新能源汽车高压线束中高压端子的压接性能分析

发布时间:2023-10-09 09:42:34    浏览次数:

随着国家对新能源汽车产业的快速推进,给新能源线束发展带来重大机遇。高压线束与低压线束端子的区别是,高压端子通过电流较大,容易产生发热现象,导致端子机械强度和线束绝缘性能下降,同时引起导体氧化进一步加剧发热等问题。高压端子压接既需要考虑压接的可靠性,又需要考虑压接处具有较低的温升。本文主要研究冷压接对端子温升的影响。

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1、压接的类型

高压端子常见的连接方式有:压接、电阻焊、 高频焊。压接使用压接设备和模具将导线和端子经 过压接过程连接在一起。高频焊接就是利用高频焊接机将导线和端子焊接在一起。电阻焊是利用专用电阻焊接设备将导线和端子连接在一起。

本文主要分析的是压接的性能。普通压接的优点:操作简单,使用维护方便,制造成本低,操作 效率高,适合大批量生产。缺点:对于连接器要求 导线和端子连接后电流通过率高、电阻要求小的线束和端子,无法满足。大平方高压端子常见的压接方式如图1所示,为六边形封闭式端子。普通压接的优点显而易见,但如何使普通压接扬长避短,尽量减少压接电阻显得尤为重要。减少电阻就意味着减少发热,能够降低产品温升,使产品寿命与质量更加优异。

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2、高压端子发热的危害

端子发热后容易使其自身以及导线导体接触面氧化,生成氧化层薄膜,使接触电阻增大,增大的速度随温度的升高而成倍增长,进一步增加端子温升速度,严重时会引起火灾。同时会使接触结构的 弹力元件退火,接触压力降低,进一步加剧接触电阻增加。另外发热会使连接端子的导线绝缘层老化 发脆,引起绝缘性能下降,存在漏电过热引起火灾 的风险。

3、端子的发热源

如图 2 所示,高压线束有三大发热源。

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3.1 导线导体

导体本身带有电阻,截面积越小,电阻越高,电阻会导致发热。

3.2 端子压接处

压缩比不够,会使导体松散,导致电阻较大,容易发热。压接过度容易引起截面积变小,载流量不够引起发热。

3.3 公母端子对插接触处

端子接触不良,或端子接触面氧化导致发热严重。

降低端子升温的办法

4.1 减少接触电阻

(1)采用电阻率较小的材料。常用的高压端子有H62、H65 铜或者高导铜,大于125 A 的产品建议采用电阻率较小的高导铜。

(2)减少导体的接触电阻。尽量将端子与导体压实,减少压接电阻。

(3)增加导体的横截面积,增大截面积,降低导线温升。

4.2 增大导体的散热面积

(1)采用强迫冷却,可使用风冷,水冷等措施。

(2)合理布置导体,电流较大的线束,尽量布置在易于散热的空间中,利于自然散热。

压接对温升的影响

压接,参考QC/T 29106—2014 《汽车电线束技术条件》中4.2.6 电压降实验要求与GB/T 20234.1—2015《电动汽车传导充电用连接装置第 1 部分通用要求》测量温升实验要求进行验证,过程如图3、图4 所示,获得数据如表1 所示。

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综合以上分析,考虑端子压接强度的可靠性以端子电阻性能。实际的端子压缩比控制在65%~75%,导体压缩比65%~80%较为合适。另外从实验数据来看,部分电阻以及温升数据的波动与端子镀层和氧化情况以及端子接触结构有关,因此单从压接质量考虑降低温升还远远不够。需要特别关注端子的日常避光保存、端子的镀层质量以及端子拔插寿命,插合力度、接触面积等因素。

对于温升较大的产品还是推荐使用高频焊,高频焊使铜在超高频率下通过摩擦发热,将铜融化粘连,此方式具有更低的电阻,因此在控制温升方面具有更好的效果。


赛川电子作为宇通集团的战略子公司,有10余年的高压线束研发及生产经验,保证了高压线束各种性能的可靠性,根据不同的产品采用压接或者超声波焊接的方式,温升低,性能好。


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