谈谈高压连接器材料该如何选择?

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无论是纯电动汽车还是高电压的混合动力汽车,其电压等级都比较高。动力电池的电压一般为 300~600V,甚至更高,已经远远超过人体能承受的极限。一旦高压电路发生故障,如:高压绝缘破损、高压线束短路或漏电等情况发生,可能直接危及驾乘人员的生命安全和财产安全。谈谈高压连接器材料该如何选择?

更不容忽视的是,新能源汽车高压部件几乎无处不在,从电池包、电池外框、充电系统部件、高压连接件到密封机电组件、热管理系统部件,其分布的范围非常广泛。以比较典型的高压连接件为例,仅这类产品就包含了功能性集成单元、交换电连接器及线束总成、交流/直流充电设备、高压连接器、信号类连接器、接线器、高压设备连接线束组件、线束板等部件。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/material-selection-for-high-voltage-connectors/

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新能源汽车高压部件常见要求文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/material-selection-for-high-voltage-connectors/

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为了提高新能源汽车整个系统的电气性能,通常大家会选择增加系统电压而非增加系统电流。这样做的好处主要有几点:无需修改电线的尺寸,也达到产生更少热量效果;冷却系统不会太复杂而且节能;能减少电池系统的负载,实现更轻的车辆重量和更长的里程。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/material-selection-for-high-voltage-connectors/

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关于高压连接器用材的选择疑问点文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/material-selection-for-high-voltage-connectors/

Q1: Pin针包胶的Tightness有什么方案?文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/material-selection-for-high-voltage-connectors/

A1:PIN针在注塑过程中有可能会发core shift问题,这会造成后续的锡焊倒流、PIN针的损坏。PIN针包胶的Tightness这个问题有两种解决方案:第一种在PIN针并排的PIN针后端制作一个固定的后座,以此来保证它在core shift过程中尽量避免单个或多个PIN针发生偏移。第二种是通过调整结构,但调整结构这个方案(模流分析里面有一个比较详细的core shift解决方案),它的缺点是会给客户带来其他需要解决的一些问题,所以我们更加推荐第一种解决方案。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/material-selection-for-high-voltage-connectors/

Q2: LFT能否帮助阻燃,尤其是滴落?文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/material-selection-for-high-voltage-connectors/

A1:长纤维肯定是可以帮助阻燃效果的,主要机理:长的玻纤因为长度优势一般在11mm左右,短玻纤大概在0.2 -0.5mm左右,长玻纤即使打到部件里面还会有3-5mm残留(90%正态分布之内),由于玻纤长度的增加,它和树脂包覆程度越好,就可以避免在高温下树脂燃烧的滴落效果,从而提升阻燃效果。

Q3:快充的高压连接器高温情况的热管理系统能把温度降低吗?

A1:可以降低。有一个案例可以分享大家,我们有一家全球知名的客户,在遇到快充的充电枪通过时间无法控制温度降低,我们做了两种方案给这家客户采用,第一种方案,采用一款导热系数较高的树脂材料,里面添加一款金属氧化剂,问题是材料成本会直线增加,成本增加幅度约2-4倍,因此对于客户来说,我们不会直接建议推荐给客户。第二种方案,在充电枪把手里面增加一个热管理系统的导热槽,这个导热槽里面加入冷却剂进行温度的降低,结构无需大幅改动,安全系数会比较高,相对成本也比较可控。

Q4:高压连接器阻燃体系有什么要求?

A1:高压连接器阻燃体系目前没有强制性要求,但其中我们需要提到一个是韩国现在要求不得使用红磷阻燃添加剂,他们主要考虑到的是红磷阻燃对于环境造成污染,这是目前唯一一个OEM对红磷阻燃体系是有要求的。其次,我们也碰到部分OEM有不建议使用红磷阻燃体系的类似要求,其主要考量是出于生产安全。因为我们在生产注塑之前,都会对材料进行烘干处理,但是对于红磷阻燃材料来说,烘干处理需要特别注意,不能把材料彻底烘干,其中应保留一点的水分,否则在注塑模腔里面这种极高温且极高压的情况下,红磷容易燃烧;现场的情况,就是注塑开模的时候,会出现瞬间短暂喷火星现象,这点需要特别注意。此外,由于红磷的自身颜色,红磷阻燃材料无法用于橙色部件。

Q5:对轮毂电机的bobbin和高电压连接器材料能否一起开发?

A1:轮毂电机的技术非常好,制约这个技术的市场推广因为这个部件的成本目前依然很高,这也是它的一个痛点。我们之前也和客户关于轮毂电机的bobbin的开发讨论过,这里面更多使用的材料是PPA或PPS这两款作为这个bobbin材料,原因是长期工作温度和绝缘性功能两个因素叠加起来考虑,第二种因素是这种bobbin除了要做到阻燃还要UL工业连接器的一个安全认证,目前来看能够做到像UL工业连接器这样一个认证要求,这个材料的主题来源就是PPA和PPS,这也是制约这个材料可选性非常小的情况下,不好推广的痛点。

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