新能源汽车高压连接器的三种失效模式

随着我国“双碳”政策的出台和持续实施,国家大力推动汽车产业转型升级,新能源汽车显示出强大的生命力和技术优势。2021年,我国新能源汽车销量达到352.1万辆,同比增长157.5%。在新能源汽车中,高压连接器往往作为高压部件之间的“桥梁”,高压连接器的可靠性直接影响整车质量。

高压系统工作时,电流高达几十安甚至上百安。与传统的低压连接器相比,高压连接器需要承受更高的电压和电流。面对汽车震动、雨雪、泥沙的恶劣环境,高压连接系统出现故障的概率也大大增加。一旦出现问题,会从过热到燃烧事故影响车辆功能,威胁用户生命安全。因此,新能源汽车对高压连接器的安全性和可靠性提出了更高的要求。

为了保证高压连接器的质量,生产厂家会对其电气性能、机械性能、气密性、环境适应性等进行全面的测试。但这并不能保证高压连接器在后期使用中的安全性和可靠性。现场和实验数据表明,在汽车高压连接器的各种失效模式中,电接触失效所占比例最大,约为45%。各大厂商在防止高压连接器失效的设计上做了很多工作,比如常见的高压互锁功能,但是在终端市场上仍然存在很多高压连接器失效的问题。

新能源汽车高压连接器的三种失效模式

电接触故障

电接触失效的原因一般是电接触压力不足、触点磨损等。新能源汽车高压连接器的结构,主要由触点、屏蔽层、外壳和附件组成。其中,触头负责传输电能,是造成电接触失效的主要薄弱环节。由于整车振动、偏心插入、金属变形、异物干扰等原因,高压连接器的触点接触不良,接触电阻增大,导致大电流通过时该处发热严重。

绝缘失效

高压连接器表面可能有潮湿和腐蚀性物质与表面水膜融合形成离子导电通道。之所以会出现这种结果,是因为部分绝缘表层难以清洗,所以在质检过程中必须严格筛选。需要注意的是,测试绝缘电阻的电压是DC,而电气强度是交流,测试绝缘电阻的功率远低于测试电气强度的功率。

机械连接故障

连接器的电气和机械连接失效表现为多种失效模式,与工艺流程和使用过程密切相关。焊接、压接、安装和受力状态是机械连接的薄弱环节。机械连接故障通常会暴露使用过程中的问题。对于要求高的产品,可以进行早期筛选和评估测试,提高使用的可靠性。

事实上,随着科学技术的发展,人们需要解决的高压连接器故障问题越来越多,高压连接器的故障模式远不止这些,其他如装配误差、尺寸不符、漏气、弹性元件断裂等等。在实际生产操作中可以进行早期筛选和评估测试。作为新能源汽车高压部件之间的纽带,高压连接器的可靠性直接影响到车辆的功能和安全。

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