微动开关接触可靠性提升工艺创新实践

李晋川，汪 净

(四川华丰科技股份有限公司 ，四川绵阳，621000)

1 引言

新能源车高压配电系统PDU(Power Distribution Unit)通过母排及线束将高压元器件进行电连接，为新能源汽车高压系统提供充放电控制、高压部件上电控制、电路过载短路保护、高压采样、低压控制等功能，保护和监控高压系统的运行。在PDU的性能参数中，逻辑通断为重要的电检参数之一，对逻辑通断不合格进行正确分析与改进，是为PDU提升质量的重要依据。而微动开关的接触可靠性是影响PDU逻辑通断正确性的的重要元器件之一。

2 应用现状调查

我们对2019年上半年在线生产高压配电系统总成的不良现状做了调查，平均良品率为92.61%。其中，逻辑通断的不良占比36.47%。

由柏拉图可以看出，微动开关故障是造成逻辑通断检测不合格的主要原因。

3 微动开关导通故障主要原因分析

从树图分析出主要原因如下：

1)微动开关触点的接触面积太小容易导致接触不良；

2)在微动开关制造过程异物吸附及微动开关焊接装配时助焊剂挥发渗入微动开关触点表面残留导致接触不良；

3)微动开关焊接方法不正确。

图1 高压配电系统不良柏拉图

图2 PDU应用示意图

图3 影响逻辑通断数据柏拉图

图4 微动开关原理图

图5 微动开关导通故障分析树

4 微动开关接触可靠性提升工艺创新实践

4.1 增大接触面积

增大微动开关触点的接触面积，将球面触点设计改进为条纹状防尘槽触点，降低或避免异物对触点的影响。

图6 改进前：球状结构触点

图7 改进后：条纹状防尘槽结构触点

改进前，球状结构触点：碳化物易积于表面，影响开关性能，导致接触电阻值偏大。

改进后，条纹状防尘槽结构触点：触点在接触瞬间摩擦时产生自洁动作，碳化物及其他污物会积累于槽底部，不会影响开关性能。

4.2 吹吸尘装置改善提升(增加在微动开关组装上盖前)

吹离子风去除异物同时用吸尘机吸尘，在吹吸除尘时增加按压动作，提升除尘效果。经测试，条纹状防尘槽结构触点设计改进，以弱电情况下，机械寿命显著提高约10万次，且接触电阻稳定，抗干扰能力强。

图8 增加离子风发生器，普通风变为离子风

图9 增加吸尘机吸尘

4.3 改进焊接手法

焊接手法提升： 对微动开关焊接线时，先将线束剥头浸锡，控制焊接时间<3s。

5 结束语

将微动开关球面结构触点设计改进为条纹状防尘槽结构触点，经过测试，球面状结构触点碳化物会积于表面，影响开关的导通性能，而条纹状防尘槽设计改进触点能将碳化物及其他污物积累于槽底部，不会影响开关性能。条纹状防尘槽结构触点增大了接触面积，从而保证了接触电阻稳定，抗干扰能力强。提出了线束剥头预浸锡的工艺方法，可以降低微动开关焊接线时间，减少助焊剂挥发渗入微动开关对触点的影响，降低产品虚焊不良，提高焊接产品率。

通过对微动开关接触可靠性提升工艺创新实践，微动开关故障数占生产总量百分比由改善前1.87%降低到了0.13%，叠加其他方面的优化活动，PDU整体在线装配良品率由92.61%提升到了98.34%。

本工艺创新实践课题荣获首届上汽通用五菱“质领未来”创新大赛奖。