汽車高低壓連接器的主要區(qū)別

馮偉　王亞芳　王超　申相發(fā)　王得建　劉軍禮

【摘? 要】汽車連接器按照工作電壓的不同分為高壓連接器和低壓連接器。本文主要從外觀、結(jié)構(gòu)、耐受電壓、防護(hù)要求、EMC兼容和阻燃等級等方面總結(jié)汽車高低壓連接器的主要區(qū)別。

【關(guān)鍵詞】連接器；外觀；結(jié)構(gòu)；耐受電壓；防護(hù)要求；EMC兼容；阻燃等級

中圖分類號：U463.6? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號：1003-8639（ 2023 ）08-0068-02

The Main Differences Between High and Low Voltage Connectors in Automobiles

FENG Wei，WANG Ya-fang，WANG Chao，SHEN Xiang-fa，WANG De-jian，LIU Jun-li

（Hebi Tianhai Global Electric Appliances Co.，Ltd.，Hebi 458000，China）

【Abstract】Automotive connectors are divided into high-voltage connectors and low-voltage connectors according to their different working voltages. This article mainly summarizes the main differences between automotive high and low voltage connectors from aspects such as appearance，structure，withstand voltage，protection requirements，EMC compatibility，and flame retardant level.

【Key words】connector；appearance；structure；withstand voltage；protection requirements；EMC compatibility；flame retardant grade

汽車連接器根據(jù)工作時的電壓不同，分為低壓連接器和高壓連接器。其中，低壓連接器工作電壓主要是12V、24V或者48V。高壓連接器工作電壓是指60～800V，甚至更高。高壓連接器與低壓連接器相比，區(qū)別主要體現(xiàn)在外觀、結(jié)構(gòu)、耐受電壓、防護(hù)要求、EMC兼容、阻燃等級等方面。

1? 外觀

高壓連接器和低壓連接器的外觀區(qū)別主要是顏色和體積。低壓連接器顏色以黑色為主，高壓連接器顏色是橙色。由于高壓連接器承載高電壓、大電流，所以通常情況下高壓連接器體積要比低壓連接器體積大。

2? 結(jié)構(gòu)

高壓連接器結(jié)構(gòu)更加精密復(fù)雜，與低壓連接器相比，主要增加了內(nèi)外屏蔽環(huán)及高壓互鎖。

低壓連接器結(jié)構(gòu)組成如圖1所示，一般由拉桿、密封圈、殼體、TPA等結(jié)構(gòu)組成。高壓連接器的結(jié)構(gòu)組成如圖2所示，一般由端子、絕緣體、塑殼、屏蔽環(huán)、密封件、蓋子等組成。和低壓連接器相比，高壓連接器增加了內(nèi)外屏蔽環(huán)。高壓連接器組裝之后，屏蔽環(huán)會和連接器殼體上的屏蔽層接觸，高壓導(dǎo)線屏蔽層最終都會搭鐵，從而實現(xiàn)對高壓導(dǎo)線的360°屏蔽保護(hù)。

除此之外，大部分高壓連接器還會包括高壓互鎖端子，如圖3所示。高壓互鎖回路把所有高壓系統(tǒng)連接起來進(jìn)行監(jiān)控，是一種用低壓信號管理高壓回路的一種安全設(shè)計方法。目前，高壓連接器設(shè)計時通常會考慮把高壓互鎖端子集成在高壓連接器上。

3? 耐受電壓

連接器的耐壓等級主要由絕緣材料、爬電距離、空氣濕度等決定，常用的連接器材料有PBT、PA66、PA6T、PA9T等。當(dāng)然，不同材料的性能不同，價格也不同。根據(jù)USCAR-37標(biāo)準(zhǔn)，連接器的額定電壓可以分為20～100V、110～300V、300～600V幾個等級。

1）低壓連接器主要用在ECU、傳感器等位置，適用于電壓小于30VAC/60VDC的環(huán)境。

2）高壓連接器主要用來連接電池包、PDU、電機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)、加熱器等高壓設(shè)備，目前高壓連接器的額定電壓在1000VDC左右。為了解決新能源汽車?yán)m(xù)航里程的問題，各大主機(jī)廠陸續(xù)推出800V甚至1000V的高壓架構(gòu)。高壓連接器的耐壓等級受空間環(huán)境以及材料的限制，未來800V甚至1000V的高壓架構(gòu)對高壓連接器材料提出了更高的要求。

4? 防護(hù)要求

連接器根據(jù)有無密封要求，可以分為密封連接器和非密封連接器。低壓連接器根據(jù)使用部位的不同，對密封的要求也不同，如表1所示，大致可以分為S1、S2、S3這3個等級[1]。濕區(qū)連接器一般會有密封要求，干區(qū)連接器則沒有密封要求。低壓連接器只有S3才達(dá)到了IP6K9K的密封等級。

高壓連接器密封等級需滿足IP6K9K，同時還需要滿足IP67甚至IP68。高壓連接器防護(hù)等級未裝配滿足IPXXB，裝配后滿足IPXXD。IPXXB是防觸指防護(hù)等級，IPXXD是探針進(jìn)入探測等級。

5? EMC兼容

低壓連接器主要應(yīng)用于30VAC（60VDC）以下的電壓環(huán)境，該環(huán)境所產(chǎn)生的電磁干擾有限，線束通常通過絞合或者是外面包裹鋁箔的方式來屏蔽電磁干擾。

高壓連接器主要用來連接導(dǎo)線和高壓設(shè)備，經(jīng)過高壓導(dǎo)線及高壓設(shè)備的電流高達(dá)幾百安，其產(chǎn)生的電磁干擾不容忽視，必須考慮360°的屏蔽方式。目前，高壓導(dǎo)線一般有一層屏蔽層，該屏蔽層通常由編織線和鋁箔共同構(gòu)成。相應(yīng)地，高壓連接器在設(shè)計時也集成有屏蔽層，如圖4所示。連接器的屏蔽層通過屏蔽環(huán)和導(dǎo)線的屏蔽層連通，實現(xiàn)360°屏蔽。

6? 更高的阻燃等級

低壓連接器的阻燃等級根據(jù)不同的使用部位有不同的要求。高壓連接器的阻燃等級要求最高阻燃等級V0。

未來低壓連接器的發(fā)展方向是高速數(shù)據(jù)傳輸、輕型化、小型化、集成化。與低壓連接器相比，高壓連接器除了滿足傳統(tǒng)汽車連接器的高插拔次數(shù)、抗振動等基本要求外，在高電壓、大電流環(huán)境下，對散熱、高壓防護(hù)、抗電磁干擾等方面的要求更加嚴(yán)格，對材料的要求也更高。

參考文獻(xiàn)：

[1] USCAR-2，Performance Specification for Automotive Electrical Connector Systems（Revision 6）[S].

（編輯? 凌? 波）

作者簡介

馮偉（1986—），男，主要從事汽車線束研發(fā)工作。