浅谈汽车连接器设计标准及其应用案例

　　本文章从汽车连接器的四大基本结构入手，介绍了汽车连接器的设计标准，针对汽车连接器的稳定性评估问题，对汽车连接器的三种故障模式进行了解析，并解读了汽车连接器的发展变化情况，最后针对这种发展变化带来的市场需求，给出了相应的汽车连接器应用实例。

　　汽车连接器形式和结构是千变万化的，其主要是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。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。

　　接触件是汽车连接器完成电连接功能的核心零件。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，其形状为圆柱形（圆插针）、方柱形（方插针）或扁平形（插片）。阳性接触件一般由黄铜、磷青铜制成。阴性接触件即插孔，是接触对的关键零件，它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，完成连接。插孔的结构种类很多，有圆筒型（劈槽、缩口）、音叉型、悬臂梁型（纵向开槽）、折迭型（纵向开槽，9字形）、盒形（方插孔）以及双曲面线簧插孔等。

　　壳体，也称外壳（shell），是汽车连接器的外罩，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，进而将连接器固定到设备上。

　　绝缘体也常称之为汽车连接器基座或安装板，它的作用是使接触件按所需要的位置和间距排列，并保证接触件之间和接触件与外壳之间的绝缘性能。良好的绝缘电阻、耐电压性能以及易加工性是选择绝缘材料加工成绝缘体的基本要求。

　　附件分结构附件和安装附件。结构附件如卡圈、定位键、定位销、导向销、联接环、电缆夹、密封圈、密封垫等。安装附件如螺钉、螺母、螺杆、弹簧圈等。附件大都有标准件和通用件。

　　随着汽车工业的快速发展，汽车上的各种功能件及各种零部件都在不断地向智能化、精细化及可靠性方向发展，对汽车连接器结构设计、外观设计及材料也提出了更高的要求，有了一定的设计标准。

　　汽车连接器的设计标准

　　汽车连接器必需符合USCAR—20的标准，这是汽车电气连接器系统的性能标准，规定汽车连接器在整个使用周期内电气连接器接触面要始终可靠，包括以下九个因素：

　　1）连接器触头的材料稳定、可靠;

　　2）正向力稳定;

　　3）电路的电压和电流稳定;

　　4）温度要求在规定的范围之内，包括周围的温度和自身的温升;

　　5）较好的鲁棒性;

　　6）必需与高速长距离通信计算机用的连接器相同，汽车连接器必需能在恶劣的条件下可靠地工作;

　　7）连接器插入力：20.5kg以下;

　　8）连接器保持力：2.5kg以上;

　　9）耐热性：—40~120℃

　　一辆典型轻型汽车大约有1500个连接点，其中50%到60%用于关键的配电功能。汽车连接器被用于日益恶劣的环境，包括温度（低至零下40°C，高达零上155°C）、振动、氧化作用以及摩擦腐蚀，这就显示出设计攻关的重要性。

　　实际上这件事情做起来并不简单，大多数商业电子元器件出现故障时最多让人感到烦恼失意，可是如果关键汽车零配件连接出现问题，则会引起火灾报警器、制动器或安全气囊失灵，导致严重后果。

　　连接器制造商必须识别并分析环境中那些可能对连接器性能造成影响的物理和机械现象。按照汽车制造商规定的应用条件，为了评估连接器的稳定性，连接器制造商实施了精细的测试程序。如果出现连接器故障，大多可确定为下述三种故障模式之一：摩擦腐蚀、电气故障以及连接器接插问题。以下是这三种故障模式介绍。

　　汽车连接器的三种故障模式

　　腐蚀性气体、高湿度和强烈振荡是引起氧化作用和摩擦腐蚀，并导致连接器故障的三大条件。这些环境因素会对锡和铅锡接触表面造成极大的影响，有90%的连接器表面属于这种情况。

　　线缆与端子的连接问题是引发保修和连接器系统故障主要原因之一。对于汽车配线系统，压接是一种非常普遍的方法，用于将端子连接到线缆上。这种工艺已被证明可靠。与焊接法相比，在提高压接可靠性方面它更加经济实惠、简单易操作。

　　在装配厂向汽车内安装配线时，连接器的不当接插可能会导致连接器故障。为克服这个问题，设计工程师研发了各种各样的连接器锁止装置。另一个办法就是使用一个接插辅助装置来简化较大的连接器的接插工艺。

　　详细的汽车连接器故障模式了解，请参考连接器耐久性之三种故障模式解析

由于消费者对汽车内部电子功能的要求越来越多，同时汽车内部可以提供的电子功能也越来越丰富，使车用连接器成为汽车零部件中发展最快的