汽車連接器 ansys的案例
既然是車規級的連接器，就得符合汽車連接器的行業標準
摘要：本文通過對汽車連接器使用狀況進行分析，提出連接器標準在汽車連接器選型、運用的重要性。同時從QC／T-1067\USCAR-2\GMW-3191 這3種不同的連接器標準，詳細分析連接器從使用環境到連接器機械、電氣、環境耐久等方面的性能要求。
隨著中國汽車工業的飛速發展，汽車從滿足最初的運輸功能，擴展到現在具有非常多的安全性、舒適性功能。隨著功能的增加，作為汽車關鍵部件的汽車連接器從以前一輛車使用幾十個發展到如今一輛車用幾百個連接器，一百多個品種；從以前的6.3規格發展到現在的0.64規格。而這一百多種連接器分布在駕駛室、車身、車門、發動機艙、變速器等地方，因為不同地方連接器的使用溫度、振動等級的不同，對連接器的防護等級的要求不同，所以不同的使用環境對連接器的性能要求也不相同。
1 汽車連接器使用狀況分析
以國外與國內的兩款車型為例，分析連接器使用規格和廠商分布情況。
1） 國外某品牌汽車，連接器規格占比如圖1所示。
該車型共有連接器205套，其中0.64規格連接器開發90套，占總開發數量的43.9%；1.2規格開發25套，占總開發數量的12.2%；1.5規格的開發30套，占比14.63%；2.8規格開發20套，占比9.76%等。這些規格的連接器分別來自不同的品牌，分別為TE、THB、Molex、JAE、YAZAKI、APTIV、Bosch、SUM等。
圖1 國外某車型連接器規格占比清單
2） 國內某合資品牌汽車，連接器廠商占比如圖2所示。
展開 【汽車知識】新能源汽車高壓連接器技術、設計及趨勢
近年來，由于受到全球經濟波動的影響，北美、歐洲和日本連接器市場增長緩慢，而以中國為代表的新興市場呈現持續增長勢頭，成為推動全球連接器市場增長的主要動力。為此，全球知名連接器企業紛紛把生產基地轉移到國內，包括TE Connectivity、Molex、Delphi等持續在國內投資建廠，中國已經成為全球最大的連接器生產基地，尤其在政府的政策推動激勵下，我國新能源汽車行業穩健發展帶動了汽車連接器的持續發展。我國連接器經過了多年的技術積累，無論在設計能力還是自動化生產能力上已經滿足了新能源汽車高壓連接器所要求的技術水平。在下游廠商國產化和技術能力足夠滿足的前提下，國內廠商已經占領了新能源汽車高壓連接器的至高點，比如四川永貴、中航光電、巴斯巴等知名企業。希望在這個新的領域實現彎道超車，有機會打破外商在傳統汽車連接器的壟斷地位。
1 高壓連接器技術分析
1.1 高壓連接器在整車系統中的應用
新能源汽車用連接器是連接器大類中的一種，是近幾年隨著國家新能源汽車的發展，逐漸從傳統高壓大電流和傳統低壓汽車連接器中分離出來的一類連接器。相較于傳統高壓大電流連接器，新能源汽車用連接器的使用工況更復雜多變，對連接器的可靠性要求更高；相較于傳統低壓汽車連接器，由于電壓等級的提高（目前主流系統的電壓均高于300V DC），增加了人體受到電擊傷害的風險，對連接器的安全性要求更高；所以對產品的絕緣、防護要求等比傳統低壓插件均有所提高。
新能源汽車用連接器的作用主要是保證整車高壓互聯系統，即在內部電路被阻斷或孤立不通處架起橋梁從而使電流流通。新能源車用連接器的組成一般可分為：外殼、密封件等輔助結構，絕緣件，導電接觸對三部分組成。
展開 電動汽車高壓連接器概述及測試驗證
無論是純電動、混合、燃料電池汽車，都需有一套完整的高壓連接系統，這個系統中，往往都應用大量的高壓連接器，這一點與傳統汽車有著明顯的區別。高壓系統工作時放電電流有可能達到數幾十安，甚至高達數百安。
但是在新能源電動汽車發展初期，高壓連接器并沒有得到整車企業的足夠重視，認為高壓連接與傳統低壓線連接類似，重心在“三電”（電驅、電池、電控）上面，但隨著時間的推移，大家發現高壓連接系統比較容易發生問題，且一旦發生問題，后果都比較嚴重，輕則過熱，嚴重時容易發生高溫或燃燒事件。
本研究圍繞高壓連接器的發展歷程展開，分析中國電動汽車用高壓連接器的標準體系、測試方法，針對產品使用過程中的性能指標，搭建高壓連接器測試系統，開展高壓連接器的物理連接、電氣性能等方面的測試，為產品的不斷改進提供了支撐。
1. 高壓連接器的發展歷程
電動汽車高壓連接器的發展與電動汽車的發展是同步進行的，從連接器角度來說，國內電動汽車連接器發展經歷以下幾代。
1）第1代高壓連接器（圖1），2008年左右開始，主要是由當時工業連接器改款而來。這代產品的特點，以金屬連殼體為主，無高壓互鎖功能，防誤插入（防呆）效果較差。比較有代表性產品有安費諾HV系列的金屬連接器，后來市場上很多款連接器是基于這種類型產品延伸擴展出來的。
2）第2代高壓連接器（圖2），在第1代的基礎上增加了高壓互鎖功能，連接器的外殼也逐漸由金屬變為塑料。
3）第3代高壓連接器（圖3），塑料+屏蔽功能+高壓互鎖的高壓連接器。
展開 新能源汽車連接器行業深度報告
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汽車連接器可靠性設計
汽車連接器用于實現汽車電信號的傳輸和控制，線束和線束之間以及線束電氣設備之間電連接的基礎原件，起連接和斷開電力的作用。汽車連接器導體接觸件的可靠接觸、可靠的電氣絕緣性能、可靠的機械連接，保證汽車電信號的可靠傳遞和部件的有效控制。
汽車連接器的主要失效模式
現場使用及實驗數據表明，汽車連接器的失效模式有電接觸失效、絕緣失效、機械聯結失效及其他失效模式，各失效模式占比見圖1。
世界主要電動汽車充電連接器標準詳解
顯而易見的，以純電為主的新能源汽車已成為汽車行業的大勢所趨。但是電動汽車在電池技術難以在短時間取得突破的現狀下，廣泛布局充電設施，希望通過充足的充電設備為車主解決后顧之憂。而電動汽車充電連接器作為充電設備中至關重要的元件，因為各國標準不一，已經面臨直接沖突的狀況。在此我們為大家梳理一下世界各類電動汽車充電連接器標準。
一、Combo
Combo插座可以允許電動車慢充和快充，是目前在歐洲應用的最廣的插座類型，包括奧迪、寶馬、克萊斯勒、戴姆勒、福特、通用、保時捷以及大眾都配置SAE(美國汽車工程師協會)所制定的充電界面。
2012年10月2日，SAE相關委員會成員投票通過的SAE J1772修訂草案成為全球唯一一個正式的直流充電標準。基于J1772修訂版制訂的關于直流快速充電的標準其核心為Combo Connector。
該標準之前的版本(2010年制訂)明確了用于交流電充電的基礎J1772連接器的規格，充電水平較低(交流Level1針對120V，Level2針對240V)。這種基礎連接器今天已經得到廣泛的應用，與日產聆風、雪佛蘭沃藍達以及三菱i-MiEV電動車兼容。而2012年制定的新版J1772標準中的Combo Connector除了具備原來的所有功能外，還多了兩個引腳，可用于直流快充，但無法與當前生產的舊款電動車兼容。
優點：Combo Connector的最大好處在于，未來汽車制造商可以在他們新車型上采用一個插座，不僅適用于第一代尺寸較小的基礎交流連接器，還適用于第二代尺寸較大的Combo Connector，后者可以提供直流及交流兩種電流，分別以兩種不同的速度充電。
展開 世界主要電動汽車充電連接器標準詳解
顯而易見的，以純電為主的新能源汽車已成為汽車行業的大勢所趨。但是電動汽車在電池技術難以在短時間取得突破的現狀下，廣泛布局充電設施，希望通過充足的充電設備為車主解決后顧之憂。而電動汽車充電連接器作為充電設備中至關重要的元件，因為各國標準不一，已經面臨直接沖突的狀況。在此我們為大家梳理一下世界各類電動汽車充電連接器標準。
一、Combo
Combo插座可以允許電動車慢充和快充，是目前在歐洲應用的最廣的插座類型，包括奧迪、寶馬、克萊斯勒、戴姆勒、福特、通用、保時捷以及大眾都配置SAE(美國汽車工程師協會)所制定的充電界面。
2012年10月2日，SAE相關委員會成員投票通過的SAE J1772修訂草案成為全球唯一一個正式的直流充電標準。基于J1772修訂版制訂的關于直流快速充電的標準其核心為Combo Connector。
該標準之前的版本(2010年制訂)明確了用于交流電充電的基礎J1772連接器的規格，充電水平較低(交流Level1針對120V，Level2針對240V)。這種基礎連接器今天已經得到廣泛的應用，與日產聆風、雪佛蘭沃藍達以及三菱i-MiEV電動車兼容。而2012年制定的新版J1772標準中的Combo Connector除了具備原來的所有功能外，還多了兩個引腳，可用于直流快充，但無法與當前生產的舊款電動車兼容。
優點：Combo Connector的最大好處在于，未來汽車制造商可以在他們新車型上采用一個插座，不僅適用于第一代尺寸較小的基礎交流連接器，還適用于第二代尺寸較大的Combo Connector，后者可以提供直流及交流兩種電流，分別以兩種不同的速度充電。
展開 電動汽車高壓連接器設計技術規范
1.范圍：
本規范規定了電動汽車系列高壓連接器（以下簡稱連接器）的技術要求、質量保證規定、試驗方法。
本規范適用于GB/T 18384－2020規定的B級電壓電路的電動汽車高壓連接器。
2.引用文件：
下列文件中的有關條款通過引用而成為本規范的條款。凡注日期或版次的引用文件，其后的任何修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版本都不適用于本規范，但提倡使用本規范的各方探討使用其最新版本的可能性。凡不注日期或版次的引用文件，其最新版本適用于本規范。
汽車線束低壓連接器技術要求
連接器試驗等級：
基于ANSYS的汽車發電機連接螺栓布局設計優化
基于ANSYS的汽車發電機連接螺栓布局設計優化
新能源汽車高壓連接器概述及測試驗證
無論是純電動、混合、燃料電池汽車，都需有一套完整的高壓連接系統，這個系統中，往往都應用大量的高壓連接器，這一點與傳統汽車有著明顯的區別。高壓系統工作時放電電流有可能達到數幾十安，甚至高達數百安。
但是在新能源電動汽車發展初期，高壓連接器并沒有得到整車企業的足夠重視，認為高壓連接與傳統低壓線連接類似，重心在“三電”（電驅、電池、電控）上面，但隨著時間的推移，大家發現高壓連接系統比較容易發生問題，且一旦發生問題，后果都比較嚴重，輕則過熱，嚴重時容易發生高溫或燃燒事件。
本研究圍繞高壓連接器的發展歷程展開，分析中國電動汽車用高壓連接器的標準體系、測試方法，針對產品使用過程中的性能指標，搭建高壓連接器測試系統，開展高壓連接器的物理連接、電氣性能等方面的測試，為產品的不斷改進提供了支撐。
01
高壓連接器的發展歷程
電動汽車高壓連接器的發展與電動汽車的發展是同步進行的，從連接器角度來說，國內電動汽車連接器發展經歷以下幾代。
1）第1代高壓連接器（圖1），2008年左右開始，主要是由當時工業連接器改款而來。這代產品的特點，以金屬連殼體為主，無高壓互鎖功能，防誤插入（防呆）效果較差。比較有代表性產品有安費諾HV系列的金屬連接器，后來市場上很多款連接器是基于這種類型產品延伸擴展出來的。
2）第2代高壓連接器（圖2），在第1代的基礎上增加了高壓互鎖功能，連接器的外殼也逐漸由金屬變為塑料。
3）第3代高壓連接器（圖3），塑料+屏蔽功能+高壓互鎖的高壓連接器。
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汽車連接器試驗標準對標分析（很詳細）
這些實驗都是為了充分驗證連接器總成在經過溫度沖擊實驗后材料的變化不會對整個總成的機械性能、防水性能、電性能造成影響。
通過以上分析，我們能夠清晰地認識到在汽車上對于不同環境溫度、使用功能、安裝位置在選擇連接器時都不相同。從連接器的使用角度上分析，各使用環節關注連接器性能側重點也不同，對于線束裝配現場，他們更關注連接器的機械性能，例如端子的插拔力、TPA的保持力、裝配力等；對于整車裝配現場，他們更關注連接器與連接器之間的機械性能，例如連接器的裝配力、解鎖力、連接器CPA裝配力等；對于整車性能要求，更關注連接器的耐久性能。但是連接器廠家、汽車連接器選型工程師更應該對連接器有一個全面的性能掌控，才能更加合理地選擇，運用連接器并保證連接器在電氣回路中的穩定性、安全性。
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展開 大電流金屬連接器在新能源汽車領域應用分析
對于金屬連接器，我們經常會看見在一些通訊、醫療等高頻電子行業看見用于信號傳遞；當然工業上、軌道交通等行業也用了大量的金屬連接器；我最早的接觸也是源于工業的金屬連接器,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；
當然本文主要看電動汽車行業上金屬大電流連接器的應用，目前國內在主流的市場（乘用車市場）選擇更多的傾向于塑料的連接器，因其產品重量輕，成本較低等綜合因素，其實往后兩年成本會是決定性因素，但是不是意味金屬連接器就沒有任何市場，當然不是；金屬連接器在大電流（個人認為300安培以上）
的傳導上與塑料相比有四個非常卓越的優點：
優秀的屏蔽性能
良好的散熱能力
較強的耐環境性能
安裝界面尺寸更小（同等級塑料產品）
優秀的屏蔽性能
隨著新能源汽車的發展，越來越復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，對于高壓系統而言，線束的布置基本上可以設計合理，而高壓線束的電纜本身的屏蔽層的覆蓋率也已經普遍可以超過85%，對于這個系統的連接點的高壓連接器，其屏蔽性能的好壞就非常的重要，如果說屏蔽是一個由面到點的考量，那么高壓連接器的屏蔽性能就是這個非常重要的點；
對于塑料級的連接器，我們通常會采用金屬屏蔽罩的方式進行360°的連續屏蔽傳導（上篇文章中有詳細聊過屏蔽罩的設計及材料等內容）；而對于金屬連接器而言，其通過自身的本體就可以進行直接傳導，而且風險更低，屏蔽電阻也會更小；按照大眾體系的標準要求，在整個產品的生命周期內，屏蔽連接的接觸電阻＜10mΩ，現在行業內，大家普遍的要求＜5mΩ；個人認為目前塑料連接器的屏蔽罩本身的屏蔽性能已經做的非常好了，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性；
散熱能力
大電流的連接器傳導
展開 汽車連接器標準QC／T-1067解析
當前連接器標準非常多，國際標準ISO 8092、SAE標準USCAR-2，同時很多的汽車企業也定義了屬于自己企業的連接器標準，如大眾公司的VW 75174、通用的GMW-3191、上汽集團的SMTC 3 862 001、吉利汽車的Q／JLY J7110195C等，和目前中國最新修訂的行業標準QC／T-1067-2017 （替代QC／T-417）。本文針對QC／T-1067-2017標準帶來全面解析。
連接器標準QC／T-1067對連接器使用環境的定義
對于一款連接器，在研發之初都會在其規格書中定義出該連接器的使用環境溫度、載流能力、防護等級、抗振等級等規格參數，連接器選型工程師需要了解到不同的使用環境對連接器的不同要求，這一點在目前的使用標準中也有很詳細的定義。QC／T-1067的標準定義見表1~表3：
表1 QC／ T-1067溫度等級
表2 QC／ T-1067振動等級
表3 QC／ T-1067密封等級
表4 QC／ T-1067振動等級
振動實驗主要驗證連接器系統在模擬實際車載振動條件下的性能是否滿足要求，因為在振動或者振動沖擊情況下，會引起端子接觸面的鍍層磨損、正壓力衰減、支撐塑料材料的機械性能失效等，根據實驗參數，需要在振動實驗中連續監控接觸電阻并保證線路中接觸電阻超過7Ω（或者1Ω） 的時間不能超過1微秒。
展開 電動汽車高壓連接器是否需要新增鋁導線選項卡？
其蠕變和冷流效應是目前鋁導難以在汽車上大面積使用的主要原因了，很大的一個問題當屬兩種材料的機械式結合帶來的化學反應問題，其次就是鋁本身較高的熱膨脹系數問題，所以其采用傳統的方式連接還是存在一定的不確定性的；
當然隨著技術的發展，銅鋁連接會越來越多，也越來越普遍，電池里面就在大量的應用。很多廠家可以通過端子材料的轉換、增加輔助材料等方式來實現一定平方的電纜連接使用；
02
我們看完了第一個舊聞，我們在看看第二個：
這則新聞是泰科的人在一個電池論壇上接受采訪的時候說的，也是比較舊的新聞了，但是我查看了一下，這個產品的確用在了Model3的充電線上了，而且之前我在上海連電論壇上聊 “插片式”產品時，也講過這個，本身這種插片式的結構在歐美的車型上應用很多也很主流，而且從其設計的結構和尺寸上來說，相比圓形結構而言，提高撒熱能力的文章可做的地方會很多，也可以使連接器的結構尺寸更小，還是比較符合主流的設計趨勢的，當然contact的設計方式我們后面再另起文章再述，三言兩語很難說的詳細；泰科的這個產品讓人比較感興趣的是它增加了鋁導線焊接的選項卡，而且通過泰科的描述，他們能夠解決發熱的問題，本身采用超聲波焊接或者一些釬焊是可以解決這個問題的，據說特斯拉的工程師對于可以增加鋁導線選項很滿意，我看了一下網友的評論，特斯拉還是有想法把更多的線換成鋁制線的，既然換成鋁制線，對于連接器而言，尤其高壓連接器而言，在未來的設計當中是否也應該預留鋁制導線連接的選項卡呢？
隨著技術的發展，鋁導線在電動汽車的應用會逐步增多，對于連接器而言我相信它一定會是功能組合化的產物，或者鋁線連接選項卡會是其中一項，液冷連接選項會是另外一項？
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