汽車連接器有哪些標(biāo)準(zhǔn)是什么(各國(guó)汽車連接器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比與性能)
汽車連接器有哪些標(biāo)準(zhǔn)是什么?
汽車連接器必須符合USCAR-20的標(biāo)準(zhǔn),這是汽車電氣連接器系統(tǒng)的性能標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定汽車連接器在整個(gè)使用周期內(nèi)電氣連接器接觸面要始終可靠。
各國(guó)汽車連接器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比與性能
汽車電子產(chǎn)品的現(xiàn)在有很大一塊是面向不同車企的兼容化設(shè)計(jì),不管內(nèi)部如何兼容,具體到外部就需要確定連接接口需求,包括安裝位置、結(jié)構(gòu)和電器方面的內(nèi)容,一個(gè)突出的問題就是連接器的選擇。汽車連接器及線束是對(duì)汽車進(jìn)行電信號(hào)控制的載體,,將車輛中央控制部件與汽車控制單元、電氣電子執(zhí)行單元、電器件有機(jī)地連接在一起,形成一個(gè)完整的汽車電器電控系統(tǒng)。
(1) 汽車連接器及線束在車內(nèi)電子技術(shù)中的含量和數(shù)量,也是汽車功能和性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)
(2) 汽車連接器,單車大約需要 2000 條線束、350 個(gè)以上的連接器
我們?cè)谶x擇連接器的時(shí)候,首先需要考慮汽車連接器的特殊性。汽車連接器也是不同整車企業(yè)自己定標(biāo)準(zhǔn)為主,基礎(chǔ)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為ISO 8092-2005,分為四部分:
(1) ISO 8092.1 單線片式插接件的尺寸和特殊要求
(2) ISO 8092.2 定義,試驗(yàn)方法和一般性能要求
(3) ISO 8092.3 多線片式插接件的尺寸和特殊要求
(4) ISO 8092.4 用于單線和多線插接的圓柱式插接件 尺寸和特殊要求
由于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是博弈的結(jié)果,很多東西都是廠家決定了一個(gè)基礎(chǔ)方向,但在試驗(yàn)參數(shù)及試驗(yàn)項(xiàng)目以及試驗(yàn)方法上都已不能符合連接器的發(fā)展現(xiàn)狀,所以基本分成三個(gè)區(qū)域性的標(biāo)準(zhǔn),代表美國(guó)、歐洲和日本汽車工業(yè)的一些要求。
1) 美國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)制定的連接器性能規(guī)范USCAR-2,在試驗(yàn)參數(shù)及試驗(yàn)項(xiàng)目上能夠代表連接器的發(fā)展現(xiàn)狀,在試驗(yàn)方法上更具操作性。通用的GMW3191及菲亞特的7-Z8260等標(biāo)準(zhǔn)都是基于USCAR-2編寫的。
2) JASO D605-1996 汽車電子插接器:日本汽車工業(yè)協(xié)會(huì)也基于日本車企的綜合需求,制定了一個(gè)基本的連接器標(biāo)準(zhǔn)
3) LV 124 3.5 噸以下汽車電氣和電子部件 試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)條件和試驗(yàn)要求,這份供貨規(guī)范是由汽車制造 商奧迪公司、BMW 公司、戴姆勒公司、保時(shí)捷公司和大眾汽車公司的代表編寫而成的,這也是代表德國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的一份企業(yè)聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)。
主要的連接器廠家介紹如下表所示,基于實(shí)際的考慮,我們對(duì)于連接器的兼容性,特別是考慮于整車對(duì)外接口的這部分,是需要考慮廠家的問題,特別是整車線束的另一端是由車企來確認(rèn)的。
表1 主要的連接器廠家
莫仕美國(guó)做端子、膠殼起家,消費(fèi)類電子連接器的世界老大,產(chǎn)品也覆蓋消費(fèi)電子、電力、醫(yī)療、汽車、航 空航天以及通訊網(wǎng)絡(luò)方面,2013 年 9 月被科氏工業(yè)集團(tuán)(Koch Industries)以 72 億美元收購(gòu);
德爾福派克美國(guó)全球領(lǐng)先的汽車與汽車電子零部件及系統(tǒng)技術(shù)供應(yīng)商,原為通用汽車公司的零部件子公司,1999 年從通用車企分離,接插件、端子、USB 連接器等產(chǎn)品主要用于汽車
鴻海臺(tái)灣主要從事電腦、通訊、消費(fèi)電子、汽車電子等領(lǐng)域連接器、精密線纜與線纜裝配產(chǎn)品的研發(fā)制造
矢崎日本日本連接器企業(yè)的佼佼者,產(chǎn)品主要用于汽車連接器
住友日本主要生產(chǎn)汽車、通訊、電子行業(yè)連接器 JAE(Japan Aviation Electronics)
JAE日本初期主要生產(chǎn)日本軍用連接器,現(xiàn)主要用于電腦、通訊軌道交通等領(lǐng)域
JST日本主要做電腦周邊、汽車連接器及通信連接器等,但在大陸,主要是 FPC 等精密連接器比較有名
廣瀨端子日本主要生產(chǎn)用于攝像機(jī),筆記本,液晶顯示器等產(chǎn)品中的精密連接器
如果我們按照汽車的工藝來要求,包括端子、外殼還有密封等等工藝,都是我們重點(diǎn)需要去審查的。在選擇連接器的時(shí)候我們應(yīng)該從哪些角度去考慮適合硬件使用的連接器呢?
連接器主要性能
機(jī)械性能: 連接器機(jī)械性能包括機(jī)械壽命、拔插力、機(jī)械防呆等
1. 機(jī)械壽命【耐久性】:以一次插入和一次拔出為一個(gè)循環(huán),以在規(guī)定的插拔循環(huán)后連接器能否正常完成其連接功能(如接觸電阻值)作為評(píng)判依據(jù)。
2. 插拔力:是重要地機(jī)械性能,插拔力分為插入力和拔出力(分離力)。插入力要小(從而有低插入力LIF和無插入力ZIF的結(jié)構(gòu)),而分離力若太小,則會(huì)影響接觸的可靠性。 連接器的插拔力和機(jī)械壽命與接觸件結(jié)構(gòu)接觸部位鍍層質(zhì)量以及接觸件排列尺寸精度有關(guān)。這里還可以略微細(xì)分:
a) 端子插入力是指端子插入Housing定位后所耗費(fèi)的最大力量。
b) 端子保持力是指端子脫離Housing時(shí)所耗費(fèi)的最小力量。
c) 插入力是指公座與母座配合時(shí),欲插入所耗費(fèi)的最大力量。
d) 拔出力是指公座與母座配合時(shí),欲拔出所耗費(fèi)的最小力量。
e) PIN保持力是指使Wafer中的PIN針脫離其絕緣體時(shí)所需要的最小力量。
電氣性能:連接器的電氣性能主要包括:極限電流、接觸電阻、絕緣電阻和抗電強(qiáng)度等。
1. 額定電壓:生產(chǎn)廠推薦的最高工作電壓,主要取決于所使用的絕緣材料,接觸對(duì)之間的間距大小。某些元件或裝置在低于其額定電壓時(shí),可能不能完成其應(yīng)有的功能,連接器在低于額定電壓下都能正常工作。
2. 額定電流:生產(chǎn)廠推薦的最高工作電流,在低于額定電流情況下,連接器一般都能正常工作。在連接器的設(shè)計(jì)過程中,是通過對(duì)連接器的熱設(shè)計(jì)來滿足額定電流要求的,
a) 在接觸對(duì)有電流流過時(shí),由于存在導(dǎo)體電阻和接觸電阻,接觸對(duì)將會(huì)發(fā)熱。當(dāng)其發(fā)熱超過一定極限時(shí),將破壞連接器的絕緣和形成接觸對(duì)表面鍍層的軟化,造成故障。
b) 要限制額定電流,事實(shí)上要限制連接器內(nèi)部的溫升不超過設(shè)計(jì)的規(guī)定值。
c) 在選擇時(shí)要注意的問題是:對(duì)多芯連接器而言,額定電流必須降額使用,這在大電流的場(chǎng)合更應(yīng)引起重視。
3. 接觸電阻:接觸電阻是指兩個(gè)導(dǎo)體在接觸部分產(chǎn)生的電阻。連接器的接觸電阻指標(biāo)事實(shí)上是接觸對(duì)電阻,它包括接觸電阻和接觸對(duì)導(dǎo)體電阻。
a) 通常導(dǎo)體電阻較小,因此接觸對(duì)電阻在很多技術(shù)規(guī)范中被稱為接觸電阻。
b) 在連接小信號(hào)的電路中,要注意給出的接觸電阻的測(cè)試條件:
· 接觸表面會(huì)附則氧化層,油污或其他污染物,兩接觸件表面會(huì)產(chǎn)生膜層電阻。在膜層厚度增加時(shí),電阻迅速增大,是膜層成為不良導(dǎo)體。
· 膜層在高壓下會(huì)發(fā)生機(jī)械擊穿,或在高電壓,大電流下會(huì)發(fā)生電擊穿。
4. 絕緣電阻:是指在連接器的絕緣部分施加電壓,從而使絕緣部分的表面內(nèi)或表面上產(chǎn)生漏電流而呈現(xiàn)出的電阻值。
a) 主要受絕緣材料,溫度,濕度,污損等因素的影響。
b) 連接器樣本上提供的絕緣電阻值一般都是在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的指標(biāo)值,在某些環(huán)境條件下,絕緣電阻值會(huì)有不用程度的下降。
5. 抗電強(qiáng)度(耐電壓):接觸對(duì)的相互絕緣部分之間或絕緣部分與接地之間,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)所能承受的比額定電壓更高而不產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象的臨界電壓。
a) 主要受接觸對(duì)間距和爬電距離和幾何形狀,絕緣體材料以及環(huán)境溫度和濕度,大氣壓力的影響。
3) 環(huán)境性能:連接器環(huán)境性能主要包括:耐溫、耐濕、耐鹽霧、振動(dòng)、沖擊等。根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境選擇。如應(yīng)用環(huán)境較為潮濕時(shí),對(duì)于連接器的耐濕、耐鹽霧要求就高,避免連接器的金屬觸點(diǎn)被銹蝕。一般在汽車上這些條件需要參照ISO16750去考慮。
1. 環(huán)境溫度:連接器的金屬材料和絕緣材料決定著連接器的工作環(huán)境溫度。高溫會(huì)破壞緣材料,引起絕緣電阻和耐壓性能降低;對(duì)金屬而言高溫可使接觸對(duì)失去彈性,加速氧化和發(fā)生鍍層變質(zhì)。通常的環(huán)境溫度為-40~85特殊場(chǎng)合下可能要求更高。
2. 潮濕:相對(duì)濕度大于80%,是引起電擊穿的要原因。潮濕環(huán)境引起水蒸氣在絕緣體表面的吸收和擴(kuò)散,容易使絕緣電阻降低到MΩ級(jí)以下,長(zhǎng)期處在高濕環(huán)境下,會(huì)引起物理變形,分解。逸出生成物,產(chǎn)生呼吸效應(yīng)及電解。腐蝕和裂紋。特別是在設(shè)備外部的連接器,常常要考慮潮濕,水滲和污染的環(huán)境條件。
3. 溫度沖擊:濕度急變?cè)囼?yàn)是模擬使用連接器設(shè)備在寒冷的環(huán)境轉(zhuǎn)入溫暖環(huán)境的實(shí)際使用情況。溫度急變可能使絕緣材料裂紋或起層。在北方,汽車從外部進(jìn)入車庫(kù)或者關(guān)閉取暖時(shí)候溫度變化會(huì)非???。
4. 腐蝕環(huán)境:根據(jù)連接器的不同使用腐蝕環(huán)境,選用相應(yīng)金屬。塑料,鍍層結(jié)構(gòu)的連接器,像在鹽霧環(huán)境下使用的連接器,如果沒有防腐的金屬表面,會(huì)使性能迅速惡化。這個(gè)一般在海邊的情況尤其惡劣。
5. 振動(dòng)和沖擊:是檢驗(yàn)電連接器機(jī)械結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性和電接觸可靠性的重要指標(biāo)。沖擊試驗(yàn)中應(yīng)規(guī)定峰值加速度、持續(xù)時(shí)間和沖擊脈沖波形,以及電氣連續(xù)性中斷的時(shí)間。