高壓系統(tǒng)工作時電流高達(dá)幾十安,甚至數(shù)百安,高壓連接器相比傳統(tǒng)低壓連接器,需承受更高的電壓和電流,面對汽車振動顛簸、雨雪泥沙等惡劣的使用環(huán)境,高壓連接系統(tǒng)故障的概率也大大提升,而一旦發(fā)生問題,輕則過熱影響車輛功能,重則引發(fā)燃燒事故,威脅用戶的生命安全。因此,新能源汽車對高壓連接器的安全性、可靠性等提出了更高的要求。
為保證高壓連接器品質(zhì),廠家在生產(chǎn)下線時會對其進(jìn)行電氣性能、機(jī)械性能、氣密性、環(huán)境適應(yīng)性等綜合測試,但這并不能保證高壓連接器在后期的使用過程中安全可靠?,F(xiàn)場使用及實驗數(shù)據(jù)表明,汽車高壓連接器各類失效模式中,電接觸失效占比最大,約 45%。各大廠家在預(yù)防高壓連接器失效設(shè)計方面,做了大量工作,比如常見的高壓互鎖功能,但在終端市場,仍存在較多高壓連接器失效問題。
1、電接觸失效
電接觸失效的原因一般有電接觸壓力不足、接觸磨損等。新能源汽車用高壓連接器結(jié)構(gòu)如下圖所示,主要由接觸件、屏蔽層、殼體及附件等部分構(gòu)成。其中,接觸件負(fù)責(zé)傳遞電能,是引起電接觸失效的主要薄弱環(huán)節(jié),由于整車振動、插接偏心、金屬變形、異物干擾等原因,高壓連接器接觸件接觸不良、接觸電阻增大,導(dǎo)致在大電流通過時該處發(fā)熱嚴(yán)重。
2、絕緣失效
高壓連接器表面可能有潮濕、腐蝕性物質(zhì)等與表面水膜融合形成離子型導(dǎo)電通道。造成這個結(jié)果的原因是有一部分的絕緣表層難以清洗干凈,所以在質(zhì)檢過程中必須嚴(yán)格篩選。需要注意的是:測試絕緣電阻的電壓是直流電、而測試抗電強(qiáng)度是交流電,測試絕緣電阻的功率大大低于測試抗電強(qiáng)度的功率。
3、機(jī)械連接失效
電連接器機(jī)械連接失效表現(xiàn)為多種失效模式,與工藝過程,使用過程密不可分,焊接、壓接、安裝和應(yīng)力狀態(tài)是機(jī)械連接的薄弱環(huán)節(jié)。機(jī)械連接失效通常在使用過程中暴露出問題,對應(yīng)用于要求比較高的產(chǎn)品,可進(jìn)行早期的篩選和評價試驗,提高使用可靠性。
其實隨著科技發(fā)展,人們需要解決的高壓連接器失效的問題越來越多,高壓連接器的失效模式也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這幾種,其他的例如裝配失誤、尺寸不符、漏氣、彈性元件斷裂等等。在實際的生產(chǎn)操作中可進(jìn)行早期的篩選和評價試驗,高壓連接器作為新能源汽車高壓部件之間的聯(lián)系紐帶,其可靠性直接影響車輛的功能與安全。