车用电线束连接器依据设计输入的选用原则

2021-06-04康燕子

汽车实用技术 2021年10期

康燕子

（鹤壁职业技术学院，河南鹤壁 458030）

前言

随着汽车行业的快速发展，对汽车用连接器的需求也日益增多。因此各连接器生产厂商在与主机厂同步开发的同时，根据连接器的设计输入，可以在现有的连接器中选出合适的产品。这种根据设计输入选型的连接器既能满足功能要求，又可以不用重新开发模具；既提高了生产效率，又节约了生产成本。因此，根据设计输入来选型现有的汽车用连接器就显得尤为重要。

在根据设计输入[1]来选型现有的汽车用连接器时需要重点考虑的设计因素有：使用位置、实际使用电压及电流、孔位数的要求、使用线径的要求、装配力及装配空间的要求等。

1 使用位置

在选型连接器时，首先要确定此连接器的使用位置，使用位置的不同直接决定了所在位置的环境湿度及环境温度。环境湿度决定了所选连接器的密封性能[2]，环境温度决定了所选连接器的材质。

1.1 依据使用位置来界定所选连接器是否防水

汽车用连接器可以依据汽车涉水线的涉水深度来判断所选用连接器是否需要防水。车辆的涉水深度可以依据轮胎的直径，以车辆直径的上限为最低涉水深度。这样无论是轿车还是SUV都可以通过轮胎的直径来区分连接器的干湿区：在涉水线（包含涉水线）以下的区域定义为防水区，在涉水线以上的区域定义为不防水区。需要特别说明的是，发动机舱和行李箱因为使用功能的原因，容易接触到液体，故可以把发动机舱和行李箱定义为防水区

1.2 依据使用环境湿度来界定所选连接器的材料

根据汽车行业标准的定义[3]，对汽车各部位温度等级进行了划分：

－40℃～85℃：乘客舱（不推荐）；－40℃～100℃：乘客舱；

－40℃～125℃：发动机旁边；

－40℃～155℃：发动机及发热部件的附近位置；

－40℃～175℃：供需双方协商。

可以参照行标对于汽车各位置的温度划分来定义不同位置的材料。

连接器护套在材料的选取上可以参照表1[4]：

表1 常见护套材料使用温度范围

连接器端子在材料的选取上我们可以参照表2[4]：

表2 常见端子材料的适合使用温度范围

综上所述，设计输入时，根据不同使用位置可以定义不同的连接器类型（防水类型）和所需连接器的材料。

2 电压的大小

在连接器的众多分类中，如果按照电压的大小来分类的话，可以分为高压连接器和低压连接器。高压连接器主要指的是电压大于60V但不高于600V，低压连接器电压不高于60V。高压连接器更多使用在新能源的电动汽车上或者是混合动力的汽车上，此种连接器需要承受更大的输出电压。在一般的机械动力汽车中，绝大部分还是低压输出为主。因此生产厂家提供的电压一般都小于50V，最常见的电线束连接器的电压为12V和24V[5]。因此在设计输入时，只有确定了输出电压的大小才能确定所用连接器的具体类型。

3 电流的大小及性质

连接器是车身重要的电器元件，其最本质的功能是传递电信号及电流。因此电流的大小直接决定了所选连接器的类型。而影响汽车连接器电流传输的因素有很多[6]。额定电流的大小是我们重点关注的指标。

额定电流又称为工作电流，一般连接器的工作电流可小于额定电流。对于连接器来说，电流最终的体现形式是端子与端子实现的最终导通。在实际的应用过程中，因为导体端子在接触的过程中会有接触电阻的存在，如果使用时间较长，会使导体附件温度升高。而导体附件周围温度的升高又会恶化端子表面镀层的软化，情况恶劣时会导致电器故障。所以在设计输入时，一定要考虑端子使用的环境温度。

4 孔位数的要求

连接器在考虑设计输入时，最基本的要素就是所需连接器的孔位数。一般会选择孔位数接近或是孔位数稍多的连接器。这样在汽车平台化沿用时可以不用更换新的连接器，但是预留的孔位数不宜太多，太多会造成功能过剩，成本增加。一般可根据主机厂的主观要求来作为参考。

防水型连接器的选型，要考虑到多余的孔位一定要用密封栓堵起来，否则起不到密封作用。

5 端子尾部型号的要求

连接器端子的选用主要考虑到两个因素：一个是所需电流的大小，一个是适配导线线径的大小，这两个因素也是相辅相成的。需要用大线径时，所需端子的载流能力也会要求更大；当所需电流较小时，所需端子的线径要求也会更小。

6 装配力要求

装配力的大小在连接器的行标中，又叫结合力。此结合力是指连接器的公端和母端在相互对插配合时所需力的大小。原则上装配力越小越好。装配力的大小如果按照连接器结构分类，可以分为无助理结构连接器和助理结构连接器。

6.1 无助理结构连接器装配力选用原则

装配力的要求主要体现在生产现场操作工人的操作难易程度上。一般操作力较大时操作工人会容易抱怨，在后期维修时也会很困难。影响装配力的因数主要是单个导电端子的插拔力和单个连接器所需的孔位数。在连接器国家行业标准QC/T 1067中规定，汽车用连接器最大的接合力不超过75N。所以在遇到孔位数较多的连接器时可优先考虑助理结构的连接器，目的就是为了减小连接器的装配力。

6.2 助理结构连接器装配力选用原则

一般设计输入的连接器孔数较多时，连接器的装配力会特别大，此时就要优先考虑助理结构的连接器。此类连接器利用杠杆及其他一些助理结构的设计原理，使连接器用很小的力就可以达到装配结合，大大提高了生产效率，减少了客户的抱怨。

7 装配空间要求

在实际的装配过程中，影响连接器装配的空间影响因素如下：

（1）连接器本身的体积需小于装配空间的大小。

（2）装配空间要有一定的可操作性。

此空间要考虑在装配时要借助于外部工具，比如：手、钳子等。其中用得最多的是人工操作，这样就一定要考虑在装配时手的工作尺寸大小。

一般在手工装配连接器时，手的头部高度的装配尺寸在60mm左右，手的尾部高度的装配尺寸在85mm到120mm之间。这样，在设计输入时一定要考虑装配时占用的空间。

（3）安装周围不能有尖锐物体的存在。

8 固定要求

对于汽车用连接器来说，原则上用到车身上的任何位置都需要固定，因此连接器在车身上的固定方式和牢靠性也就特别重要。一般汽车用连接器的固定方式可分为支架固定和固定卡扣的固定方式。其优缺点分别为：支架的固定方式可以更加灵活但是成本较高，固定卡扣的固定方式具有一定的通用性且成本较低。故多数情况下都选用固定卡扣的固定方式。