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【汽车线束】连接器使用标准、规格对比(中)

2023-5-7 19:13| 发布者: 413254967| 查看: 2423| 评论: 0

摘要: 标准 VS 机械性能 Criteria VS Mechanical Properties

标准 VS 机械性能

Criteria VS Mechanical Properties

目前在 QC/T-1067 定义了连接器机械性能20项、 USCAR-2 定义了连接器机械性能18项、 GMW-3191 定义了连接器机械性能21项:

新知达人, 【汽车线束】连接器使用标准、规格对比(中)

(表12 QC/ T-1067标准20项机械性能实验项目)

新知达人, 【汽车线束】连接器使用标准、规格对比(中) 

 (表13 USCAR-2标准18项机械性能实验项目)

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(表14 GMW-3191标准21项机械性能实验项目)

通过3个标准的机械性能对比,我们了解到目前连接器标准中, 机械性能 主要集中在以下几点:

端子本身 的抗弯强度

端子与端子 之间的插拔力

端子与连接器 之间的插入力、保持力、止推力、极化实验

连接器与连接器 之间的插入力、分离力、解锁力、极化实验

连接器端子 二次锁(TPA) 装配力、保持力

连接器 二次锁止结构(CPA)装配力、保持力

连接器 助力结构 机械强度

连接器 固定结构 机械强度

密封圈 的保持力

板端插 针保持力

除去以上,在 GMW-3191 中还有要求端子的压接性能,这是一项非常重要的性能测试,直接影响整个端子的接触电阻(压接电阻包含在接触电阻中)。

虽然在 USCAR-2 QC/T-1067 中没有要求,但是这一项测试在 USCAR-21 中有 非常详细的要求 。所以有经验的工程师在选择连接器端子时,会一并收集相应的压接报告。

标准 VS 电性能

Criteria VS Electrical Properties

在目前的标准中,定义的连接器电性能主要是端子之间的 微电流接触电阻 电压降性能

连接器本身的
绝缘电阻 绝缘介电强度 ,这些性能主要在后期的连接器环境性能中配合着组合实验一并验证。

同时对于端子本身性能优缺点,标准中还分别定义有 最大载流能力 1008h电流循环性能 ,该性能将作为端子耐久性能的重要参考依据,分别要求如下:

1. 接触电阻 & 电压降

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(表15 QC/ T-1067、USCAR-2接触电阻、电压降定义)

新知达人, 【汽车线束】连接器使用标准、规格对比(中)

(表16 GMW-3191对接触电阻、电压降定义)

:在任何情况下,连接器总电阻不能超过20mΩ。

通过标准对比,我们 发现 在三大标准中对电压降的要求,无论哪种规格的连接器端子都要求插头、插座之间通过有效接触后, 电压降 不超过50mV。

但是对于接触电阻,QC/T-1067与USCAR-2基本保持一致,其与GMW-3191除去定义接触电阻数值差异外,主要有如下
3种区别 值得注意:

接触电阻的选取

对于 不在标准中定义 的端子规格,接触电阻的选取方式不同。

QC/T-1067、USCAR-2中明确定义采用差值法选取数值,而按照GMW-3191的要求,需要按照符合等级的 最大规格 要求选取。

例如:对于目前常用的2.3规格镀锡端子,按照QC/T-1067标准的要求,接触电阻应该选取最大不超过7mΩ,但是按照GMW-3191的标准要求,就应该最大不超过5mΩ。

接触电阻的定义

对于采用不同镀层的端子,在 USCAR-2 QC/T-1067 中都有不同的接触电阻定义,但是 GMW-3191 无区别统一定义

例如:0.64规格的端子,按照镀锡、镀金/银在前2个标准中,分别定义的接触电阻最大值为20mΩ、10mΩ,在GMW-3191的标准中统一定义为15mΩ。

验收标准

特别对于 0.50规格端子 接触电阻, USCAR-2 QC/T-1067 定义接触电阻不能超过25mΩ。

GMW-3191 中定义按照产品规格书要求定义 per CTS (Component Technical  Specification),同时又在标准中指出,任何情况下总的接触电阻都不能超过20mΩ。

关于不同标准对接触电阻的不同要求,一定要根据实际要求,选择合适的 验收标准 进行 前期设计 后期连接器选型

2. 绝缘电阻 & 绝缘介电强度

绝缘电阻 是为了保证在连接器里面相邻的2个端子之间有一定的电绝缘性。 绝缘介电强度 是为了验证连接器本身的电气绝缘性能。

在这2个性能上,3个标准的 要求一致 (USCAR-2无绝缘介电强度要求):

绝缘电阻 :在500V电压,相邻端子之间绝缘电阻≥100MΩ

绝缘介电强度 :在交流1000V、直流1600V电压下,持续1min相邻端子之间以及端子与连接器塑料外壳之间不能有介质断裂或击穿现象,电流泄露≤1mA。

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3. 最大载流能力 & 1008h电流循环

最大载流能力测试 ,是为了验证单对端子在一定温度下,在不超过最大温升与最大接触电阻的前提下,所能承载的最大电流。

1008h电流循环 是端子的加速老化试验,通过1008次 最大电流加热 零电流冷却 循环,验证 插头端子与插座端子接触面 端子尾部与导线压接处 ,经过热胀冷缩循环、氧化、应力松弛等环境作用下,整体的温升、接触电阻是否满足性能要求。

对于这2项验证实验,国标 QC/T-1067 USCAR-2 基本保持一致, GMW-3191 的要求与该2个标准有一定的差异。

降额曲线

国标 QC/T-1067 USCAR-2 在定义最大载流能力时,明确提出在通电流过程中,当电流使端子对达到接触电阻最大值或者温升达到55℃时,记录此处电流,并乘以90%就是此端子的 最大载流.

但是在 GMW -3191 中明确指出需要绘制相关端子对的降额曲线,如图3所示。

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图3 降额曲线

同时,所测最大电流需要乘以80%作为降额曲线中的电流参考值。在降额曲线中的 边界条件 分别为

导线最大对应条件下的 最大承载电流 (Current load capacity of cable used)

端子使用的 极限温度 (Temperature Limit of Terminal)

测量温度

1008h电流循环实验 中,三大标准都提出实验过程中端子接触电阻不能超过规定值,但是:

QC/T-1067 USCAR-2 同时提出循环过程中,端子温升不能超过55℃

GMW-3191 中则指出,电流循环过程中测量温度(环境温度+温升)不能超过端子与导线使用极限温度。

结论

对于这2个检测项目,我们还应该了解到该实验得出的最大载流能力曲线,不能作为连接器在汽车上的实际使用数值,只能作为 参考数据

同时,可以作为同类型端子之间的性能对比数据,因为汽车在正常选择连接器以及定义 pin角电流 时需要考虑到如下影响因素:

①在连接器中的单个端子的温升会受到周围排布的端子电流、温升影响,所以大电流端子尽量排布在 连接器外围,对角排布 最佳。

②端子的载流能力与适配的线径有直接关系,若需要比较大的载流能力,一定要选择合适的 最大线径

环境温度 对端子的载流能力有非常大的影响,例如同种端子运用在发动机舱与底盘,承载的最大载流会有很大的区别。

相同条件 下,密封连接器中端子的温升要高于同系列端子在非密封连接器中的温升。

⑤对于线对用电器端(Line to Device) 形式连接器,端子的 温升 与用电器端的发热、散热情况相关,例如经常会在鼓风机的调速模块中增加散热片,这会增加端子的载流能力。

4. 重在测试(Heavy Duty Test)

重载测试 是为了检测连接器在高温环境下的载流能力,这个检测标准目前在国标QC/T-1067、USCAR-2中都没有定义,但是在GMW-3191中有详细定义。

这个实验是需要端子与连接器装配后一起在经过5h高温通电与2h低温断电的 循环实验 (共5次) 中,验证相应端子的温升与接触电阻。

这个实验对于运用在高温环境(发动机、变速器) 等是个不错的 验证检测项目


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