QC /T 1067. 1—2017标准解读

2022年1月6日产品开发评论4467687字阅读模式

摘要: QC/T 1067. 1—2017 标准规定了汽车连接器的定义、一般性能要求以及具体试验方法。此标准适用于汽车电线束和电气设备用低压连接器( 电压不高于60 V) 和高压连接器( 电压高于60 V 但不高于600 V) ,包括线线连接器、设备连接器。从3个方面———标准修订情况、标准的内容、标准的主要变化对此标准进行解读,为产品设计和质量验证提供参考。

0 引言

汽车连接器是电子工程技术人员经常接触的一种部件。它的作用非常单纯: 在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间,架起沟通的桥梁,从而使电流流通,使电路实现预定的功能。汽车连接器形式和结构是千变万化的,主要由四大基本结构组件组成,分别是: 接触件、外壳( 视品种而定) 、绝缘体、附件。正是这四大基本结构组件使汽车连接器能够充当桥梁作用,稳定运行。这四大基本结构如下:

(1) 接触件一般由阳性接触件和阴性接触件组成接触对,通过阴、阳接触件的插合完成电连接。阳性接触件为刚性零件,一般由黄铜、磷青铜等制成,有圆柱形( 圆插针) 、方柱形( 方插针) 或扁平形( 插片) ; 阴性接触件即插孔,依靠弹性结构在与插针插合时发生弹性变形而产生弹性力与阳性接触件形成紧密接触,有圆筒形( 劈槽、缩口) 、音叉形、悬臂梁形( 纵向开槽) 、折迭形( 纵向开槽,9 字形) 、盒形( 方插) 以及双曲面线簧插孔等。

(2) 壳体( Shell) 通常被称为护套、接插件、塑壳。它为内装的绝缘安装板和插针提供机械保护,并提供插头和插座插合时的对准,将连接器固定到设备上。

(3) 绝缘体( Base 或Insert) 保证接触件按设计时的位置和间距排列,并保证接触件之间和接触件与外壳之间的绝缘性能。

(4) 附件分成结构附件和安装附件。结构附件有卡圈、定位键、定位销、导向销、联接环、电缆夹、密封圈、密封垫等; 安装附件有螺钉、螺母、螺杆、弹簧圈等。

1 发展趋势

目前全球汽车连接器约占连结器产业15%左右,未来可望在汽车电子产品的带动下,占有较大的比例。以产品成本结构而言,中国现在每辆汽车平均用到的连接器成本只有几百元,与国外每辆车连接器成本125~ 150 美元相比,中国汽车连接器市场还有很大的发展潜力。未来每辆汽车将使用600 ~ 1000 个电子连接器,远远大于现今所使用的数量。

在外资企业和本土企业的发展下,中国有望成为未来全球汽车连接器重要生产国家之一。但从市场上来分析,我国本土企业的服务意识、市场意识比较淡薄,亟待加强。与国外产品比较,技术水准低、质量差距大是客观事实。

因此,未来中国汽车连接器产业将是外资企业和中国本土企业竞争非常激烈的市场。为了中国汽车连接器产业的尽快成长和壮大,产品的设计水平和质量将成为今后竞争的关键要素,而产品的标准将在设计中起到关键的指导作用。

2 汽车连接器标准

汽车连接器标准有客户标准、机构标准、国内标准、国际标准。连接器性能测试要求包含在系统级的规范中,对于通用、福特和克莱斯勒来说,通常是引用USCAR 规范; 其他整车厂一般有自己的标准( 类似于USCAR) 。当然,连接器具体采用什么标准,需要根据企业设计需求进行选择。

在汽车连接器行业中,QC/T 1067. 1—2017 《汽车电线束和电气设备用连接器第1 部分: 定义、试验方法和一般性能要求》是国内汽车行业现有有效标准之一。对企业来说,在设计产品时,这个标准是设计指标依据; 对检测行业来说,这个标准是第三方实验室对产品质量进行验证的判定依据。

3 QC /T 1067. 1—2017 标准解读

现针对QC/T 1067. 1—2017 标准,分别从下面3 个方面进行解读: 修订情况、标准的内容、标准的主要变化。

3. 1 标准QC/T 1067. 1—2017 是对QC/T 417. 1—2001的修订

根据中华人民共和国工业和信息化部公告2017 年第2 号,工业和信息化部批准了426 项行业标准,其中汽车行业标准有42 项,均由科学技术文献出版社出版。批准的标准中就包括了QC /T 1067. 1—2017。QC /T 1067. 1—2017 《汽车电线束和电气设备用连接器第1 部分: 定义、试验方法和一般性能要求》,实施日期为2017 年7 月1 日,代替QC /T 417. 1—2001标准。

QC/T 417. 1—2001 《车用电线束插接器第1 部分定义、试验方法和一般性能要求( 汽车部分) 》是QC/T 417—2001《车用电线束插接器》的第1 部分。QC/T 417—2001 共包括5个部分,分别为: 第1 部分: 定义,试验方法和一般性能要求( 汽车部分) ; 第2 部分: 试验方法和一般性能要求( 摩托车部分) ; 第3 部分: 单线片式插接件尺寸和特殊要求; 第4 部分:多线片式插接件尺寸和特殊要求; 第5 部分: 用于单线和多线插接的圆柱式插接件尺寸和特殊要求。其中QC/T 417. 3—2001、QC/T 417. 4—2001、QC/T 417. 5—2001 被QC/T1067. 2—2017 代替。

3. 2 QC/T 1067. 1—2017 标准的内容

QC/T 1067. 1—2017 标准由3 部分组成,分别为: 前言、正文、附录。其中,标准正文部分内容最多,标准正文由4 个大条款组成,分别为: 范围; 规范性引用文件; 术语和定义;试验和要求。具体内容将在后面详细说明。

3. 2. 1 前言

前言部分内容如下:

(1) 介绍了被代替标准QC/T 417—2001 的组成;

(2) 说明了此标准是按GB/T 1. 1—2009 给出的规则起草;

(3 ) 介绍了QC/T 1067. 1—2017 与被代替标准QC/T417. 1—2001 的主要变化;

(4) 说明此标准参照采用了ISO 8092. 2-2005 及USCAR-2( Revision 6) ;

(5) 说明了此标准不涉及专利;

(6) 说明了此标准由全国汽车标准化技术委员会( SAC/TG 114) 提出并归口;

(7) 列出了此标准的起草单位及主要起草人。

3. 2. 2 标准正文

(1) 范围。此标准规定了汽车连接器的定义、一般性能要求以及具体试验方法; 适用于汽车电线束和电气设备用低压连接器( 电压不高于60 V) 和高压连接器( 电压高于60 V 但不高于600 V) 。包括线线连接器、设备连接器。

(2) 规范性引用文件

引用文件有9 个: GB 252、GB 484、GB 5337、GB11118. 1、GB 11121、GB 12981、GB/T 2423. 17、GB/T 25085、QC/T 29106。这些文件对于QC/T 1067. 1—2017 标准的应用是必不可少。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用; 凡是不注日期的引用文件,用最新版本。

(3) 术语和定义

GB 5337 标准中界定的以及QC/T 1067. 1—2017 标准中列出的术语和定义均适用于此标准。标准中共列出12 个术语和定义: 连接器( Connector) 、护套( Housing) 、端子( Terminal) 、导线连接( Cable Attachment ) 、防错结构( Polarization Feature) 、连接器孔位编号( Connector Cavity Number) 、线线连接器( In-line Connector) 、设备连接器( 插头) [Device Connector ( Male) ]、设备连接器( 插座) [Device Connector ( Female) ]、端子二次锁止机构[Terminal Position Assurance ( TPA) ]、端子一次锁止机构[Primary Lock Reinforcement ( PLR) ]、连接器二次锁止机构[Connector Position Assurance ( CPA) ]。

(4) 试验和要求

首先对样品预处理进行了规定; 然后详细说明了通用试验要求、缺省试验误差及根据连接器在车身的预期使用环境确定的等级分类( 包括: 温度等级A ~ E、密封等级S1 ~ S3、振动等级V1~ V5、插拔循环等级M1 ~ M3) 、端子样品准备、低压连接器试验顺序和高压连接器试验顺序。

标准中详细说明了36 项试验项目的具体要求,包括使用的设备、试验方法、试验要求等。36 项试验包括: 外观; 插拔循环; 端子至端子的插入力和拔出力; 端子抗弯力; 金属箍保持力( 高压连接器) ; 微电流连接电阻; 电压降; 电流循环;屏蔽层绝缘电阻( 高压连接器) ; 端子对护套的插入力、止推力、保持力; 连接器的接合力、分离力及锁止装置强度(无助力型) ; 助力型连接器的接合力、分离力及锁止装置强度; 连接器防错结构; TPA ( 包括PLR) 的插入力和拔出力; CPA 的插入力和拔出力; 振动/机械冲击; 连接器对插到位声响; 跌落; 端子孔强度; 端子、端子孔的防错结构; 固定结构机械强度; 助力机构机械强度; 密封件的保持力( 未配合的连接器) ;密封件的保持力( 配合的连接器) ; 板端插针保持力; 绝缘电阻; 绝缘介电强度; 热冲击; 温度/湿度循环; 热老化; 耐化学试液; 水密性; 气密性; 高压水喷射; 盐雾试验; 防尘试验。

3. 2. 3 附录

QC/T 1067. 1—2017 共有3 个附录: 附录A ( 规范性附录)端子载流能力试验方法,附录B ( 规范性附录) 功率谱密度( PSD) 或加速度频率,附录C ( 资料性附录) 连接器固定结构型式及尺寸。

此标准的附录有2 种: 规范性附录、资料性附录,二者都属于标准的可选要素。规范性附录属于标准的规范性技术要素之一,它是标准正文的附加条款,和标准正文一样,是要执行的。资料性附录属于标准的资料性补充要素之一,它给出对理解或使用标准起辅助作用的附加信息,可以执行也可以不执行。

3. 3 QC/T 1067. 1—2017 与QC/T 417. 1—2001 相比的主要变化

对QC/T 1067. 1—2017 与被替代标准QC/T 417. 1—2001进行比较,主要变化及变化原因分析如下:

3. 3. 1 标准名称变化

标准名称由《车用电线束插接器》改为《汽车电线束和电气设备用连接器》。

改变的原因: 新能源汽车存在高压系统,随着新能源汽车的发展,对连接器的要求也与传统汽车“求同存异”,需要扩大适用范围,并增加高压连接器的内容。

3. 3. 2 规范性引用文件的增加和取消

第2 章增加了GB/T 25085、QC/T 29106、GB 12981 这3个标准, 取消了GB 2423. 5—1995、GB 4208—1993、JB/T 8139—1995、JT 225—1996、QC/T 413—1999、ZB E39004—1998 这6 个引用标准。

增加的3 个标准是为了给此标准中的导线、导线压接、化学试剂明确具体要求: ( 1) GB/T 25085,确定QC/T 1067. 1—2017 导线的要求; ( 2) QC/T 29106,确定了QC/T 1067. 1—2017 导线压接的要求; ( 3) GB 12981,确定了QC/T 1067. 1—2017 使用的机动车辆制动液的要求。

取消了6 个规范性引用文件,是因为这6 个标准大部分已作废,且内容不再适用于此标准。

3. 3. 3 增加术语定义

第3 章术语和定义增加了“护套”、“线线连接器”、“设备连接器( 插头) ”、“设备连接器( 插座) ”、“端子二次锁止机构”、“端子一次锁止机构”、“连接器二次锁止机构”7 个术语定义。

增加的原因: 随着汽车连接器技术的发展,基本结构越来越完善,为了更好地把连接器的结构表述清楚,需要对连接器的每个元件进行定义。

增加的信息来源: 国际标准化组织ISO 等标准的术语和定义。

3. 3. 4 取消术语和定义

第3 章术语和定义取消了“插头” “插座” “锁定插座”“锁销”“参考点”“连接”“多线连接”7 个术语定义。

取消的原因: 随着汽车连接器技术的发展,基本结构越来越完善了,原有结构的定义已不适用,所以取消不再适用的术语和定义。

3. 3. 5 增加试验和要求

第4 章试验和要求,增加了“端子抗弯力”、“金属箍保持力”、“屏蔽层绝缘电阻”、“助力型连接器的结合力和分离力”、“TPA 的插入力和分离力”、“CPA 的插入力和分离力”、“连接器对插到位声响”、“端子孔强度”、“端子、端子孔的防错结构”、“固定结构机械强度”、“助力机构机械强度”、“密封件的保持力( 未配合的连接件) ”、“密封件的保持力( 配合的连接器) ”、“板端插针保持力”、“气密性”15 项试验。

(1) 端子抗弯力。该项试验模拟实际使用过程中端子受到外力后的情况,要求端子不应被撕裂; 若端子被外力压弯后,校直后没有撕裂可以再次使用。

(2) 金属箍保持力是针对高压连接器引入的一项检测,若屏蔽层外面压接了金属箍,则要求这个金属箍的保持力至少150 N。

(3) 屏蔽层绝缘电阻是针对高压连接器引入的一项检测,导线的导体外面有一层屏蔽层,主要是为了验证导线的导体与屏蔽层之间的绝缘性能,要求绝缘电阻应大于10 MΩ。

(4) 助力型连接器的结合力和分离力是为了验证助力型连接器结构性能的一个试验方法和要求。

(5) TPA 的插入力和拔出力。现有连接器端子为了增加配合牢度,设计出了端子二次锁止机构,该项试验就是为了验证端子二次锁止机构在遇到机械力作用下的能力。

(6) CPA 的插入力和拔出力。为了增加现有连接器配合牢度,设计出了连接器二次锁止机构,该项试验就是为了验证连接器二次锁止机构在遇到机械力作用下的能力。

(7) 连接器对插到位声响。人类对环境舒适程度的要求不断提高,噪声就是其中之一,该项试验就是为了验证连接器对插时的噪声。

(8) 端子孔强度。端子孔是用于安放端子的空间,如果这个空间牢度不够,就会影响端子配合情况。该项试验就是为了验证端子固定空间在遇到机械力作用下的强度。

(9) 端子、端子孔的防错结构。端子安装到安装孔时应该有个确定的方向,如果安装错误,则会影响连接器的配合性能。

该项试验是为了验证端子安装是否满足设计时的安装情况。

(10) 固定结构机械强度。连接器要使用,就需要有固定位置。该项试验是为了验证连接器固定结构在遇到机械力作用下的强度。

(11) 助力结构机械强度。为了保证连接器稳定配合,部分连接器被设计成有辅助配合结构。该项试验是为了验证助力结构在遇到机械力作用下的强度。

(12) 密封件的保持力( 未配合的连接件) 。现在大部分连接器要求在恶劣条件下工作,为了不影响内部的配合,密封很重要,其中的密封件起到关键作用。该项试验就是为了验证未配合前的连接器,其密封件在周转过程中是否能保持在原有的设计位置上。

(13) 密封件的保持力( 配合的连接器) 。现在大部分连接器要求在恶劣条件下工作,为了不影响内部的配合,密封很重要,其中密封件起到关键作用。该项试验就是为了验证配合好的连接器,当拔出后,其密封件是否能保持在原有的设计位置上。

(14) 板端插针保持力。现有插针类型有多种情况,该项试验是为了验证板端插针在连接器中的保持力。

(15) 气密性。现在大部分连接器要求在恶劣条件下工作,为了不影响内部的配合,密封很重要。该项试验就是为了验证连接器正常配合后,出现正压或负压时的密封性是否能满足要求。

3. 3. 6 取消试验和要求

第4 章试验和要求,取消了“导体附件的抗拉强度”、“温升”、“流动气体腐蚀试验”3 项试验。

(1) 导体附件的抗拉强度。由于进行端子对护套的插入力和保持力、连接器的接合力和分离力等试验时,已能同时验证导线附件的压接性能,没有必要再重复验证,所以取消该项试验。

(2) 温升。因为在电流循环中需要每天监测温升,比单独测试一次温升更能真实地模拟连接器的发热情况,所以没有必要再重复验证。

(3) 流动气体腐蚀试验。此试验是用来测试电气插接器对工业环境的抗腐蚀能力,应用气体SO2或H2S。因为汽车行业的发展,该工业环境已不适用了,所以取消此试验项目。

3. 3. 7 修订了电压降试验

对电压降试验中的连接电阻值进行修订。

修订的原因: 因为配套端子间的连接电阻测试方法更完善了,为了与实际要求更接近,所以对连接电阻值进行了修订,保证能更好地复现连接电阻值。

3. 3. 8 修订了电流循环试验

电流循环试验中,时间由500 h 改为1 008 h ( 或由供需双方商定) 。

修订的原因: 增加了电流循环试验时间,更接近实际使用时长,目的是为了能更真实地模拟连接器在汽车上的使用寿命。

3. 3. 9 修订了端子对护套力的试验

端子对护套的插入力、止推力、保持力试验中,增加了止推力的要求,对保持力数值进行了修订。

修订的原因: 因为端子及护套结构配合更加完善,就需要对配合的各种情况进行更好的验证。

3. 3. 10 修订了连接器的结合力和分离力(无助力型)的试验

连接器的结合力和分离力(无助力型) 试验中,增加了无助力型连接器的结合力和分离力的要求,对锁止装置强度的数值进行了修订。

修订的原因: 连接器的结合出现了助力型和无助力型,所以需要增加针对无助力型结构的结合力和分离力的验证; 同时,根据端子规格和连接器孔数,对锁止装置数值分别进行规定,保证无助力型连接器结构的验证更全面和更合理。

3. 3. 11 修订了热老化试验

热老化试验中热老化时间由100 h 改成1 008 h ( 或由供需双方商定)

修订的原因: 修订了热老化试验时长,更真实地验证连接器在高温存贮环境中的使用情况。

3. 3. 12 附录内容变化

取消了原来的信息型附录A 和附录B,增加了规范性附录A 和附录B 及资料性附录C。

取消的原因: 被替代标准QC/T 417. 1—2001 中,附录A中介绍了单种流动气体腐蚀试验; 附录B 中介绍了绝缘替代连接( IDC) 的电线附件———抗拉力。这2 个附录,由于试验项目的取消,已不适用此标准。

新增的原因: 新增的2 个规范性附录,是标准正文试验项目中需要执行的附加条款; 而新增的1 个资料性附录属于标准的资料性补充要素,是对标准起辅助作用的附加信息。所以这3 个附录是对此标准试验项目的补充和辅助。

4 结论及分析

通过该标准的解读,可以看出QC/T 1067. 1—2017 是参照ISO 8092. 2: 2005 及USCAR-2 标准,对QC/T 417. 1—2001 标准进行的修订,是以汽车连接器产业内的连接器发展技术为基础而进行的修订。从连接器基本结构组成方面来看,验证的元器件包括了接触件、外壳、绝缘体、附件这4 个结构; 从试验负载来看,包括了电气负荷、机械负荷、气候负荷、化学负荷; 为了保证连接器能在车身不同的环境下被使用,它能实现的功能也是比较全面的,在此标准中连接器类型有: 端子一次锁止加强机构的连接器、端子二次锁止机构的连接器、连接器二次锁止机构的连接器、S1 ~ S3 密封等级的连接器、V1~ V5振动等级的连接器等; 从标准正文内容来看,QC/T 1067. 1—2017 标准规定了汽车连接器的定义、一般性能要求以及具体试验方法,从定义上来看清晰明了,从试验方法和要求上来看,试验方法详细清楚,要求明确。综上所述,QC/T 1067. 1—2017 标准能全方位对连接器产品进行验证。

总之,目前的连接器产品不管在稳定性、多样性方面都已日新月异了,它对应的标准也应根据产品不断地更新完善,为连接器产品质量的稳定提升保驾护航。

文章转载自《检测与维修》,仅做交流。作者:蒋伟芳,何浩 中汽研汽车零部件检验中心(宁波)有限公司,版权归原作者所有,仅作学习交流,侵删。

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