CN114709688A - 新型屏蔽阻燃连接器总成及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型屏蔽阻燃连接器总成和车辆，涉及汽车电器技术领域。连接器总成包括电连接骨架及与所述电连接骨架两端连接的连接器，所述连接器中包含连接端子和具有屏蔽效能的内壳体，所述电连接骨架两端分别与所述连接端子电连接，所述电连接骨架外周从内向外包覆绝缘层和导电层，所述导电层与所述内壳体电连接，所述内壳体、所述绝缘层和所述导电层中至少一个含有阻燃剂。本发明使用电连接骨架代替多芯铜线缆，减小线缆直径和重量，使线缆安装方便，减少与车壳的摩擦，延长了连接器的使用寿命，且阻燃性能好。

Description

新型屏蔽阻燃连接器总成及车辆
技术领域
本发明涉及汽车电器技术领域，更具体地，涉及新型屏蔽阻燃连接器总成及车辆。
背景技术
随着新能源汽车的越来越普及，新能源汽车充电的设备和设施也随之发展起来，新能源汽车上的连接器总成由于要达到驱动大功率电机的要求，传输电流都比较大，连接器总成上的高压线缆的直径也随之增大。目前大部分连接器总成上的高压线缆都使用多芯的铜线缆，重量大，价格高，成为限制新能源汽车普及的障碍。另外，多芯的线缆虽然较柔软，能够方便加工和布线，都是由于线径过粗，重量较大，在汽车行驶过程中线缆会频繁摩擦车壳，导致线缆的绝缘层破损，造成高压放电，轻则损坏车辆，重则会造成严重的交通事故。
另外，目前的连接器，其阻燃能力不高，在线缆或端子因为导通电流过高开始发热时，连接器会出现熔融、冒烟和燃烧等现象，无法保证连接器总成的使用，甚至危害到车辆的安全。
为了降低电磁干扰的影响，导电线缆通常采用屏蔽网进行电磁干扰的屏蔽，目前常用的屏蔽网是采用金属丝编制而成，需要在线缆生产设备中增加屏蔽编织机，设备价格高，占地面积大，导致连接器的屏蔽线缆价格居高不下。
因此，汽车电器技术领域急需一种价格低、寿命长、阻燃性好的连接器线缆。
发明内容
本发明的目的是使用电连接骨架代替多芯铜线缆，减小线缆直径，减轻线缆重量，使线缆安装方便，减少与车壳的摩擦，延长了连接器总成的使用寿命；且连接器的内壳体和外壳体，以及电连接骨架的绝缘层和导电层至少一个含有阻燃剂，保证了新型屏蔽阻燃连接器总成的阻燃性能。
根据本发明的第一方面，提供了一种新型屏蔽阻燃连接器总成，包括电连接骨架及与所述电连接骨架两端连接的连接器，所述连接器中包含连接端子和具有屏蔽效能的内壳体，所述电连接骨架两端分别与所述连接端子电连接，所述电连接骨架外周从内向外包覆绝缘层和导电层，所述导电层与所述内壳体电连接，所述内壳体、所述绝缘层和所述导电层中至少一个含有阻燃剂。
可选地，所述连接器中还包含包覆所述内壳体的外壳体，所述外壳体中含有阻燃剂。
可选地，所述内壳体、所述外壳体、所述绝缘层或所述导电层中，所述阻燃剂的含量不大于49％。
可选地，所述阻燃剂含有溴系、氮系、红磷及化合物、卤素、非卤素、碲化合物、硼酸盐、可膨胀石墨、三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝和硅系的一种或几种。
可选地，所述导电层的外表面与所述内壳体的内表面电连接。
可选地，所述电连接骨架的横截面形状为圆形、椭圆形、矩形、多边形、A形、B形、D形、M形、N形、O形、S形、E形、F形、H形、K形、L形、T形、U形、V形、W形、X形、Y形、Z形、P形、半弧形、弧形、波浪形中的一种或几种。
可选地，所述电连接骨架的横截面积为3.5mm2-240mm2。
可选地，所述连接端子的材质含有铜或铜合金，所述电连接骨架材质含有铝或铝合金，所述电连接骨架通过焊接或压接的方式与所述连接端子电连接。
可选地，所述电连接骨架为刚性体，所述电连接骨架的抗拉强度大于75MPa。
可选地，所述导电层与所述内壳体材质为导电高分子材料。
可选地，所述导电高分子材料为导电涂料，所述导电涂料为包含导电颗粒的涂料，所述导电颗粒材质含有金属、导电陶瓷、含碳导体、固体电解质、混合导体的一种或几种。
可选地，所述导电涂料中所述导电颗粒的体积占比为2.3％-95％。
可选地，所述导电涂料采用刷涂或浸涂或喷涂的方式，附着在所述绝缘层的外周。
可选地，所述导电高分子材料为导电塑胶，所述导电塑胶为包含导电颗粒的高分子材料，所述导电颗粒材质含有金属、导电陶瓷、含碳导体、固体电解质、混合导体的一种或几种；所述高分子材料的材质含有四苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚四氟乙烯、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物、乙烯/四氟乙烯共聚物、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚对苯二甲酸、聚氨酯弹性体、苯乙烯嵌段共聚物、全氟烷氧基烷烃、氯化聚乙烯、聚亚苯基硫醚、聚苯乙烯、交联聚烯烃、乙丙橡胶、乙烯/醋酸乙烯共聚物、氯丁橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯醚橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氯硫橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、氢化丁腈橡胶、聚硫橡胶、交联聚乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚、聚酯、酚醛树脂、脲甲醛、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚甲基丙烯酸酯、聚甲醛树酯中的一种或几种。
可选地，所述导电塑胶中所述导电颗粒的体积占比为2.3％-95％。
可选地，所述金属的材质含有金、银、铜、镍、钛、锡、铝、镉、锆、铬、钴、锰、锌、磷、碲、铍、锡铅合金、银锑合金、钯、钯镍合金或银金锆合金。
可选地，所述含碳导体含有石墨银、石墨烯银、石墨粉、碳纳米管材料、石墨烯材料中的一种或多种。
可选地，所述导电塑胶通过挤出或注塑或浸塑或吹塑或发泡或3D打印的工艺，在所述绝缘层的外周成型。
可选地，所述内壳体与所述导电层采用导电胶粘接或焊接或螺接或压接或卡接的方式电连接。
可选地，所述导电层与所述内壳体之间的阻抗小于80mΩ。
可选地，所述导电层的转移阻抗为小于100mΩ。
可选地，所述内壳体的转移阻抗为小于100mΩ。
可选地，所述内壳体与所述导电层之间设置屏蔽装置，所述屏蔽装置分别与所述内壳体和所述导电层电连接。
可选地，所述导电层与所述屏蔽装置之间的阻抗小于80mΩ，所述屏蔽装置与所述内壳体之间的阻抗小于80mΩ。
可选地，所述导电层的厚度为0.15mm-3.8mm。
可选地，所述电连接骨架的截面形状为多边形，所述多边形的角全部倒角或倒圆。
可选地，所述电连接骨架的部分区域为柔性。
可选地，所述电连接骨架包括至少一个弯折部。
根据本发明的第二方面，提供了一种车辆，包含上述任一实施例所述的新型屏蔽阻燃连接器总成。
本发明的有益效果是：
1、使用电连接骨架代替多芯铜线缆，减小线缆直径，减轻线缆重量，使线缆安装方便，减少与车壳的摩擦，延长了连接器总成的使用寿命。
2、采用阻燃剂添加至连接器的内壳体和外壳体，以及电连接骨架的绝缘层和导电层中的至少一个，保证了连接器总成的阻燃性能。
3、导电层与内壳体材质为导电高分子材料，保证导电层的导电性能，采用挤出或注塑或浸塑或吹塑或发泡或3D打印的工艺，不需要增加较多的设备，并且提高生产效率。
4、在内壳体和导电层之间设置屏蔽装置，能够先将导电层与屏蔽装置固定并电连接，在组装时屏蔽装置与内壳体接触并电连接，提高屏蔽连接的稳定性，降低加工难度。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明新型屏蔽阻燃连接器总成的结构示意图。
图2为本发明第一实施例的新型屏蔽阻燃连接器总成的截面视图，其中示出了第一连接器和电连接骨架之间的连接。
图3为图2中A处的局部放大图。
图4为本发明第二实施例的新型屏蔽阻燃连接器总成的截面视图，其中示出了第一连接器和电连接骨架之间的连接。
图5为图4中B处的局部放大图。
图中标示如下：
1-电连接骨架、2-第一连接器、3-第二连接器、4-内壳体、5-连接端子、6-屏蔽装置、7-阻燃剂、8-外壳体、11-绝缘层、12-导电层、13-外绝缘层。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
一种新型屏蔽阻燃连接器总成，包括电连接骨架1及与电连接骨架1两端连接的连接器，连接器中包含连接端子5和具有屏蔽效能的内壳体4，电连接骨架1两端分别与连接端子电连接，电连接骨架1外周从内向外包覆绝缘层11和导电层12，导电层12与内壳体4电连接，内壳体4、绝缘层11和导电层12中至少一个含有阻燃剂7。
优选地，连接器中还包含包覆内壳体4的外壳体8，外壳体8中含有阻燃剂。
优选地，导电层12与内壳体4材质为导电高分子材料。
目前大部分连接器总成上的充电线缆都使用多芯的铜线缆，重量大，价格高，成为限制新能源汽车普及的障碍。另外，多芯的线缆虽然较柔软，能够方便加工和布线，都是由于线径过粗，重量较大，在汽车行驶过程中线缆会频繁摩擦车壳，导致线缆的绝缘层破损，造成高压放电，轻则损坏车辆，重则会造成严重的交通事故。因此本发明使用电连接骨架1的线缆形式替代多芯线缆结构，使线缆能够固定在车壳上，不会随着汽车振动与车壳摩擦，延长连接器的使用寿命，减少事故发生率。并且，采用阻燃剂7添加至连接器的内壳体4和外壳体8，以及电连接骨架1的绝缘层11和导电层中的至少一个，保证了连接器总成的阻燃性能。
为了降低电磁干扰的影响，导电线缆通常采用屏蔽网进行电磁干扰的屏蔽，目前常用的屏蔽网是采用金属丝编制而成，需要在线缆生产设备中增加屏蔽编织机，设备价格高，占地面积大，导致连接器的屏蔽线缆价格居高不下。
电连接骨架1多用于在车内传输大电流，在电流经过时会产生较大的电磁场，为了防止大电流产生的电磁场对汽车中的电器进行电磁干扰，影响其他电器的正常工作，因此需要将大电流产生的电磁场进行电磁屏蔽。
电磁屏蔽主要是使用屏蔽体来防止高频电磁场的影响，从而有效地控制电磁波从某一区域向另一区域进行辐射传播。基本原理是采用低电阻值的导体材料制作屏蔽体，利用电磁波在屏蔽体表面的反射，在屏蔽体内部的被吸收以及在传输过程中的被损耗而产生屏蔽作用。除了电连接骨架1需要进行电磁屏蔽，其与第一连接器2、第二连接器3以及连接端子5的连接处也有需要特别进行电磁屏蔽的地方，本申请的电连接骨架1的两端分别和第一连接器2、第二连接器3的连接端子5连接，将这些连接处设置在内壳体4内，内壳体4与电连接骨架1外的导电层12电性连接，从而达到完整屏蔽的效果。更具体地，参考图2，导电层12的外表面与内壳体4的内表面电连接。更具体地，导电层12与电连接骨架1之间设置绝缘层11，防止两者电连接。
本发明使用电连接骨架1代替多芯铜线缆，减小线缆直径，减轻线缆重量，使线缆安装方便，减少与车壳的摩擦，延长了连接器总成的使用寿命。使用导电塑料或导电涂料代替编制屏蔽网，减少屏蔽网编制设备的使用，占地面积小，降低了线缆的加工成本，同时降低了连接器总成的生产成本。采用阻燃剂7添加至连接器的内壳体4和外壳体8，以及电连接骨架1的绝缘层11和导电层12中的至少一个，保证了连接器总成的阻燃性能。
在一些实施例中，内壳体4、外壳体8、绝缘层11或导电层12中，阻燃剂7的含量不大于49％。阻燃剂7不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体。阻燃剂7是通过若干机理发挥其阻燃作用的，如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。多数阻燃剂7是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。阻燃剂7是能够提高易燃或可燃物的难燃性、自熄性或消烟性的一种助剂,是重要的精细化工产品和合成材料的主要助剂之一。
材料中添加的阻燃剂7的含量越高，成品的阻燃性、自熄性和消烟性会大幅度提高，但是，当阻燃剂7的含量过大，则会影响到上述部件的机械性能或绝缘性能或导电性能，为了寻找合适的阻燃剂7的占比，发明人进行了相关测试，测试方法为以500N的拉力拉拔不同阻燃剂7含量的外壳体8和内壳体4，如果损坏则不合格，并测试不同阻燃剂含量的绝缘层11的导电率，如果出现导电则为不合格，以及导电层12的导电率，如果导电率小于99％为不合格，结果如表1所示。
表1阻燃剂7的含量占比对外壳8的强度、绝缘层11的绝缘效果、导电层12的导电率的影响。
Figure BDA0003546334320000071
Figure BDA0003546334320000081
从表1可知，当阻燃剂在内壳体4、外壳体8、绝缘层11或导电层12中的占比大于49％以后，内壳体4和外壳体8在500N的拉力下会发生损坏，同时，绝缘层11将会出现导电现象，这是非常危险的一种情况，并且导电层12的导电率会下降到99％以下，也为不合格，因此发明人优选内壳体4、外壳体8、绝缘层11或导电层12中，阻燃剂7的含量不大于49％。
具体地，在一些实施例中，如图2和图3所示，在第一连接器2的内壳体4中添加了阻燃剂7。在一些其他实施例中，如图4和图5所示，在电连接骨架1的绝缘层11中添加了阻燃剂7。
在一些实施例中，阻燃剂7含有溴系、氮系、红磷及化合物、卤素、非卤素、碲化合物、硼酸盐、可膨胀石墨、三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝和硅系的一种或几种。由此，采用卤系阻燃剂，尤其是溴系和氮系，使得连接器总成的阻燃效率高、阻燃剂用量少、相对成本较低。并且，其中红磷及化合物作为阻燃剂能以较低的用量使大多数高聚物具有良好的阻燃性能，处理过程稳定，既可以在气相中产生自由基阻燃，也可以在凝固相中形成炭层阻燃。氢氧化铝及氢氧化镁阻燃剂是最常见的无机阻燃剂，具有无毒、稳定性好，高温下不产生有毒气体，还能减少塑料燃烧时的发烟量等优点，而且价格低廉，来源广泛。
在一些实施例中，电连接骨架1外轮廓的横截面形状为圆形、椭圆形、矩形、多边形、A形、B形、D形、M形、N形、O形、S形、E形、F形、H形、K形、L形、T形、U形、V形、W形、X形、Y形、Z形、P形、半弧形、弧形、波浪形中的一种或几种。
具体地，电连接骨架1横截面的一部分可以是圆形结构另一部分是椭圆形结构，电连接骨架1具体为大直径的棒状导体，当在布线遇到狭窄的空间时，此结构的设计在不改变电能传输效果的同时还能够更好的与车辆的布线路径相适应。而传统的两导线进行车身匹配时，往往采用两条不同的导线进行焊接或压接等转接方式。因此，本方案的设计有效的降低了成本，能够更好的匹配车身轮廓，简化布线工艺，减少布线耗材，提高了安装效率。
在一些实施例中,电连接骨架1的截面形状为多边形，所述多边形的角全部倒角或倒圆。
具体实施时，截面为多边形形状的电连接骨架1的角全部倒角或倒圆，可方便电连接骨架1与连接端子之间连接，使得二者之间在通过焊接或者压接时，电连接骨架1与连接端子之间连接的更为牢固，接触面积更大，导通电流更好；防止电连接骨架1与连接端子之间因连接时接触面积过小，导致电阻过大，引起发热甚至发生燃烧事故。
在一些实施例中，电连接骨架1的部分区域为柔性。柔性材料可以为多芯线缆或编织线缆或多层薄板叠加的软排。柔性材料易折弯且导电性能优良，薄板质地较软容易形变，适合作为柔性导体，多层薄板叠加既能保证柔性，又能保证通电的效率。电连接骨架1由刚性材料和柔性材料组合连接，可以更好地与车身轮廓相匹配，节省材料和空间。
在一些实施例中，电连接骨架1包括至少一个弯折部。由此，可以根据布线过程中的具体需求设置弯折部，方便操作人员布线。
在一些实施例中，在一些实施例中，电连接骨架1的横截面积为3.5mm2-240mm2。电连接骨架1的截面积决定电连接骨架1所能导通的电流，一般情况下，实现信号导通的电连接骨架1，电流较小，电连接骨架1截面积也较小，例如用于传输信号的线电连接骨架1最小截面积可达到3.5mm2，而实现电源导通的电连接骨架1，电流较大，电连接骨架1截面积也较大，例如汽车蓄电池线束，导体最大截面积达到240mm2。
在一些实施例中，连接端子5的材质含有铜或铜合金，电连接骨架1通过焊接或压接的方式与连接端子5电连接。铜或铜合金的导电率高，可以广泛用于电传输领域。电连接骨架1通过焊接与连接端子5连接，所采用的焊接方式，包括电阻焊接、摩擦焊接、超声波焊接、弧焊、激光焊接、电子束焊接、压力扩散焊接、磁感应焊接的一种或几种，是采用集中热能或压力，使连接端子5和电连接骨架1接触位置产生熔融连接，焊接方式连接稳固，可以实现异种材料的连接，由于接触位置相融，导电效果更好。
电阻焊接方式，是指一种利用强大电流通过电极和工件间的接触点，由接触电阻产生热量而实现焊接的一种方法。
摩擦焊方式，是指利用工件接触面摩擦产生的热量为热源，使工件在压力作用下产生塑性变形而进行焊接的方法。
超声波焊接方式，是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。
弧焊方式，是指以电弧作为热源，利用空气放电的物理现象，将电能转换为焊接所需的热能和机械能，从而达到连接金属的目的，主要方法有焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等。
激光焊接方式，是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。
摩擦焊接方式，是指利用工件接触面摩擦产生的热量为热源，使工件在压力作用下产生塑性变形而进行焊接的方法。
电子束焊接方式，是指利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊接面，使被焊工件熔化实现焊接。
压力焊接方式，是对焊件施加压力，使接合面紧密地接触产生一定的塑性变形而完成焊接的方法。
磁感应焊接方式，是两个被焊工件在强脉冲磁场作用下，产生瞬间高速碰撞，材料表层在很高的压力波作用下，使两种材料的原子在原子间距离内相遇，从而在界面上形成稳定的冶金结合。是固态冷焊的一种，可以将属性相似或不相似的传导金属焊接在一起。
压接方式，压接是将电连接骨架1和连接端子5装配后，使用压接机，将两者冲压为一体的生产工艺。压接的优点是量产性，通过采用自动压接机能够迅速大量的制造稳定品质的产品。
在一些实施例中，所述电连接骨架1为刚性体，所述电连接骨架1的抗拉强度大于75MPa。刚性体是指在运动中和受力作用后，形状和大小不变，而且内部各点的相对位置不变的物体。绝对刚体实际上是不存在的，只是一种理想模型，因为任何物体在受力作用后，都或多或少地变形，如果变形的程度相对于物体本身几何尺寸来说极为微小，在研究物体运动时变形就可以忽略不计。所以，由刚性体材料制成的电连接骨架1在使用过程中，产生的形变量微乎其微，可忽略不计，刚性体的抗拉强度越大，其变形量越小。
为了验证电连接骨架1的抗拉强度，对电连接骨架1在XY方向折弯的扭矩以及振动过程中是否发生异响的影响，发明人选用了相同尺寸规格的，使用不同抗拉强度的电连接骨架1样件，对电连接骨架1折弯时的扭矩和振动过程中的异响进行测试。
电连接骨架1的拉力值的测试方法：使用万能拉力测试机，将电连接骨架1，两端分别固定在万能拉力测试机的拉伸治具上，并以50mm/mi n的速度进行拉伸，记录最终拉断时的拉力值，在本实施例中，拉力值大于2000N为合格值。
电连接骨架1的扭矩测试方法：使用扭矩测试仪，将电连接骨架1以相同的半径，相同的速度弯折90°的时候，测试弯折过程中电连接骨架1变形的扭矩值，在本实施例中，扭矩值小于60N·m为合格值。
电连接骨架1是否会出现异响，试验方法为选择相同尺寸规格的，使用不同抗拉强度的电连接骨架1样件，相同规格的第一连接器2组装在一起，固定在振动试验台上，在振动试验过程中，观察电连接骨架1是否会出现异响。
表2：不同的抗拉强度对电连接骨架1的扭矩值和异响的影响
Figure BDA0003546334320000111
从上表2中可以看出，当电连接骨架1抗拉强度为小于75MPa时，电连接骨架1拉断时的拉力值小于2000N，此时电连接骨架1本身的强度不高，受到较小外力时容易拉断，造成电连接骨架1功能失效，从而无法起到电能传输的目的。
从上表2中可以看出，当电连接骨架1抗拉强度为大于75MPa时，电连接骨架1折弯90°时的扭矩值大于60N·m，此时扭矩值不满足合格值要求，当扭矩值大于60N·m时，电连接骨架1不容易被折弯。另一方面，由于电连接骨架1的抗拉强度值越大，电连接骨架1越不易发生形变，所以振动试验过程中，电连接骨架1越不容易相对两端连接的第一连接器2和第二连接器3振动而产生异响，相反，电连接骨架1的抗拉强度值越小，电连接骨架1越容易发生形变，所以振动试验过程中，电连接骨架1越容易相对两端连接的第一连接器2和第二连接器3振动而产生异响。从上表1中可以看出，当电连接骨架1抗拉强度为小于等于75MPa时，电连接骨架1在振动试验过程中会产生异响。因此，发明人设定电连接骨架1抗拉强度为大于75MPa。
在一些实施例中，导电高分子材料为导电涂料，所述导电涂料为包含导电颗粒的涂料，所述导电颗粒材质含有金属、导电陶瓷、含碳导体、固体电解质、混合导体的一种或几种。导电涂料是一种在化学溶剂中掺入导电颗粒，并能喷涂于非金属材料上，对电磁波进行屏蔽的功能性涂料。具有室温固化、附着力强的优点，含有导电颗粒的涂料具有导电性能，即具有屏蔽功能，最大优点是成本低，简单实用且适用面广，使用最多的是银系导电涂料，也是开发最早的品种之一。
进一步的，导电涂料中导电颗粒的体积占比为2.3％-95％。如果导电颗粒的体积占比过小，则导电率不足，达不到理想的屏蔽效果。因此发明人对不同导电颗粒的体积占比的导电涂料进行了测试，如果导电涂料的导电率小于99％为不合格，测试结果如表3所示。
表3：不同导电颗粒的体积占比的导电涂料对导电涂层导电率的影响
Figure BDA0003546334320000121
从表3可知，当导电涂料的导电颗粒占比小于45％时，导电涂层的导电率小于99％，不能够满足需要，而当导电涂料的导电颗粒占比大于95％后导电率并无增加，且所需工艺要求也越来越高，因此发明人优选所述导电涂料中所述导电颗粒的体积占比为2.3％-95％。
在一些实施例中，导电高分子材料为导电塑胶，导电塑胶为包含导电颗粒的高分子材料，导电颗粒材质含有金属、导电陶瓷、含碳导体、固体电解质、混合导体的一种或几种；所述高分子材料的材质含有四苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚四氟乙烯、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物、乙烯/四氟乙烯共聚物、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚对苯二甲酸、聚氨酯弹性体、苯乙烯嵌段共聚物、全氟烷氧基烷烃、氯化聚乙烯、聚亚苯基硫醚、聚苯乙烯、交联聚烯烃、乙丙橡胶、乙烯/醋酸乙烯共聚物、氯丁橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯醚橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氯硫橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、氢化丁腈橡胶、聚硫橡胶、交联聚乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚、聚酯、酚醛树脂、脲甲醛、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚甲基丙烯酸酯、聚甲醛树酯中的一种或几种。可以根据需要选择含有不同颗粒的导电塑料。
进一步的，所述导电塑胶中所述导电颗粒的体积占比为2.3％-95％。如果导电颗粒的体积占比过小，则导电塑胶的导电率不足，达不到理想的屏蔽效果。因此发明人对不同导电颗粒的体积占比的导电塑胶进行了测试，如果导电塑胶的导电率小于99％为不合格，测试结果如表4所示。
表4：不同导电颗粒的体积占比的导电塑胶对导电涂层导电率的影响
Figure BDA0003546334320000131
从表4可知，当导电塑胶的导电颗粒占比小于2.3％时，导电涂层的导电率小于99％，不能够满足需要，而当导电塑胶的导电颗粒占比大于95％后导电率并无增加，且所需工艺也越来越高，因此发明人优选所述导电塑胶中所述导电颗粒的体积占比为2.3％-95％。
在一些实施例中，所述金属的材质含有金、银、铜、镍、钛、锡、铝、镉、锆、铬、钴、锰、锌、磷、碲、铍、锡铅合金、银锑合金、钯、钯镍合金或银金锆合金中的一种或几种。为了论证不同金属的材质对导电涂料和导电塑胶的导电率的影响，发明人采用导电塑胶为例进行了试验，使用相同规格尺寸、不同材质的金属颗粒制作导电塑胶的样件，分别测试导电塑胶的导电率，实验结果如下表5所示，在本实施例中，导电塑胶的导电率大于99％为理想值。
表5：不同材质的金属颗粒对导电塑胶的导电率的影响
Figure BDA0003546334320000141
从上表5可以看出，选用的不同金属颗粒制作的导电塑胶，导电率都在理想值范围内，另外，磷是非金属材料，不能直接作为导电镀层的材质，但是可以添加到其他金属中形成合金，提高金属本身的导电和机械性能。因此，发明人设定金属颗粒的材质含有所述金属的材质含有金、银、铜、镍、钛、锡、铝、镉、锆、铬、钴、锰、锌、磷、碲、铍、锡铅合金、银锑合金、钯、钯镍合金或银金锆合金中的一种或几种。
在一些实施例中，含碳导体含有石墨银、石墨烯银、石墨粉、碳纳米管材料、石墨烯材料中的一种或多种。石墨粉是一种矿物粉末，主要成分为碳单质，质软，黑灰色；石墨粉是很好的非金属导电物质。碳纳米管具有良好的导电性能，由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同，所以具有很好的电学性能。石墨粉、石墨银、石墨烯银更是具有极高的电学性能，含有这三种材料的含碳导体导电铝高，屏蔽性能好，能够很好的实现对电连接骨架1的电磁屏蔽。
在一些实施例中，所述导电涂料采用刷涂或浸涂或喷涂的方式，附着在绝缘层11的外周。刷涂是利用各种漆刷和排笔蘸涂料在制品表面进行涂刷，并形成均匀涂层的一种方法，是一种应用最早、最普遍的涂装方法。刷涂法的优点是几乎不需设备夹具投资，节省涂覆材料，一般不需要遮盖工序。浸涂是将被涂物体全部浸没在盛有涂料的槽中，经过很短的时间，再从槽中取出，并将多余的涂液重新流回槽内。浸涂的特点是生产效率高，操作简单，涂料损失少。
在一些实施例中，导电塑胶通过挤出或注塑或浸塑或吹塑或发泡或3D打印的工艺，在绝缘层11的外周成型。
挤出工艺在塑胶加工中又称为挤塑，是一种高效、连续、低成本的成型加工方法，是高分子材料加工中出现较早的一门技术，挤出成型是聚合物加工领域中生产品种最多、变化最多、生产率高、适应性强、用途广泛、产量所占比重最大的成型加工方法。在生产设备的布局中，可以不再使用占地面积较大的金属丝编织机，可以将绝缘层11、导电层12和外绝缘层13的三台挤出机并排放置，电连接骨架1从各个挤出机中穿过，依次覆盖绝缘层11、导电层12和外绝缘层13，为了使外绝缘层13从导电层12上比较容易脱离，还可以在导电层12和外绝缘层13之间添加润滑剂。
注塑工艺是指将熔融的原料通过加压、注入、冷却、脱离等操作制作一定形状的半成品件的工艺过程。
浸塑工艺是指通过工件电加热后，达到一定的温度，然后浸到浸塑液里面去，让浸塑液固化在工件上的工艺过程。
吹塑工艺是用挤出机挤出管状型坯，趁热放入模具中，并通入压缩空气进行吹胀以使其达到模腔形样，冷却定型后即得制品。优点是：适用于多种塑料，能生产大型制品、生产效率高，型坯温度较均匀和设备投资较少等。
发泡工艺是指在发泡成型过程或发泡聚合物材料中，通过物理发泡剂或化学发泡剂的添加与反应，形成了蜂窝状或多孔状结构。发泡成型的基本步骤是形成泡核、泡核生长或扩大以及泡核的稳定。在给定的温度与压力条件下，气体的溶解度下降，以致达到饱和状态，使多余的气体排除并形成气泡，从而实现成核。
3D打印工艺是快速成型技术的一种，又称增材制造，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
在生产设备的布局中，可以不再使用占地面积较大的金属丝编织机，可以将绝缘层11、导电层12和外绝缘层13的三台挤出机并排放置，电连接骨架1从各个挤出机中穿过，依次覆盖绝缘层11、导电层12和外绝缘层13，为了使外绝缘层13从导电层12上比较容易脱离，还可以在导电层12和外绝缘层13之间添加润滑剂。
在一些实施例中，所述内壳体4与所述导电层12采用导电胶粘接或焊接或螺接或压接或卡接的方式电连接。导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性的胶粘剂。它可以将多种导电材料连接在一起，使被连接材料间形成电的通路。在电子工业中,导电胶已成为一种必不可少的新材料。通过导电胶粘的方式连接，能够保证内壳体4与导电层12之间的导电率，起到更好的屏蔽效果。焊接，例如热压焊是利用加热和加压力,使内壳体4与导电层12的焊接区压焊在一起。其原理是通过加热和加压力,使焊接区发生塑性变形,使两者触面间达到原子的引力范围,从而使原子间产生吸引力,达到键合的目的。
在一些实施例中，导电层12与所述内壳体4之间的阻抗小于80mΩ。
导电层12与内壳体4之间的阻抗要尽可能小，这样内壳体4产生的电流才会无阻碍的流回能量源或接地位置，如果导电层12与内壳体4之间的阻抗较大，则会在导电层12与内壳体4之间产生较大的电流，从而使线缆连接处产生较大的辐射。
为了验证导电层12与内壳体4之间的阻抗值对屏蔽线缆连接结构屏蔽效果的影响，发明人选用相同规格的电连接骨架1、连接器、和连接端子5，选用不同的导电层12与内壳体4之间的阻抗，制作了一系列的样件，分别测试屏蔽效果，实验结果如下表6所示，在本实施例中，屏蔽性能值大于40dB为理想值。
屏蔽性能值测试方法为：测试仪器对电连接骨架1输出一个信号值(此数值为测试值2)，在电连接骨架1外侧设置探测装置，此探测装置探测到一个信号值(此数值为测试值1)。屏蔽性能值＝测试值2-测试值1。
表6：导电层12与内壳体4之间的阻抗对屏蔽性能的影响
Figure BDA0003546334320000161
从表6可以看出，当导电层12与内壳体4之间的阻抗值大于80mΩ时，屏蔽性能值小于40dB，不符合理想值要求，而导电层12与屏蔽层13之间的阻抗值为小于80mΩ时，屏蔽性能值全部符合理想值要求，而且趋势越来越好，因此，发明人设定导电层12与内壳体4之间的阻抗为小于80mΩ。
在一些实施例中，导电层12的转移阻抗为小于100mΩ。屏蔽材料通常用转移阻抗来表征导电层12的屏蔽效果，转移阻抗越小，屏蔽效果越好。导电层12的转移阻抗定义为单位长度屏蔽体感应的差模电压U与屏蔽体表面通过的电流Is之比，即：
ZT＝U/IS，所以可以理解为，导电层12的转移阻抗将导电层12电流转换成差模干扰。转移阻抗越小越好，即减小差模干扰转换，可以得到较好的屏蔽性能。
为了验证不同转移阻抗值的导电层12对屏蔽线缆连接结构屏蔽效果的影响，发明人选用相同规格的电连接骨架1、连接器和连接端子5，采用不同转移阻抗值的导电层12，制作了一系列的样件，分别测试屏蔽效果，实验结果如下表7所示，在本实施例中，屏蔽性能值大于40dB为理想值。
屏蔽性能值测试方法为：测试仪器对电连接骨架1输出一个信号值(此数值为测试值2)，在电连接骨架1外侧设置探测装置，此探测装置探测到一个信号值(此数值为测试值1)。屏蔽性能值＝测试值2-测试值1。
表7：导电层12的转移阻抗对屏蔽性能的影响
Figure BDA0003546334320000171
从上表7可以看出，当导电层12的转移阻抗值大于100mΩ时，导电层12的屏蔽性能值小于40dB，不符合理想值要求，而导电层12的转移阻抗值为小于100mΩ时，导电层12的屏蔽性能值全部符合理想值要求，而且趋势越来越好，因此，发明人设定导电层12的转移阻抗为小于100mΩ。
在一些实施例中，内壳体4的转移阻抗为小于100mΩ。
为了验证不同转移阻抗值的内壳体4对屏蔽效果的影响，发明人选用相同规格的电连接骨架1、连接器和连接端子5，采用不同转移阻抗值的内壳体4，制作了一系列的样件，分别测试屏蔽效果，实验结果如下表8所示，在本实施例中，屏蔽性能值大于40dB为理想值。
屏蔽性能值测试方法为：测试仪器对电连接骨架1输出一个信号值(此数值为测试值2)，在内壳4外侧设置探测装置，此探测装置探测到一个信号值(此数值为测试值1)。屏蔽性能值＝测试值2-测试值1。
表8：内壳4的转移阻抗对屏蔽性能的影响
Figure BDA0003546334320000181
从上表8可以看出，当内壳体4的转移阻抗值大于100mΩ时，内壳体4的屏蔽性能值小于40dB，不符合理想值要求，而内壳体4的转移阻抗值为小于100mΩ时，内壳体4的屏蔽性能值全部符合理想值要求，而且趋势越来越好，因此，发明人设定内壳体4的转移阻抗为小于100mΩ。
在一些实施例中，如图4和图5所示，内壳体4与导电层12之间设置屏蔽装置6，屏蔽装置6分别与内壳体4和导电层12电连接。由此，能够先将导电层12与屏蔽装置6固定并电连接，在组装时屏蔽装置6与内壳体4接触并电连接，提高屏蔽连接的稳定性，降低加工难度。
进一步地，在一些实施例中，导电层12与屏蔽装置6之间的阻抗小于80mΩ，屏蔽装置6与内壳体4之间的阻抗小于80mΩ。
为了验证屏蔽装置6与导电层12之间的阻抗值对屏蔽效果的影响，发明人选用相同规格的电连接骨架1、连接器、内壳体4和连接端子5，选用不同的屏蔽装置6与导电层12之间的阻抗，制作了一系列的样件，分别测试屏蔽效果，实验结果如下表9所示，在本实施例中，屏蔽性能值大于40dB为理想值。
屏蔽性能值测试方法为：测试仪器对电连接骨架1输出一个信号值(此数值为测试值2)，在导电粒子形成的导电层12处设置探测装置，此探测装置探测到一个信号值(此数值为测试值1)。屏蔽性能值＝测试值2-测试值1。
表9：屏蔽连接装置与所述导电粒子之间的阻抗对屏蔽性能的影响
Figure BDA0003546334320000191
从表9可以看出，当屏蔽装置6与导电层12之间的阻抗值大于80mΩ时，屏蔽性能值小于40dB，不符合理想值要求，而导屏蔽装置6与导电层12之间的阻抗值为小于80mΩ时，屏蔽性能值全部符合理想值要求，而且趋势越来越好，因此，发明人设定屏蔽装置6与所述导电层12之间的阻抗为小于80mΩ。
发明人用类似的方法优选了屏蔽装置6与内壳体4之间的阻抗小于80mΩ。
在一些实施例中，导电层12的厚度为0.15mm-3.8mm。
如果导电层12的厚度太小，导电率则不足，屏蔽效果不能够满足要求。如果导电层12的厚度太大，则会浪费材料增加车身重量。为了论证不同厚度的导电层12对导电层12导电率的影响，发明人使用相同不同厚度、相同材质的材料制作导电层12样件，分别测试导电率，实验结果如表10所示，在本实施例中，导电层12的导电率大于99％为理想值。
表10：导电层12的厚度对导电率的影响
Figure BDA0003546334320000192
从表10可以看出，当导电层12的厚度小于0.15mm后，导电率小于99％，为不合格；当导电层12的厚度大于3.8mm后，导电率也没有增长。且更厚的导电层12会增加成本和车体重量，因此发明人优选导电层12的厚度为0.15mm-3.8mm。
本发明公开了一种车辆，包含如上任一实施例所述的新型屏蔽阻燃连接器总成。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (29)

1.一种新型屏蔽阻燃连接器总成，包括电连接骨架及与所述电连接骨架两端连接的连接器，其特征在于，所述连接器中包含连接端子和具有屏蔽效能的内壳体，所述电连接骨架两端分别与所述连接端子电连接，所述电连接骨架外周从内向外包覆绝缘层和导电层，所述导电层与所述内壳体电连接，所述内壳体、所述绝缘层和所述导电层中至少一个含有阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述连接器中还包含包覆所述内壳体的外壳体，所述外壳体中含有阻燃剂。
3.根据权利要求2所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述内壳体、所述外壳体、所述绝缘层或所述导电层中，所述阻燃剂的含量不大于49％。
4.根据权利要求1所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述阻燃剂含有溴系、氮系、红磷及化合物、卤素、非卤素、碲化合物、硼酸盐、可膨胀石墨、三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝和硅系的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述导电层的外表面与所述内壳体的内表面电连接。
6.根据权利要求1所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述电连接骨架的横截面形状为圆形、椭圆形、矩形、多边形、A形、B形、D形、M形、N形、O形、S形、E形、F形、H形、K形、L形、T形、U形、V形、W形、X形、Y形、Z形、P形、半弧形、弧形、波浪形中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述电连接骨架的横截面积为3.5mm2-240mm2。
8.根据权利要求1所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述连接端子的材质含有铜或铜合金，所述电连接骨架材质含有铝或铝合金，所述电连接骨架通过焊接或压接的方式与所述连接端子电连接。
9.根据权利要求1所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述电连接骨架为刚性体，所述电连接骨架的抗拉强度大于75MPa。
10.根据权利要求1所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述导电层与所述内壳体材质为导电高分子材料。
11.根据权利要求10所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述导电高分子材料为导电涂料，所述导电涂料为包含导电颗粒的涂料，所述导电颗粒材质含有金属、导电陶瓷、含碳导体、固体电解质、混合导体的一种或几种。
12.根据权利要求11所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述导电涂料中所述导电颗粒的体积占比为2.3％-95％。
13.根据权利要求11所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述导电涂料采用刷涂或浸涂或喷涂的方式，附着在所述绝缘层的外周。
14.根据权利要求10所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述导电高分子材料为导电塑胶，所述导电塑胶为包含导电颗粒的高分子材料，所述导电颗粒材质含有金属、导电陶瓷、含碳导体、固体电解质、混合导体的一种或几种；所述高分子材料的材质含有四苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚四氟乙烯、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物、乙烯/四氟乙烯共聚物、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚对苯二甲酸、聚氨酯弹性体、苯乙烯嵌段共聚物、全氟烷氧基烷烃、氯化聚乙烯、聚亚苯基硫醚、聚苯乙烯、交联聚烯烃、乙丙橡胶、乙烯/醋酸乙烯共聚物、氯丁橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯醚橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氯硫橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、氢化丁腈橡胶、聚硫橡胶、交联聚乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚、聚酯、酚醛树脂、脲甲醛、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚甲基丙烯酸酯、聚甲醛树酯中的一种或几种。
15.根据权利要求14所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述导电塑胶中所述导电颗粒的体积占比为2.3％-95％。
16.根据权利要求14所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述金属的材质含有金、银、铜、镍、钛、锡、铝、镉、锆、铬、钴、锰、锌、磷、碲、铍、锡铅合金、银锑合金、钯、钯镍合金或银金锆合金中的一种或几种。
17.根据权利要求14所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述含碳导体含有石墨银、石墨烯银、石墨粉、碳纳米管材料、石墨烯材料中的一种或多种。
18.根据权利要求14所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述导电塑胶通过挤出或注塑或浸塑或吹塑或发泡或3D打印的工艺，在所述绝缘层的外周成型。
19.根据权利要求1所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述内壳体与所述导电层采用导电胶粘接或焊接或螺接或压接或卡接的方式电连接。
20.根据权利要求1所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述导电层与所述内壳体之间的阻抗小于80mΩ。
21.根据权利要求1所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述导电层的转移阻抗为小于100mΩ。
22.根据权利要求1所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述内壳体的转移阻抗为小于100mΩ。
23.根据权利要求1所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述内壳体与所述导电层之间设置屏蔽装置，所述屏蔽装置分别与所述内壳体和所述导电层电连接。
24.根据权利要求23所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述导电层与所述屏蔽装置之间的阻抗小于80mΩ，所述屏蔽装置与所述内壳体之间的阻抗小于80mΩ。
25.根据权利要求1所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述导电层的厚度为0.15mm-3.8mm。
26.根据权利要求1所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述电连接骨架的截面形状为多边形，所述多边形的角全部倒角或倒圆。
27.根据权利要求1所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述电连接骨架的部分区域为柔性。
28.根据权利要求1所述的新型屏蔽阻燃连接器总成，其特征在于，所述电连接骨架包括至少一个弯折部。
29.一种车辆，其特征在于，包含如权利要求1-28任一项所述的新型屏蔽阻燃连接器总成。
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