在由上海有色网信息科技股份有限公司（SMM）、上海有色金属行业协会、苏州市压铸技术协会主办，广东鸿劲新材料集团股份有限公司冠名，沃尔沃，蔚来特邀支持，上海嘉朗实业有限公司协办的2024SMM汽车供应链大会暨汽车新材料应用高峰论坛-汽车线束连接器论坛（铜合金）论坛上，北京邮电大学教授许良军对新能源汽车连接器的稳定性与可靠性探讨进行了分享。

一、新能源汽车连接器

• 对连接器的认识

从功能上分：功率连接器，特征为大电流 信号连接器，特征为高频高速；

从结构上分：永久连接和可分离连接；

连接器对工作环境的适应性：污染（腐蚀、尘土、湿热）、振动与冲击、热、电磁；

• 汽车连接器：从功能和结构上没有本质差别。从稳定性和可靠性的要求上高于多数民用和工业用连接器。从工作环境上较多数民用和工业用连接器严酷。

• 新能源汽车连接器：与传统油车相比对电的依赖性更多更强。主要体现在用量多和大电流。

二、新能源汽车连接器面临或需要解决的问题

• 连接器的共性问题

所谓共性问题是指不分应用行业都需要解决的问题。

这类问题通常已有经验和解决方案。

解决途径：了解、掌握、借鉴。

• （新能源）汽车连接器面临的问题

环境的严酷性：如何理解环境的严酷性？功能指标相同，在其它场景可正常工作，用到车上出问题。

环境评价：室内优于室外，静止优于运动，……

汽车：室外+运动

污染：大气腐蚀、尘土腐蚀、湿热加速腐蚀

振动与冲击：防护镀层磨损、触点接触力不稳定、瞬断

热：

电磁：对信号连接器形成干扰

应对：对汽车连接器所处的环境等级进行相对细致和准确的评估。明确不同车辆对环境的允许承受力转化为连接器环境设计技术指标。

高电压大电流下连接器的稳定性与可靠性

稳定性：性能的波动小

可靠性：性能在寿命周期内满足要求。

大电流连接器（俗称高压连接器）的主要故障表现为：烧蚀和过热。

烧蚀的原因：触点出现带电开合，接触不良。

根据电弧理论，高开路电压下的连接器触点带电开合产生电弧是必然的。因此带电开合在大电流连接器中应该是不被允许的。

除触点开合起弧之外的烧蚀通常是渐进的，如由接触力不稳定或接触区域的粗糙度产生的点状微弧恶性循环导致的触点烧蚀。

大电流连接器过热

危害：电路的工作点漂移，加速有机材料的老化和金属材料的应力松弛，燃烧的隐患。

原因：焦耳热，与电流、电阻相关。电流是指标不可动，因此设计中必须要有合理的电阻控制指标。连接器的电阻包括导体的体电阻和接触电阻。

解决方案：设计中均需进行设计计算及校核。其中接触电阻的攻击通用校核标准是在额定电流下跨触点压降不大于20mV.与寿命相关的常见问题：连接器簧片的应力松弛簧片的应力松弛导致接触力下降，接触电阻上升。

温度是加速金属应力松弛的主要因素，因此大电流连接器设计必须包括有力载荷需求的金属材料应力松弛的计算与校核。根据材料的应力松弛曲线计算连接器寿命周期内的应力松弛幅度，国
际上一般可接受的下降幅度小于20%，根据预期的下降幅度设计中给出相应的冗余度予以补偿。

三、与连接器相关的技术热点探讨

• 连接器故障与可靠性

故障概率+可靠性概率=1

故障并不都源于可靠性设计欠缺。

国内的连接器故障很多是因常规设计不到位造成。

可靠性设计是指在满足连接器性能指标的前提下，针对连接器的工况

和寿命进行的额外设计。

• 我们可以把与可靠性相关的故障分为两类：

与动态环境相关的随机故障

与材料性能衰减相关的寿命故障。

• 相对简单而有效的应对方法是：评估出相关的改变阈值，设计中增加相应的冗余度。

• AI在连接器故障诊断中的应用

故障诊断的两种途径：

基于理论的逻辑推理和基于经验的分析判断。

前者因果之间是必要条件而非充分条件。后者从理论上如果具备足够的经验是可以得出准确的结果的。

从传统的认知上，与人类有限的经验积累能力比，理论的作用要比经验大得多。

AI正是突破了人类获取和记忆的局限，大数据的容量理论上是无限的。

AI的核心就是大数据+算法，大数据=信息=经验

AI算法中的一个重要功能是数据挖掘，即有效的提取有用信息。

• AI故障诊断的要素：充分的历史数据，有效的数据挖掘，综合判断能力。

• 特别要警惕的是：当条件不够时，AI会输出一个错误的判断而非拒绝判断。

四、小结

• 个人认为，目前国内连接器生产和应用企业在技术层面存在以下薄弱环节：

-对连接器技术的本质认识不够清晰。导致当了解和掌握了一些应用技术后一定程度上出现了隐形的重复和循环。

-工程师的连接器知识结构不完整，偏于就事论事和表面化。

-应用基础欠缺成为制约设计的一个重要因素。

-技术规范的薄弱和不完整。