车用电线束插接器的设计.pdf

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车用电线朿插接器的设计
王武军,王荣喜,韩新权
(河南天海电器有限公司,河南鹤壁458030)
王武军
摘要:从设计输人、插接器端子材料选择、端子載流能力设计、插接器护套的材料选择、护套的结构设计等方
面,介绍车用电线東插接器的设计。
关讽;插接器;设计输入;材料选择;载流能力;结构设计
中图分类号:U463.62文献标识码:A文章编号:1003-8639(2015)04-0033-03
Design of Vehicle Wiring Harness Connector
WANG Wu-jun, WANG Rong-xi, HAN Xin-quan
(Henan THB Electric Co, Ltd, Hebi 458030, China)
Abstract: The design of vehicle hamess connector is introduced here including design input, material selection
of connector terminal, terminal current-carrying capacity, material selection and structure design of connector jacket
Key words: connector; design input; material selection; current-carrying capacity; structure design
目前,中国汽车行业插接器的生产多为仿制国2.1端子的设计
外产品,经常因使用条件的变化而出现品质问题
由于汽车插接器的主要功能是实现电流或信号
如何根据自身的使用条件设计出高品质的插接器,的传递,因此,汽车插接器端子是汽车插接器的核
成为近年来中国汽车插接器行业研究的重点。
心部件,端子的设计也是汽车插接器设计的关键。
2.1.1端子的材料选择
设计输入
端子的材料选择是端子设计的一项重要内容
插接器设计之前,从客户或其它多种渠道收集端子材料选择不当时可能会出现接触方面的问题并
相关设计信息作为插接器设计的依据,收集到的这最终影响导电能力,或者出现端子本身的导电能力
些信息通常作为插接器设计时的设计输人。设计输不能满足要求的情况,并进而导致功能失效的后
人的完整性和正确性直接关系到插接器的可靠性,果。端子常用材料如表1所示。
并进而影响到汽车各电器功能件的安全性和可靠
棗1端子常用材料
性。一般插接器设计前的设计输入包括以下内容。
黄销(H65、H62)锡青铜(QSn6.5-0.1)铍青铜(BeCu)
)电气因素。包括电流、电压、使用线径、材料半硬、硬(Y)立2)硬(Y)半硬或硬、
回路通电时间等。
Y/2或Y)
2)环境因素。包括环境温度、湿度、环境要用途插头插座插头插座插头或插座
求的密封等级、环境的耐化学品要求等。
适用于125
3)物理因素。包括大小、回路数、线线连接场合下的工作环境下的工作环境155℃的工作
或线板连接等。
4)装配。插拔力要求、安装空间等。
5)标准。客户要求的执行标准。
汽车插接器用在不同的位置时环境温度往往有
很大差别,而环境温度较髙时对端子材料的抗应力
2插接的设计
松驰能力有相应的要求阳。根据设计经验,应保证
汽车插接器一般由护套和端子组成。端子是插应力释放3000h以上仍能维持70%以上的初始正向
接器的核心部件,负责提供导通电讯的路径并在接力。黄铜材料在100C以下的环境温度下能满足此
触界面形成稳固的接触日。护套负责对端子的固定要求,青铜材料在125℃以下的环境温度下能满足
并对端子提供机械和环境保护。因此,插接器的设此要求,镀铜材料能满足此要求的环境温度可达到
计一般包括端子的设计和护套的设计2个方面。
155℃。如果选材不当,由于应力释放造成端子的
收稿日期:2014-09-28
作者简介:王武军(1969.10-),男,河南偃师人,高级工程师,硕士,主要从事汽车用插接器、电器盒开发和推广工作。
《汽车电》2015年第4期
设计研究eec
正向力减小,会使连接点接触电阻增大,从而造成
双悬臂结构一般用于对正向力有特殊要求的端
局部发热,情况严重时会形成局部发热和接触电阻子。如环境温度较高时单一端子材料设计难以满足
增大的恶性循环并最终形成插接器护套烧蚀
正向力应力释放要求时,使用双悬臂与不锈钢夹紧
2.1.2端子载流能力设计
组合结构,可很好地满足设计要求。
端子的载流能力是指在一定的使用环境下端子
3)正向力设计。正向力的定义与计算可参考
承受电流大小的能力引。载流能力的主要依据是设《汽车电器》2012年第12期《车用电线束插接器端
计输入中对电气因素的要求,同时又和环境因素、子正向力探讨》一文。设计正向力时应满足以下要
物理因素密不可分。一般来说,端子的载流能力和求:①表面镀锡端子正向力最小应大于2N,最大
端子的规格、材料、正向力、镀层、适配线径、环值根据装配要求确定。②表面镀金端子正向力可小
境温度、回路数等因素有关。因此,材料选择完成至1N。③设计正向力时应充分考虑接触电阻的要
后,设计端子的载流能力主要包括设计端子的规求,正向力越大,接触电阻越小。④插接器的振动
格、结构、正向力、镀层等。
等级较高时易产生瞬断,可通过增加正向力改善瞬
1)端子规格设计。虽然影响端子载流能力的断问题。⑤正向力会严重影响电镀层的耐磨耗性。
因素很多,但材料选择完成后端子规格是决定端子
4)表面镀层设计。端子表面镀层的作用有
载流能力的主要因素。一般设计时先根据设计经验美观、防腐、耐磨、提高导电性能、提高可焊性
初步确定端子的规格,端子设计完成后再综合其它等。不同的镀层作用也不同,设计时应根据要求选
因素验证端子的载流能力。根据设计经验,常温下择合适的镀层。镀层一般包括贵金属镀层(如金、
端子规格和电流的关系见表2。
银等)和非贵金属镀层(如锡、镍等)。贵金属镀
表2端子规格和电流对应关系(70℃)
层一般用于正向力要求较小(小于1N)或可靠性、
规格/mm电流/A线径/m?规格/∥mm电流/A线径/mmi
安全性要求较高的情况。而非贵金属镀层一般用于
0.64
防腐、提高导电性、提高可焊性等。表面镀锡是最
0.5
0.853.6-5
4568
常见的非贵金属镀层,一般汽车插接器端子超过百
分之九十的情况均使用镀锡的表面处理方式。
2.1~2.7
6.4~8
2.2护套的设计
2.8-3
15
8.1~9.5
10
护套的作用主要是对端子进行机械和环境保护
因此护套设计的主要内容是材料选择和结构设计。
2)端子结构设计。端子结构设计主要是根据2.2.1护套的材料选择
端子设计输入选择母端子的结构类型。端子的常见
护套的材料选择是护套设计的一项重要内容。
结构类型有弹舌结构、双管结构、双悬臂结构等,护套的材料选择不当时可能会出现绝缘、耐压、耐
见图1。
温方面的问题,从而使插接器不能满足使用要求
汽车插接器护套常用材料有:聚酰胺(俗称尼
母端子
端子