高壓連接器也被稱為高壓接插件，是車用連接器的一種，一般指的是工作電壓在60V以上的、主要負(fù)責(zé)傳輸大電流的連接器。

高壓連接器主要使用在電動汽車高壓大電流回路中，和導(dǎo)線同時作用，將電池包的能量通過不同的電氣回路，輸送到整車系統(tǒng)中的各個部件，如電池包、電機(jī)控制器、DCDC轉(zhuǎn)換器、充電機(jī)等高壓部件。

目前，高壓連接器主要有三種標(biāo)準(zhǔn)體系，分別為LV標(biāo)準(zhǔn)插件，USCAR標(biāo)準(zhǔn)插件，以及日標(biāo)插件，此三種插件目前以LV在國內(nèi)市場流通性最大，工藝標(biāo)準(zhǔn)最完善。

高壓連接器主要由4大基本結(jié)構(gòu)組成，分別為接觸器、絕緣體、塑殼和附件。

(1) 接觸件：完成電氣連接的核心零件，即公母端子、簧片等；

(2) 絕緣體：支撐接觸件，保證接觸件之間的絕緣，即內(nèi)塑殼；

(3) 塑殼：連接器的外殼，保證接插對準(zhǔn)和保護(hù)整個連接器，即外塑殼；

(4) 附件：包括結(jié)構(gòu)附件和安裝附件，即定位銷、導(dǎo)向銷、連接環(huán)、密封圈、轉(zhuǎn)動杠、鎖止結(jié)構(gòu)等。

高壓連接器可以按多種方式進(jìn)行區(qū)分。連接器是否帶有屏蔽功能，接插針腳的數(shù)量等，都可以成為連接器分類的定義。

一. 有無屏蔽

高壓連接器按有無屏蔽功能分為非屏蔽型鏈接器和屏蔽型連接器。

非屏蔽型連接器結(jié)構(gòu)相對簡單，無屏蔽功能，成本相對較低。使用在無需屏蔽的位置，如充電回路、電池包課題內(nèi)部及控制內(nèi)部等由金屬殼體包覆的電器上。

屏蔽型連接器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有屏蔽要求，成本相對較高。適用于必須有屏蔽功能的地方，如用電器外部與高壓線束相連處。

二．接插數(shù)量

高壓連接器按連接端口(PIN)數(shù)量分，目前使用居多的有1P連接器、2P連接器和3P連接器。

1P連接器結(jié)構(gòu)相對簡單，成本相對低。滿足高壓系統(tǒng)的屏蔽、防水等要求，但裝配工序略復(fù)雜， 返修可操作性差。一般應(yīng)用在電池包和電機(jī)處。

2P和3P的連接器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本相對較高。滿足高壓系統(tǒng)的屏蔽、防水等要求，維修性好。一般用于直流電輸入輸出，如高壓電池包上，控制器端，充電機(jī)直流電輸出端等。

高壓連接器應(yīng)遵循SAE J1742規(guī)定的要求，具有以下技術(shù)要求：

高壓系統(tǒng)對高壓連接器的要求包括但不僅限于：具有高電壓、大電流性能；需要能夠在各種工況下實(shí)現(xiàn)等級較高的防護(hù)功能(例如高溫、震動、碰撞沖擊、防塵防水等)；具備可安裝性；有良好的電磁屏蔽性能；成本應(yīng)盡可能的低并且耐用。

根據(jù)以上高壓連接器應(yīng)具備的特點(diǎn)和要求，在高壓連接器設(shè)計之初，就需要將如下設(shè)計要素作為主要考量內(nèi)容，進(jìn)行有針對性的設(shè)計和試驗(yàn)驗(yàn)證。

為提高連接器設(shè)計的可靠性，首先應(yīng)分析其故障模式，以便做好相應(yīng)的預(yù)防設(shè)計工作。

• 連接器通常有接觸不良、絕緣不良和固定脫落三種主要故障模式。

（1）針對接觸不良，可采用檢測靜態(tài)接觸電阻、動態(tài)接觸電阻、單孔分離力、連接點(diǎn)和元器件的耐振性等指標(biāo)來加以判斷；

（2）對于絕緣不良，可檢測絕緣體絕緣電阻、絕緣體時間退化速度、絕緣體、接觸件等零件尺寸指標(biāo)來加以判斷；

（3）對于固定脫落類的可靠性，可檢測端子和連接器的裝配公差、耐力矩、連接針保持力、連接針插入力、環(huán)境應(yīng)力狀況下保持力等指標(biāo)來加以判斷。

• 分析連接器的主要故障模式和失效形式后，可采取以下措施來提高連接器設(shè)計的可靠性：

（1）選擇合適的接插件。

接插件的選擇不僅要考慮連接電路的類型和數(shù)量，還要有利于設(shè)備的組成。如圓形連接器受氣候和機(jī)械因素的影響比矩形連接器小，并且機(jī)械磨損小，與導(dǎo)線端連接可靠，所以應(yīng)盡可能地選擇圓形連接器。

（2）連接器中接觸件數(shù)量越多，系統(tǒng)的可靠性越低，所以在空間、重量允許的情況下，盡量選擇接觸件數(shù)量較少的連接器。

（3）選用連接器時，應(yīng)考慮設(shè)備的工作條件。

這是因?yàn)檫B接器的總負(fù)載電流和最大工作電流往往是根據(jù)在周圍環(huán)境的最高溫度條件下工作時所允許的熱量來確定的。同事為了降低連接器的工作溫度，應(yīng)充分考慮連接器的散熱條件，如可使用距連接器中心較遠(yuǎn)的接觸件來連接電源，這樣更有利于散熱。

（4）防水防腐。

當(dāng)接插件在有腐蝕性氣體、液體環(huán)境中工作時，為防腐蝕，在安裝時應(yīng)注意竟可能從側(cè)面水平安裝，當(dāng)條件需要而垂直安裝時，應(yīng)防止液體順著引線流入接插件內(nèi)，一般使用防水接插件。

接觸連接技術(shù)主要考察的是接觸面積和接觸力，包括端子與導(dǎo)線的接觸連接，端子與端子的接觸連接。

接觸件的可靠性是決定系統(tǒng)可靠性的重要因素，也是整個高壓線束總成的重要組成部分。由于部分端子、導(dǎo)線和連接器的工作環(huán)境惡劣，端子與導(dǎo)線的連接、端子與端子的連接容易發(fā)生各種各樣的故障，如腐蝕、老化以及在振動作用下松脫等問題。

由于接觸件的損壞、松脫、脫落、失效所導(dǎo)致的電氣線束故障占整個電氣系統(tǒng)故障的50%以上，所以整車高壓電氣想通可靠性設(shè)計中，應(yīng)充分重視接觸件的可靠性設(shè)計。

一.端子與導(dǎo)線接觸連接

端子與導(dǎo)線的連接，指的是兩者中間通過壓接工藝或超聲波焊接工藝進(jìn)行連接。目前壓接工藝和超聲波焊接工藝被普遍使用在高壓線束中，各有優(yōu)劣勢。

（1）壓接工藝

壓接工藝的原理是通過外力將端子的壓接部分為導(dǎo)體金屬絲進(jìn)行簡單的物理擠壓。端子壓接的高度、寬度、剖面狀態(tài)和拉拔力是端子壓接質(zhì)量最核心的內(nèi)容，決定了壓接質(zhì)量的好壞。

但需要注意的是，任何精細(xì)加工的固體表面，其微觀結(jié)構(gòu)表面總是粗糙不平的，端子和導(dǎo)線經(jīng)過壓接，并不是整個接觸面的接觸，而是散布在接觸面上的一些點(diǎn)的接觸，實(shí)際接觸面必然小于理論接觸面，這也是壓接工藝接觸電阻較高的原因。

機(jī)械壓接受壓接工藝影響較大，如壓力、壓接高度等，需要通過壓接高度和剖面分析/金相分析等手段來進(jìn)行生產(chǎn)控制，因此壓接工藝的壓接一致性一般，刀具磨損影響較大，可靠性一般。

機(jī)械壓接的壓接工藝成熟，實(shí)際應(yīng)用范圍甚為廣泛，是傳統(tǒng)工藝，幾乎所有大型供應(yīng)商均有采取此工藝的線束產(chǎn)品。

（2）超聲波焊接工藝

超聲波焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的物體表面，在加壓的情況下，使兩個物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。

超聲波焊接是通過超聲波發(fā)生器將50/60赫茲電流轉(zhuǎn)換成15、20、30或40 KHz 電能。被轉(zhuǎn)換的高頻電能通過換能器再次被轉(zhuǎn)換成為同等頻率的機(jī)械運(yùn)動，隨后機(jī)械運(yùn)動通過一套可以改變振幅的變幅桿裝置傳遞到焊頭。焊頭將接收到的振動能量傳遞到待焊接工件的接合部，在該區(qū)域，振動能量被通過摩擦方式轉(zhuǎn)換成熱能，將金屬熔化。

從性能上來說，超聲波焊接工藝的接觸電阻小，長時間過電流發(fā)熱??；安全性方面，牢靠，長時間振動狀態(tài)下不容易松動脫落；可適用不同材料間的焊接；受表面氧化或鍍層影響下；可通過壓接過程相關(guān)波形監(jiān)控判斷焊接質(zhì)量。

雖然超射波焊接工藝的設(shè)備成本較高，并且所焊接的金屬件不能太厚(一般≤5mm)，但超聲波焊接作為一種機(jī)械處理過程，在整個焊接過程中無電流流過，因此不存在熱傳導(dǎo)和電阻率的問題，是高壓線束焊接未來的趨勢。

不論是壓接工藝還是超聲波焊接工藝，端子與導(dǎo)線連接后，其拉脫力需滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，導(dǎo)線與連接器連接后，拉脫力不應(yīng)小于最小拉脫力。

本文主要闡述了高壓連接器的基本構(gòu)成、多種分類、設(shè)計要素、故障分析、對應(yīng)措施，以及對連接器做更深入地拆解，對其段子與導(dǎo)線接觸連接進(jìn)行了介紹。下一篇推文中，我們將繼續(xù)介紹高壓連接器端子與護(hù)套的連接，連接器絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計、防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計、耐高壓性能設(shè)計等重點(diǎn)內(nèi)容，歡迎大家交流、雅正。