于新能源汽车的研发。作为主机厂下游的零部件配套供应商也在不断提升自身产品的性能以及要求。

高压连接器作为新能源汽车的重要元器件。我们需要对它有一个基本的了解，才能更好地匹配客户的需求。

下面我们就先简单了解下高压连接器。

高压连接器需要满足三大性能：机械性能，密封性能，电气性能。为了满足以上三点，各部件之间的配合尤为重要。每一个零件都承载着不同的功能。

以最常见的高压连接器类型举例，高压连接器的零件大致包括以下：Female Connector母端连接器、Male connector公端连接器。Male connector包含两大类，Inline版本和Header版本。

再拆分到最下级子零件-Terminal端子：承载功率，通常固定在塑壳中，主要分为母端端子，公端端子，Busbar等。（见下图）

                

Inner Housing塑壳：作为端子的载体，固定端子，分为母端塑壳，公端塑壳。

Interface seal 面密封圈：重要密封件，起到公端与设备端之间的密封。

CPA连接器固定装置：公母连接器互配后的锁止机构。

TPA端子固定二次锁：固定端子的二次锁机构。

PLR端子固定机构：用于确保端子保持在固定位置的机构。

Cable seal线密封圈：用于确保导线密封的机构。

Housing seal壳体密封圈：保证公母连接器之间的密封性能。

Shielding屏蔽罩：用于屏蔽高压连接器的电磁干扰，保证EMC性能。

Inner ferrule内法兰，Outer ferrule外法兰：与屏蔽壳，导线压接。起到支撑固定作用。

Lever机械辅助结构：用于减小公母之间的对配力，辅助对配的作用。

Cover Housing外壳：保护壳，用于承载基本的连接器零件。

End cap保护盖：保护连接器内部密封圈，端子等零件。

现在高压连接器的基本轮廓我们已经有了大概的了解。

那么我们该如何去做好一个连接器呢？

下面我们再来了解下高压连接器的大致设计思路。

首先需要确定连接器4大等级要求。      

1) 温度等级：连接器的温度等级直接影响连接器所能承受的温度，在设计中尤为关键。直接影响连接器的材料以及密封塑壳设计。

2) 密封等级：连接器的密封等级直接影响密封圈的外形以及材料

3）振动等级：连接器的振动等级主要影响各部件间间隙的设计以及考验连接器在振动过程中的电性能

4）插拔循环等级：主要考验连接器的端子设计，镀层材料等尤为关键。部分锁扣的设计同样需要保证足够的强度以适应不同的插拔次数要求

其次需要明确测试条件 ，不同连接器的设计要求对应我们连接器所要满足的不同测试项。例如Uscar测试规范：

再根据不同零件的特点和结构选择不同材料，例如塑料的PBT与PA66的选择,硅胶件的硬度选择，金属件不同材料的导电性比较。

最后，由电流大小选择合适的端子导线，从端子到内塑壳逐步向外延伸进行设计定型，在设计中根据不同的等级和测试要求对各零件进行细化设计。

例如，根据不同的密封等级要求对密封干涉量进行调整。根据温度等级要求，对连接器密封壁厚进行优化。对EMC测试的不同要求，对屏蔽进行改进等等。当我们对连接器初步设计完成后，再辅以仿真软件（密封圈压缩量仿真，机械力仿真，热老化仿真等等）和快速打印对设计进行模拟校核，从而达到预期的连接器性能要求。理论知识，设计经验和工具的熟练运用，以上三点相结合才能让我们在设计中少走弯路，大大缩短连接器开发周期的同时，也缩短了客户的整车开发周期。