汽車連接器測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)前汽車連接器標(biāo)準(zhǔn)非常多，從較早的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO8092、SAE標(biāo)準(zhǔn)USCAR-2，到目前中國最新修訂的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC／T1067-2017（替代QC／T-417）。同時(shí)很多的汽車企業(yè)也定義了屬于自己企業(yè)的連接器標(biāo)準(zhǔn)，如大眾公司的VW75174、通用的GMW-3191等。標(biāo)準(zhǔn)非常多，同時(shí)不同標(biāo)準(zhǔn)之間有很多相似點(diǎn)，又包含一定的差異，我們選取國際、國內(nèi)通用性最廣的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)USCAR-2-6、QC／T1067-2017、GMW3191-2012來進(jìn)行分析。連接器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)使用環(huán)境的定義對(duì)于一款連接器，在研發(fā)之初都會(huì)在其規(guī)格書中定義出該連接器的使用環(huán)境溫度、載流能力、防護(hù)等級(jí)、抗振等級(jí)等規(guī)格參數(shù)，連接器選型工程師需要了解到不同的使用環(huán)境對(duì)連接器的不同要求，這一點(diǎn)在目前的使用標(biāo)準(zhǔn)中也有很詳細(xì)的定義。QC／T-1067的標(biāo)準(zhǔn)定義見表1~表3，GMW-3191的標(biāo)準(zhǔn)定義見表4~表6，USCAR-2的標(biāo)準(zhǔn)定義見表7~表9。

從以上標(biāo)準(zhǔn)的定義中，清晰了解到目前對(duì)連接器防護(hù)等級(jí)根據(jù)不同的使用位置三大標(biāo)準(zhǔn)的定義是一致的，分別定義了S1不密封區(qū)域、S2密封區(qū)域、S3高壓水噴射區(qū)域。在溫度等級(jí)的定義中我們發(fā)現(xiàn)，三大標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)連接器使用位置的不同，把使用溫度劃分為了5個(gè)等級(jí)；在振動(dòng)等級(jí)的定義中，通過對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)振動(dòng)頻率、功率譜密度（PSD），得知在QC／T-1067與USCAR-2，其定義的振動(dòng)等級(jí)V3/V4/V5分別與GMW-3191中的等級(jí)2/4/3對(duì)應(yīng)并等同。同時(shí)在GMW-3191中定義了變速器連接器振動(dòng)等級(jí)及適用參數(shù)，這在USCAR-2、QC／T-1067中沒有定義，但是在USCAR-2、QC／T-1067中定義了安裝在與發(fā)動(dòng)機(jī)相連但不與劇烈振動(dòng)部件相連的連接器振動(dòng)等級(jí)及適用參數(shù)，這個(gè)在GMW3191中沒有定義。

關(guān)于振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，我們主要驗(yàn)證的是連接器系統(tǒng)在模擬實(shí)際車載振動(dòng)條件下的性能是否滿足要求，因?yàn)樵谡駝?dòng)或者振動(dòng)沖擊情況下，會(huì)引起端子接觸面的鍍層磨損、正壓力衰減、支撐塑料材料的機(jī)械性能失效等，所以需要在振動(dòng)實(shí)驗(yàn)中連續(xù)監(jiān)控接觸電阻并保證線路中接觸電阻超過7Ω（或者1Ω）的時(shí)間不能超過1微秒。

連接器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)械性能的定義目前在USCAR-2定義了連接器機(jī)械性能18項(xiàng)、QC／T1067定義了連接器機(jī)械性能20項(xiàng)、GMW-3191定義了連接器機(jī)械性能21項(xiàng)。通過3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械性能對(duì)比，我們了解到目前連接器標(biāo)準(zhǔn)中機(jī)械性能主要集中在以下幾點(diǎn)：端子本身的抗彎強(qiáng)度；端子與端子之間的插拔力；端子與連接器之間的插入力、保持力、止推力、極化實(shí)驗(yàn)；連接器與連接器之間的插入力、分離力、解鎖力、極化實(shí)驗(yàn)；連接器端子二次鎖（TPA）裝配力、保持力；連接器二次鎖止結(jié)構(gòu)（CPA）裝配力、保持力；連接器助力結(jié)構(gòu)機(jī)械強(qiáng)度；連接器固定結(jié)構(gòu)機(jī)械強(qiáng)度；密封圈的保持力；板端插針保持力。

連接器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電性能的定義在目前的標(biāo)準(zhǔn)中，定義的連接器電性能主要是端子之間的微電流接觸電阻、電壓降性能；連接器本身的絕緣電阻、絕緣介電強(qiáng)度，這些性能主要在后期的連接器環(huán)境性能中配合著組合實(shí)驗(yàn)一并驗(yàn)證。同時(shí)對(duì)于端子本身性能優(yōu)缺點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)中還分別定義有最大載流能力與1008h電流循環(huán)性能，該性能將作為端子耐久性能的重要參考依據(jù)，分別要求如下。

連接器端子接觸電阻與電壓降在標(biāo)準(zhǔn)中的定義（表15）通過標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)在三大標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電壓降的要求，無論哪種規(guī)格的連接器端子都要求插頭、插座之間通過有效接觸后，電壓降不超過50mV；但是對(duì)于接觸電阻，QC／T-1067與USCAR-2基本保持一致。

連接器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)絕緣電阻、介電強(qiáng)度的定義絕緣電阻是為了保證在連接器里面相鄰的2個(gè)端子之間有一定的電絕緣性，絕緣介電強(qiáng)度是為了驗(yàn)證連接器本身的電氣絕緣性能。在這2個(gè)性能上，3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的要求一致（US－CAR-2無絕緣介電強(qiáng)度要求）：①絕緣電阻：在500V電壓，相鄰端子之間絕緣電阻≥100MΩ；②絕緣介電強(qiáng)度：在交流1000V、直流1600V電壓下，持續(xù)1min相鄰端子之間以及端子與連接器塑料外殼之間不能有介質(zhì)斷裂或擊穿現(xiàn)象，電流泄露≤1mA。連接器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)最大載流能力及1008h的定義最大載流能力測(cè)試，是為了驗(yàn)證單對(duì)端子在一定溫度下，在不超過最大溫升與最大接觸電阻的前提下，所能承載的最大電流。1008h電流循環(huán)是端子的加速老化試驗(yàn)，通過1008次最大電流加熱與零電流冷卻循環(huán)，驗(yàn)證插頭端子與插座端子接觸面、端子尾部與導(dǎo)線壓接處經(jīng)過熱脹冷縮循環(huán)、氧化、應(yīng)力松弛等環(huán)境作用下后整體的溫升、接觸電阻是否滿足性能要求。對(duì)于這2項(xiàng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，國標(biāo)QC／T-1067與USCAR-2基本保持一致，GMW-3191的要求與該2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)有一定的差異。1）國標(biāo)QC／T-1067與USCAR-2在定義最大載流能力時(shí)，明確提出在通電流過程中，當(dāng)電流使端子對(duì)達(dá)到接觸電阻最大值或者溫升達(dá)到55℃時(shí)，記錄此處電流，并乘以90%就是此端子的最大載流，但是在GMW-3191中明確指出需要繪制相關(guān)端子對(duì)的降額曲線，如圖3所示。同時(shí)，所測(cè)最大電流需要乘以80%作為降額曲線中的電流參考值，在降額曲線中的邊界條件分別為導(dǎo)線最大對(duì)應(yīng)條件下的最大承載電流與端子使用的極限溫度。

圖3

2）1008h電流循環(huán)實(shí)驗(yàn)中，三大標(biāo)準(zhǔn)都提出實(shí)驗(yàn)過程中端子接觸電阻不能超過規(guī)定值，但是QC／T-1067、USCAR-2同時(shí)提出循環(huán)過程中，端子溫升不能超過55℃，GMW-3191中則指出，電流循環(huán)過程中測(cè)量溫度（環(huán)境溫度+溫升）不能超過端子與導(dǎo)線使用極限溫度。對(duì)于這2個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目，我們還應(yīng)該了解到該實(shí)驗(yàn)得出的最大載流能力曲線，不能作為連接器在汽車上的實(shí)際使用數(shù)值，只能作為參考數(shù)據(jù)，同時(shí)可以作為同類型端子之間的性能對(duì)比數(shù)據(jù)。因?yàn)槠囋谡＿x擇連接器以及定義pin角電流時(shí)需要考慮到如下影響因素：①在連接器中的單個(gè)端子的溫升會(huì)受到周圍排布的端子電流、溫升影響，所以大電流端子盡量排布在連接器外圍，對(duì)角排布最佳；②端子的載流能力與適配的線徑有直接關(guān)系，若需要比較大的載流能力，一定要選擇合適的最大線徑；③環(huán)境溫度對(duì)端子的載流能力有非常大的影響，例如同種端子運(yùn)用在發(fā)動(dòng)機(jī)艙與底盤，承載的最大載流會(huì)有很大的區(qū)別；④相同條件下，密封連接器中端子的溫升要高于同系列端子在非密封連接器中的溫升；⑤對(duì)于線對(duì)用電器端（LinetoDevice）形式連接器，端子的溫升與用電器端的發(fā)熱、散熱情況相關(guān)，例如經(jīng)常會(huì)在鼓風(fēng)機(jī)的調(diào)速?？熘性黾由崞@會(huì)增加端子的載流能力。連接器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)重載測(cè)試的定義重載測(cè)試是為了檢測(cè)連接器在高溫環(huán)境下的載流能力，這個(gè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)目前在國標(biāo)QC／T-1067、USCAR-2中都沒有定義，但是在GMW-3191中有詳細(xì)定義。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是需要端子與連接器裝配后一起在經(jīng)過5h高溫通電與2h低溫?cái)嚯姷难h(huán)實(shí)驗(yàn)（共5次）中，驗(yàn)證相應(yīng)端子的溫升與接觸電阻，這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)于運(yùn)用在高溫環(huán)境（發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器）等是個(gè)不錯(cuò)的驗(yàn)證檢測(cè)項(xiàng)目。連接器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)環(huán)境性能的定義從目前的標(biāo)準(zhǔn)中，分析發(fā)現(xiàn)連接器的環(huán)境實(shí)驗(yàn)都是結(jié)合機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)、電氣性能實(shí)驗(yàn)來一起驗(yàn)證的組合實(shí)驗(yàn)，其中比較重要的環(huán)境試驗(yàn)項(xiàng)目包括老化實(shí)驗(yàn)、溫濕度循環(huán)實(shí)驗(yàn)、溫度沖擊實(shí)驗(yàn)（溫度快速變化實(shí)驗(yàn)）、鹽霧實(shí)驗(yàn)，同時(shí)針對(duì)防水連接器還有耐化學(xué)試液、水密性、氣密性、高壓水噴射等實(shí)驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目，如下將以防水連接器的經(jīng)典組合實(shí)驗(yàn)就各標(biāo)準(zhǔn)的要求差異進(jìn)行分析。連接器熱老化組合實(shí)驗(yàn)高溫老化測(cè)試，是為了驗(yàn)證連接器總成中端子的金屬材質(zhì)、連接器的塑料材質(zhì)、密封圈的橡膠材質(zhì)在經(jīng)過1008h最大工作溫度后，相應(yīng)的變化對(duì)連接器密封性能、電氣性能、機(jī)械性能的影響，特別是密封圈的壓縮永久變形與端子的懸臂梁的塑性變形對(duì)連接器關(guān)鍵性能的影響。表17是熱老化組合實(shí)驗(yàn)在不同標(biāo)準(zhǔn)中的實(shí)驗(yàn)順序?qū)Ρ取?/p>

連接器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)環(huán)境性能的定義連接器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)耐化學(xué)試劑的定義耐化學(xué)測(cè)試，是為了試驗(yàn)評(píng)估密封連接器總成在浸入車輛內(nèi)和周圍常見的各種液體中時(shí)的密封性能和材料兼容性是否滿足要求，表18是耐化學(xué)性組合實(shí)驗(yàn)在不同標(biāo)準(zhǔn)中的實(shí)驗(yàn)順序?qū)Ρ取?/p>

連接器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)耐熱實(shí)驗(yàn)的定義耐熱沖擊測(cè)試：大家都知道，一般的車載連接器總成由多種材料組織，殼體由塑料材料PBT、PA66及增強(qiáng)材料制造而成；端子等導(dǎo)電部件一般選用黃銅、青銅、銅合金制造而成；密封圈選用硅橡膠制造而成。這些材料在經(jīng)過溫度的高低變化后因?yàn)闊崦浝淇s會(huì)有相應(yīng)膨脹與收縮，在端子的接觸表面會(huì)形成磨損與微動(dòng)，通過溫度快速變化實(shí)驗(yàn)?zāi)M車載條件就是為了驗(yàn)證經(jīng)過這種溫度沖擊試驗(yàn)后，產(chǎn)品的變化會(huì)不會(huì)導(dǎo)致連接器總成功能失效。詳細(xì)的耐熱沖擊組合實(shí)驗(yàn)在不同標(biāo)準(zhǔn)中的實(shí)驗(yàn)順序?qū)Ρ纫姳?9。連接器測(cè)試低壓大電流電源拓沃得TDC2000系列，請(qǐng)聯(lián)系客服。