车用电线束插接器的应用

曹荣，郭燃，王武军，牛顺利，霍亚菲

（1.河南天海电器有限公司，河南鹤壁458030；2.中国核电工程有限公司，辽宁葫芦岛125000）

车用电线束插接器的应用

曹荣1，郭燃2，王武军1，牛顺利1，霍亚菲1

（1.河南天海电器有限公司，河南鹤壁458030；2.中国核电工程有限公司，辽宁葫芦岛125000）

通过分析插接器的功能、材料及使用环境的情况，提出在线束设计中如何去选择合适的插接器。

插接器；环境因素；电气性能；机械性能

0 引言

在汽车工业快速发展的今天，汽车电气系统在车中的地位越来越重要，各种不同特性的电器在汽车上不断涌现，它们对汽车线束的电性能要求也越来越高。

线束是对汽车进行电信号控制的载体，线束质量的好坏，直接关系到汽车电器装置能否正常运行。线束主要由导线和插接器组成。插接器用于汽车电路各连接点的连接，其质量好坏、质量的稳定性，都会直接影响电信号的传递。因此，很多电器装置功能失效或性能不稳定，都是由于插接器的功能失效或性能不稳定造成的。文中通过分析插接器的功能、材料及使用环境的情况，提出了在线束设计中如何选择合适的插接器。

1 插接器的介绍

汽车插接器在线束中的作用非常单纯：在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间，架起沟通的桥梁，从而使电流流通，使电路实现预定的功能。插接器一般由护套和端子配合共同实现电器连接。

1.1 端子

在插接器中端子主要是提供导通电路信号的部件。只有保证端子在合适的负载下，并维持端子弹片间的正压力从而形成稳固的电器连接，才能保证电线束甚至是整车电器性能的稳定。

端子分为插头和插座，插头是插入插座可完成电气连接的插接件，插座是接受插头形成电气连接的插接件。

由于铜金属具有良好的导电、导热及加工成型特性，因此汽车用插接器端子的制造材料大部分都是铜合金，最常用的材料是：青铜（QSn6.5-0.1、QSn8-0.3）和黄铜（H62、H65、 H68、H70）。

Qsn6.5-0.1具有高的弹性、耐磨性和抗磁性好，在热态和冷态下均可压力加工，焊接和钎焊性良好，可切削性好，在大气、淡水中抗蚀性好，铸造性能良好

QSn8-0.3具有很高的强度、弹性和耐磨性。

H62有很高的强度，热加工性好，冷加工性中等，抗蚀性强，易焊接。

H65有良好的力学性能，能承受冷热加工，性能居H68和H63黄铜之间，用于制作小五金、日用品、螺钉等制件。

H68塑性优良，强度较高，但冷作时有 “季裂”倾向，作复杂的冷冲件和深冲件，如波纹管。

H70塑性优良，强度较高，切削加工性好，可焊接，耐蚀性好。

端子在实际使用时，为增加端子的导电性、耐磨性、抗腐蚀性、可焊性及提高端子的表面光洁性，会对端子表面进行一些处理。常用的方法有酸洗、钝化、镀锡、镀银、镀金、镀镍等。

酸洗和钝化。端子加工完成，经过酸洗和钝化后可以清洗其表面的油渍，并为端子表面增加一层氧化膜，使端子看起来更光洁。

镀锡。镀锡有3种类型：预镀锡，预覆层，电镀。锡比较软，起保护作用、防止腐蚀，比较廉价，容易焊接，镀层厚度为2～12μm。黄铜或青铜镀锡耐温110℃。这也是车用端子最常用的表面处理方式。

镀银。银光泽为白色，属贵重金属，软，导电性好，容易惰性氧化，所以易失去光泽，但氧化后的银仍然导电。黄铜或青铜镀银可耐温150°。

镀金。电镀金是现有的插接器最优质的镀层方法，较软，很耐腐蚀，在纯酸里不溶解，良好导电性，较昂贵，因此选择性镀金工艺更为合理，即只在接触部位镀金。镀金厚度一般为0.4～3.5μm。

镀镍。镍比较贵重，是银白色金属，导电率差，坚硬，表面光滑，经常用于镀金的底镀层，焊接性差，钢接触件大多采用镀镍。

1.2 护套对端子进行固定、机械保护和工作环境遮蔽保护。

护套分为插头护套和插座护套，插头护套是固定插头端子的护套，插座护套是固定插座端子的护套。

由于插接器分布在汽车中的各个区域，每个区域的环境情况各不相同，所以在护套的设计中会用到不同的材料。常用的材料有：PBT及其改良材料、尼龙（PA6、PA66）及其改良材料、PP及其改良材料、ABS及其改良材料、POM及其改良材料和PC及其改良材料等。其材料性能见表1。

在插接器中护套主要是为了隔离端子，使之不能导电，并在实际使用中，这些材料并不能完全满足车内耐高温和阻燃的需要，所以就在原有材料的基础上加入了改良材料，以提高其耐高温和阻燃的特性。根据加入成分的不同，经过改良的材料高温可以到140～200℃之间，阻燃可以到HB～V0（美国UL标准）之间。

表1 护套设计常用材料的特点

2 插接器的选用

汽车插接器在整车中占到的比列很小，但连接节点却特别多，也就是可能引起故障的节点比较多，在车的使用过程中若出现质量问题，往往还会引起比较恶劣的后果。所以在线束的设计中如何选好插接器就变得尤为重要。

2.1 根据插接器的用途选择

首先是线与线之间连接的插接器，这种插接器通常用在线束与线束之间的连接。根据整车电器的情况，大概需要5～10个成对插接器将各个不同功能的线束连接起来。在选择这种成对插接器时，原则就是尽量选择同一家族的产品。

其次是一般电器功能连接，如各种灯、开关、传感器等，线束端一般为插座总成，插头由电器自带。这里需要指出的是：尽量推荐电器端与线束端为同一个厂家的产品，以保证其适配性；在条件不允许的情况下，选用不同厂家的插座要与电器上插头进行匹配设计，确保配合完好。

再次就是重要功能性插接器的连接，如ECU、ABS、安全气囊、发动机控制系统等。此类插接器是专用的，选择时要特别慎重，选择结果最好得到产品工程师的确认。

2.2 根据插接器的安装位置及环境选择

首先是对接在发动机上的插接器。这类的插接器是电器产品中要求最高的，最主要的问题是耐温和抗震，大部分都需要防水。一般在此区域的插接器工作温度为110～155℃，试验温度为125～175℃，加速度最大20g。这类插接器一般是专用的，由于耐温要求高，一般选择尼龙 （PA）、PBT的改性材料。抗震性能主要由产品结构来决定，可以要求插接器厂家提供相关的实验报告。

其次是安装在发动机舱内的插接器。这类的插接器的问题同样是耐温、抗震及防水。发动机舱内湿热的环境会引起水蒸气在绝缘体表面吸收及扩散，从而引起绝缘体的击穿。同时潮湿的环境也容易加速端子表面的氧化。其工作温度比发动机上稍低，在95℃左右，试验温度为120℃。一般选择尼龙（PA）、PBT、PP或其改良后的产品。

再次是底盘及灯具的插接器。根据车型及设计的不同，有很多车底盘的插接件是裸露在外的，像这类的插接器主要问题就是防水，也有个别灯具需要耐高温，这得根据灯的功率再去作分析判断。

最后是其他部位的插接器，工作温度为65℃，试验温度为85℃。基本上所有插接器都可以使用在这些部位，除个别有特殊要求者以外。

插接器的安装空间也是需要考虑的一个方面，主要考虑插接器在对插时的操作位置，接着考虑插接器的最大尺寸，有些地方要在安装时通过特定空间等。2.3 根据插接器的电气性能选择

首先要考虑使用的额定电压。插接器的额定电压取决于插接器所使用的绝缘材料、导电端子间的间距。一般插接器生产商提供的额定电压是指插接器的最高工作电压。

其次要考虑通过的额定电流。一般国内较大的插接件供应商会在他们的产品手册上提供插接件的额定电流，该电流是指插接件在常温下的最高工作电流。对于高温工作环境和插接件多孔的情况，实际选用时，需要降低一定的比例使用。

再次要考虑插接器的接触电阻。接触电阻是指一对连接的插接件之间的电阻，如图1所示，即参考点之间的电阻，当无法从参考点处测量电阻时，实际测量点与参考点之间的电阻应被减掉。

最后要考虑插接器的绝缘电阻和绝缘介电强度，主要是通过测试相邻端子间、端子和插座表面间的绝缘电阻值。其影响因素有绝缘体材料、环境温度及湿度等。

2.4 根据插接器的机械性能选择

首先要考虑插接器的插拔力。插接器的插拔力是指装满端子的插头护套和插座护套连接和分离所需的力。理论上要求插拔力越小越好，但过小的插拔力又会造成插接器导电端子间接触性能的降低。所以在选择插接器时，要在充分满足电性能要求的基础上，插拔力越小越好。在考虑插接器的插拔力时，还要特别关注插接器的安装位置，对于那些手工不好操作的位置要重点注意。

其次要考虑端子和护套间的配合和分离力。配合力一般规定：当端子压接线径小于1mm2时，装配力应小于15N；当端子压接线径大于1mm2时，装配力应小于30N。分离力一般规定：对于2.8以下规格的插接器，端子从护套中分离所需的力要大于40N；对于2.8以上规格的插接器，端子从护套中分离所需的力要大于60N。

最后还要考虑插接器的机械寿命。汽车插接器通常要求最少满足10次插拔后装配和电气性能正常；对于端子表面镀银的，要满足30次以上；对于表面镀金的，要满足100次以上。

3 结束语

插接器在汽车线束中是至关重要的一环。现实工作中往往因为其外形上的千变万化、性能上的差异、环境的恶劣程度而使插接器在选型后，出现这样那样的问题。所以用户在选择插接器时，要从多个角度去验证它的可靠性，才能保证插接器在车中的正常工作，从而保证汽车电路的正常运行。

【1】全国汽车标准化技术委员会.QC／T 417-2001车用电线束插接器［S］，2001.

【2】国防科学技术工业委员会.GJB217-91电连接器实验方法［S］，1991.

2014 纽约车展新技术盘点

2014 纽约车展在规模上虽然不及1月份举办的底特律车展，但车企扔非常愿意在这个舞台上展示各自最新的车型及技术。彭博社评论道，“纽约车展在时间上临近消费热度渐增的夏天，是各品牌争先展出新车的最好时机”。那么此届纽约车展有哪些新玩意儿出现呢？

（1）新马自达MX－5采用创驰蓝天底盘，减重220磅；

（2）大众推出新捷达，全新发动机／空气动力学优化／安全配置升级；

（3）路虎Discovery Vision概念车采用创新“透明”发动机盖，助司机看清路况；

（4）2014款日产Rogue率先标配智能后视镜，实现电子屏与传统屏切换；

（5）新福克斯配备更多传感器，首次标配后视摄像头；

（6）标致混动概念车Exalt，大量木质内饰夺人眼球。

（来源：盖世汽车网）

Application of the Vehicle Wiring Harness Connector

CAO Rong1，GUO Ran2，WANGWujun1，NIU Shunli1，HUO Yafei1
（1.Henan THB Electric Co.，Ltd.，Hebi Henan 458030，China；2.China Nuclear Power Engineering Co.，Ltd.，Huludao Liaoning 125000，China）

The functions，materials and using circumstance of the connector were analyzed.How to choose a suitable connector in the design process of the vehicle wiring harness was presented.

Connector；Environmental factors；Electrical performance；Mechanical performance

2014－02－18

曹荣（1983—），男，本科，助理工程师，主要从事汽车用连接器、电器盒的推广工作。E-mail：caorong＠thb.cn。