CN114709690A - 一种连接器总成及一种车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连接器总成及一种车辆,包括至少两根电连接骨架和设置在所述电连接骨架两端的连接器,所述连接器包含连接端子,所述连接端子的材质为铜或铜合金,所述电连接骨架的材质含有纯铝或铝含量在90%以上的铝合金,所述电连接骨架通过间隔金属层与所述连接端子电连接。采用铝或铝合金材质的电连接骨架具有很高的导电性,完全能够胜任电动车辆大电流的传输。采用间隔金属层隔绝铜端子和电连接骨架,减缓铜端子和电连接骨架之间的电化学腐蚀,增加连接器总成的使用寿命。电连接骨架采用绞合的方式设置,能够互相抵消电磁干扰,减少电连接骨架屏蔽层的使用。
Description
技术领域
本发明涉及车辆电器技术领域,更具体地,涉及一种连接器总成及一种车辆。
背景技术
电动车辆是以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶的车辆,其以环保节能受到人们的广泛接受及市场推广。随着科技的发展,特别是新型高能电池技术的发展,使电动车辆的续驶里程大大提高、充电时间大大缩短,电动车辆又进入了一个新的发展阶段,并开始步入实用化阶段。充电时间的大幅缩短伴随着的是车辆大功率充电的普及,车辆大功率充电配套使用的高压电缆直径越来越大,高压线束主要用于新能源电动车辆行业及其相关产品领域,现有的高压线束中,连接器及充电座之间的连接电缆以及端子均为铜质结构或多芯铝线结构,其中纯铜或铜合金材质价格高,密度大会造成整体高压线束成本高,质量重,而多芯线结构的线缆刚性差且导电率低,因此,车辆电器技术领域急需一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种胜任电动车辆大电流的传输的,使用电连接骨架的连接器总成,减缓连接器内铜端子和电连接骨架之间的电化学腐蚀,增加连接器的使用寿命,降低连接器的成本。采用绞合的方式设置电连接骨架,能够互相抵消电磁干扰,减少电连接骨架屏蔽层的使用。
根据本发明的第一方面,提供了一种连接器总成,包括至少一根电连接骨架和设置在所述电连接骨架两端的连接器,其特征在于,所述连接器包含连接端子,所述连接端子的材质为铜或铜合金,所述电连接骨架的材质含有纯铝或铝含量在90%以上的铝合金,所述电连接骨架通过间隔金属层与所述连接端子电连接。
所述间隔金属层的材质为金或银或电势电位在铜和铝的电势电位之间的金属。
所述电连接骨架的至少部分区域为柔性体。
所述电连接骨架包括至少一个弯曲部。
所述电连接骨架横截面形状为圆形、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、P形、T形、U形、V形、W形、X形、Y形、Z形、半弧形、弧形、波浪形中的一种或几种。
所述电连接骨架的横截面为多边形,所述多边形的角为倒圆或倒角。
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。
所述电连接骨架的横截面积为3.5mm2-240mm2。
所述间隔金属层中含有至少37wt%的铜铝固溶体。
所述铜铝固溶体中含有铜铝化合物,所述铜铝化合物的含量小于15wt%。
所述间隔金属层材质含有镍、镉、锆、铬、钴、锰、锡、钛、锌中的一种。
所述间隔金属层的厚度为0.1μm-230μm。
所述电连接骨架外周套设绝缘层。
所述绝缘层外还依次套设屏蔽层和外绝缘层。
所述电连接骨架截面形状为圆形或椭圆形。
所述电连接骨架的数量大于等于两根,至少两根所述电连接骨架并排设置。
所述电连接骨架的数量大于等于两根,至少两根所述电连接骨架相互绞合设置。
两根所述电连接骨架相互绞合的绞距小于等于15倍的所述电连接骨架的外径。
所述连接端子至少部分表面设置镀层。
所述连接器为两个,其中一个连接器为充电座,另一个连接器与车载电池连接。
本发明还提供了一种车辆,其特征在于,包含如上所述的连接器总成。
本发明的有益效果是:
1、采用铝或铝合金材质的电连接骨架具有很高的导电性,完全能够胜任电动车辆大电流的传输。
2、采用间隔金属层隔绝铜端子和电连接骨架,减缓铜端子和电连接骨架之间的电化学腐蚀,增加连接器的使用寿命。
3、电连接骨架采用绞合的方式设置,能够互相抵消电磁干扰,减少电连接骨架屏蔽层的使用。
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为本发明连接器总成的结构示意图。
图2为本发明连接器总成的电连接骨架的截面图。
图3为本发明连接器总成的另一电连接骨架实施例的截面图。
图4为本发明连接器总成的电连接骨架并排布置的结构示意图。
图5为本发明连接器总成的电连接骨架互绞布置的结构示意图。
图中标示如下:
1-连接器、2-电连接骨架、21-导芯、22-绝缘层、23-屏蔽层、24-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。
一种连接器总成,如图1-图5所示,包括至少两根电连接骨架2和设置在所述电连接骨架2两端的连接器1,所述连接器1包含连接端子,所述连接端子的材质为铜或铜合金,所述电连接骨架的材质含有纯铝或铝含量在90%以上的铝合金,所述电连接骨架2通过间隔金属层与所述连接端子电连接。在电动车辆上,传统的铜导线因为重量大价格高,已经很难满足充电要求,同时,多芯铝线的导电率不高,而电连接骨架2导电效率高,适合用在电动车辆的高压传输中,电连接骨架2一端与一个连接器1连接,另一端通过另一连接器1和车载电池连接进行充电。使用电连接骨架2的连接器1具有导电率高,重量轻等优点。由于金属之间的电极电位差异越大,电化学腐蚀越严重,铜端子和电连接骨架2之间的电极电位差异很大,因此会很快发生电腐蚀减少铜端子和电连接骨架2的使用寿命,在铜端子与电连接骨架2之间增加电极电位在铜与铝之间的金属作为间隔金属层,能够减缓电腐蚀,从而延长接头的使用寿命。需要说明的是,所述间隔金属层中至少包含了铜单质、铝单质、铜铝固溶体与铜铝化合物。铜铝化合物为Cu2Al,Cu3Al2,CuAl,CuAl2中的一种或多种。
在一些实施例中,所述间隔金属层的材质为金或银或电势电位在铜和铝的电势电位之间的金属。因为这些金属中,金和银的导电性好,化学特性稳定,非常适合作为间隔金属层。电势电位在铜和铝之间的金属作为间隔金属层时,可以降低铜和铝之间电子传递速度,减小铜铝结合形成的电池的电压,减缓电腐蚀的速度,使用者可以根据实际需要选择不同的材质作为铜端子和铝导线之间的分隔层。
在一些实施例中,所述电连接骨架2的至少部分区域为柔性体。柔性体能够保证电连接骨架2上能够做出较大的折弯角度,以方便设置在拐角比较大的车体内。此外,车辆在行驶中,电连接骨架2会随着车辆反复震动,柔性体能够吸收震动力,起到减震的效果,防止电连接骨架2刚性太强而出现疲劳。
在一些实施例中,所述电连接骨架2包括至少一个弯曲部。以满足车内体安装的需要。
在一些实施例中,所述电连接骨架2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、P形、T形、U形、V形、W形、X形、Y形、Z形、半弧形、弧形、波浪形中的一种或几种。可以根据实际情况,选择不同横截面形状的电连接骨架2。
在一些实施例中,所述电连接骨架2的横截面为多边形,所述多边形的角为倒圆或倒角。当电连接骨架2截面具有棱角时,可以对棱角进行倒圆或者倒角,防止其尖锐的部分对绝缘层22及屏蔽层23造成损伤。
在一些实施例中,所述电连接骨架2为刚性体,所述电连接骨架2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。绝对刚性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2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2的抗拉强度,对电连接骨架2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2样件,对电连接骨架2折弯时的扭矩和振动过程中的异响进行测试。
电连接骨架2的拉力值的测试方法:使用万能拉力测试机,将电连接骨架2,两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1600N为合格值。
电连接骨架2的扭矩测试方法:使用扭矩测试仪,将电连接骨架2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2变形的扭矩值,在本实施例中,扭矩值小于60N·m为优选值。
电连接骨架2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2样件,相同规格的连接器组装在一起,固定在振动试验台上,在振动试验过程中,观察电连接骨架2是否会出现异响。
表1:不同的抗拉强度对电连接骨架2的扭矩值和异响的影响
从上表1中可以看出,当电连接骨架2抗拉强度为小于75MPa时,电连接骨架2拉断时的拉力值小于1600N,此时电连接骨架2本身的强度不高,受到较小外力时拉断,造成电连接骨架2功能失效,从而无法起到电能传输的目的。另一方面,由于电连接骨架2的抗拉强度值越大,电连接骨架2越不易发生形变,所以振动试验过程中,电连接骨架2越不容易相对两端连接的连接器1振动而产生异响,相反,电连接骨架2的抗拉强度值越小,电连接骨架2越容易发生形变,所以振动试验过程中,电连接骨架2越容易相对两端连接的连接器1振动而产生异响。从上表1中可以看出,当电连接骨架2抗拉强度为小于等于75MPa时,电连接骨架2在振动试验过程中会产生异响。因此,发明人优选电连接骨架2抗拉强度为大于75MPa。同时,当电连接骨架2抗拉强度为大于480MPa时,电连接骨架2折弯90°时的扭矩值大于60N·m,此时电连接骨架2不容置折弯,因此,发明人优选电连接骨架2抗拉强度为大于75MPa且小于等于480MPa。
在一些实施例中,所述电连接骨架2的横截面积为3.5mm2-240mm2。电连接骨架2的横截面积决定电连接骨架2所能导通的电流,一般情况下,实现信号导通的电连接骨架2,电流较小,电连接骨架2截面积也较小,例如用于传输信号的电连接骨架2最小截面积可达到3.5mm2,而实现电源导通的电连接骨架2,电流较大,电连接骨架2横截面积也较大,例如车辆蓄电池线束,电连接骨架2最大截面积达到240mm2。
在一些实施例中,所述间隔金属层中含有至少37wt%的铜铝固溶体。当所述的间隔金属层包含铜铝固溶体少于37wt%时,则所述间隔金属层内其他成分大于等于63wt%。所述间隔金属层中铜单质、铝单质比例大,代表铜铝焊接并不充分,铜铝单质没有融合为铜铝固溶体。所述间隔金属层中铜铝化合物比例大,铜铝化合物的导电性非常差,且铜铝化合物脆性较大,含量多的时候会降低铜铝复合基材的机械性能和电气性能。为了寻找合适的间隔金属层中含有的铜铝固溶体重量百分比,发明人进行了相关试验,对不同铜铝固溶体重量百分比的间隔金属层进行了拉拔力测试和电压降测试,如果电连接骨架2的拉拔力小于3000N为不合格,若电连接骨架2的电压降大于0.5mV也为不合格,结果如表2所示。
表2:间隔金属层中含有的铜铝固溶体重量百分比对电连接骨架的拉拔力及电压降的影响
从表2可以看出,当间隔金属层包含的铜铝固溶体小于37wt%时,电连接骨架2的拉拔力小于3000N,为不合格;同时,电连接骨架2的电压降大于0.5mV,无法满足电连接骨架2的力学性能和电气性能要求。随着所述间隔金属层包含的铜铝固溶体占比逐渐增多,电连接骨架2的力学性能和电气性能逐渐增强,因此所述的间隔金属层包含不少于37wt%的铜铝固溶体。同时,因为该电连接骨架2应用于汽车等装备,电连接骨架2和连接端子一起振动,使得电连接骨架2和连接端子之间产生相对运动,连接处会发生反复摩擦,产生微动腐蚀,而通过设置含有铜铝固溶体电连接骨架2和连接端子之间能够避免出现微动腐蚀,延长电连接骨架2和连接端子的使用寿命。
间隔金属层只有含有足够百分比的铜铝固溶体,其对抗微动腐蚀的能够才能足够高,为了寻找合适的铜铝固溶体的占比,发明人进行了相关测试,测试方法为,选择相同的电连接骨架2和连接端子进行螺接和不同铜铝固溶体含量的间隔金属层组成样件,样件的导电率为大于99.5%。对样件进行晃动测试,在晃动中,由于微动腐蚀的产生,间隔金属层的质量会有所减少,如果在一小时的震动后,样件的质量的损失大于等于0.01%则为不合格,如果导电率降低到99.5%及以下也为不合格,结果如表3所示。
表3:间隔金属层中含有的铜铝固溶体重量百分比对质量损失和导电率的影响
由表3可知,当间隔金属层中含有的铜铝固溶体重量百分比小于37%之后,样件在振动测试后的质量损失比大于等于0.01%,为不合格,同时样件的导电率小于等于99.5%,也为不合格,因此发明人结合表2,优选间隔金属层中的铜铝固溶体含量不少于37wt%。
进一步的,所述铜铝固溶体中含有铜铝化合物,所述铜铝化合物的含量小于15wt%。铜铝固溶体中也会含有铜铝化合物,为了避免铜铝固溶体中铜铝化合物的占比过大进而降低铜铝固溶体电气性能,发明人进行了相关测试,对不同铜铝化合物重量百分比的铜铝固溶体进行了电压降测试,若铜铝固溶体的电压降大于0.5mV为不合格,结果如表4所示。
表4:不同铜铝化合物重量百分比对铜铝固溶体电压降的影响
由表4可知,当铜铝固溶体中铜铝化合物重量百分比大于15wt%时,铜铝固溶体的电压降大于0.5mV,无法满足电气性能要求,因此发明人优选铜铝固溶体中铜铝化合物的含量小于15wt%。
同时,电连接骨架2和连接端子为焊接时,其焊接的连接强度是非常重要的,间隔间隔层能够增加电连接骨架2和连接端子的连接力度,而铜铝化合物的含量小于一定量的铜铝固溶物制成的间隔金属层能够提供更高强度的连接效果。为了寻找合适的铜铝化合物占比的铜铝固溶物,发明人进行了相关测试,测试方法为,使用不同的间隔金属层焊接电连接骨架2和连接端子,每个间隔金属层为不同含量铜铝化合物的铜铝固溶体。对焊接好的样件进行拉拔力测试,如果样件拉断时的拉力值小于1800N为不合格,测试结果如表5所示。
表5:不同铜铝化合物重量百分比对铜铝固溶体制成的间隔金属层对拉拔力的影响。
从表5可知,当铜铝化合物重量百分比大于等于15时,样件拉断时的拉力值小于1800N,为不合格,因此发明人综合表3和表4优选铜铝固溶体中铜铝化合物的含量小于15wt%。
在一些实施例中,所述间隔金属层材质含有镍、镉、锆、铬、钴、锰、铝、锡、钛、锌、铜、银、金、磷、碲、铍或铅。采用上述电势电位在铜与铝之间的金属制作间隔金属层,从而使得所形成的间隔金属层化学性能比较稳定。更优选所述间隔金属层的材质至少为铝、镍和锌中的一种,不但在市面上能够容易购买到,而且相比其他可选的金属价格更加低廉,性价比较高。
或者,所述间隔金属层的材质为金或银或两者的组合。由于金或银为导电性极好的金属材料,而且其化学性质十分稳定,基本不会与其他金属发生电化学反应,因此可以作为间隔金属层的材料。
所述间隔金属层通过电镀、电磁焊、电弧喷涂、摩擦焊、超声波焊、电弧焊或压力焊的方式固定在待焊接的电连接骨架2或者连接端子的至少包含焊接区域的位置上。
电镀方法,就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。
电磁焊接方式,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。
电弧喷涂是利用燃烧于两根连续送进的金属丝之间的电弧来熔化金属,用高速气流把熔化的金属雾化,并对雾化的金属粒子加速使它们喷向工件形成涂层的技术。
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。
电弧焊方式,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。
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。
在一些实施例中,所述间隔金属层的厚度为0.1μm-230μm。如果间隔金属层的厚度小于0.1μm,超声波焊接时铜端子和电连接骨架2摩擦,间隔金属层容易被铜端子和铝导线破坏,从而使铜铝接触导致间隔金属层没有起到间隔两种金属的作用;当间隔金属层的厚度大于230μm,由于大部分间隔金属层材质的导电性不如铜铝金属,厚度大反而导致焊接接头的电压降升高;另外,间隔金属的用量增大,成本增加,但性能没有明显提升。因此本发明中的间隔金属层设置在0.1μm到230μm的厚度范围内。
发明人为了验证间隔金属层厚度对连接端子和电连接骨架2之间的拉拔力和电压降的影响,采用150套相同材质和结构的连接端子和电连接骨架2,分别在连接端子上镀不同厚度的间隔金属层,使用相同的超声波焊接机及工装,按照一样的焊接参数,将电连接骨架2焊接到连接端子上,然后测试焊接后样件的拉拔力和电压降,并将测试结果记录在表6和表7中。
拉拔力测试方法:采用拉拔力试验机,将连接端子和电连接骨架2分别固定在拉拔力试验机的夹具上,启动拉拔力试验机使连接端子和电连接骨架2向相反的方向移动,并记录连接端子和电连接骨架2脱离时的拉拔力值,在本实施例中,连接端子和电连接骨架2的拉拔力值大于1700N为合格值。
电压降测试方法:采用精密电压表,对焊接后样件施加一定的电压,分别测量相同长度的电连接骨架2,和焊接后带连接端子的焊接样件的电压,并做差取绝对值,为焊接样件的电压降值。在本实施例中,连接端子和电连接骨架2的电压降值小于4.0mV为合格值。
表6:不同的间隔金属层厚度对拉拔力(N)的影响
表7:不同的间隔金属层厚度对电压降(mV)的影响
从上表6和表7可以看出,当间隔金属层厚度在2μm左右,连接端子和电连接骨架2的焊接接头的力学性能和电学性能最佳,当间隔金属层厚度超过230μm和小于0.1μm时,连接端子和电连接骨架2的焊接接头的力学性能和电学性能突然下降,不符合合格值要求。因此,发明人设定间隔金属层设置在0.1μm到230μm的厚度范围内。
在一些实施例中,所述电连接骨架2外周套设绝缘层22。绝缘层22能够防止电连接骨架2与车壳接触发生短路。
进一步的,所述绝缘层22外还依次套设屏蔽层23和外绝缘层24。屏蔽层23能够降低电连接骨架2产生的电磁辐射对车内其他用电装置的干扰,屏蔽层23材质为导体,并且需要接地,所以在屏蔽层23和电连接骨架2之间设置绝缘层22,防止两者接触。外绝缘层24能够防止屏蔽层23和车壳接触发生短路。
在一些实施例中,所述电连接骨架2的数量大于等于两根,至少两根所述电连接骨架并排设置。
两根所述电连接骨架2并排设置。如图4所示,电连接骨架2可以并排设置,互不干扰,这样方便布置,也方便在车内排线。
在一些实施例中,所述电连接骨架2的数量大于等于两根,至少两根所述电连接骨架相互绞合设置。如图5所示,由于导芯21导通较大的电流,从而在电连接骨架2周围产生较大的电磁干扰,为了避免车辆的用电装置收到电磁干扰的影响,在电连接骨架2内设置了屏蔽层23,能够阻挡和降低导芯21产生的电磁干扰,但是在电连接骨架2内设置屏蔽层23成本较高,既需要增加屏蔽层23加工设备,也需要增加屏蔽层23材料的成本。
在一些对屏蔽效果要求的不高的位置,可以采用非屏蔽的电连接骨架2相互绞合的方式,降低导芯21产生的电磁干扰。相互绞合的导芯21,产生的电磁干扰会被相互抵消掉,从而不再影响车辆的用电装置,减少电连接骨架2内的屏蔽层23,降低加工和材料成本,减少连接器的成本。
进一步的,两根所述电连接骨架2相互绞合的绞距小于等于15倍的所述电连接骨架2的外径。如果两根所述电连接骨架2相互绞合的绞距过大,则绞合所产生的屏幕效果就不理想,为了寻找合适的两根所述电连接骨架2相互绞合的绞距,发明人进行了测试,测试方法为选择不同绞距的两个电连接骨架2的组合,分别对测试它们的磁场抵消比,测试数据如表8所示,磁场抵消百分比大于30%为合格值。
表8:两根所述电连接骨架相互绞合的绞距与电连接骨架的外径的倍数对磁场抵消百分比的影响
从表8可知,两根所述电连接骨架2相互绞合的绞距小于等于15倍的所述电连接骨架2的外径。磁场抵消百分比合格,对防电磁干扰有一定的效果,因此发明人将此倍数优选为15倍。
在一些实施例中,所述连接端子至少部分表面设置镀层。
是为了提高连接端子的耐腐蚀性,提高导电性能,增加接插次数,能够更好的延长连接端子和电连接骨架2的使用寿命。
镀层可采用电镀、化学镀、磁控溅射或者真空镀等方法。电镀方法,就是利用电解原理在金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。化学镀方法,是在金属的催化作用下,通过可控制的氧化还原反应产生金属的沉积过程。磁控溅射方法,是利用磁场与电场交互作用,使电子在靶表面附近成螺旋状运行,从而增大电子撞击氩气产生离子的概率,所产生的离子在电场作用下撞向靶面从而溅射出靶材。真空镀方法,是采用在真空条件下,通过蒸馏或溅射等方式在零件表面沉积各种金属和非金属薄膜。
连接端子和电连接骨架2上的镀层厚度可以一致。镀层厚度一致,在加工时可以一次电镀成型,不需要为了得到不同区域不同的镀层厚度,进行复杂的电镀加工,节省加工成本,降低电镀的污染。
连接端子和电连接骨架2上镀层的材质可以不一致。不同的镀层之间可以根据需要选择,比如可以根据需要选择导电率更高的组合,或者选择耐腐蚀效果更好的组合,或者是综合考虑各种因素选择最适合实际工作环境的组合。
镀层材质为金、银、镍、锡、锌、锡铅合金、银锑合金、钯、钯镍合金、石墨银、石墨烯银和银金锆合金中的一种或多种。铜作为一种活泼金属,在使用过程中会与氧气和水发生氧化反应,因此需要一种或几种不活泼金属作为镀层,延长端子的使用寿命。为了论证不同镀层材质对端子整体性能的影响,发明人使用相同规格、材质,采用不同镀层材料的端子样件,利用同种规格的对配接插件做一系列插拔次数和耐腐蚀性时间测试,为了证明选用材料和其他常用电镀材料的优缺点,发明人也选用了锡、镍、锌作为实验的镀层材质。实验结果如下表9所示。
下表9中的插拔次数是将连接端子分别固定在实验台上,采用机械装置使连接端子模拟插拔,并且每经过100次的插拔,就要停下来观察端子表面镀层破坏的情况,端子表面镀层出现划伤,并露出端子本身材质,则实验停止,记录当时的插拔次数。在本实施例中,插拔次数小于8000次为不合格。
下表9中的耐腐蚀性时间测试,是将连接端子放入到盐雾喷淋试验箱内,对端子的各个位置喷淋盐雾,每隔20小时取出清洗观察表面腐蚀情况,即为一个周期,直到端子表面腐蚀面积大于总面积的10%的时候,停止测试,并记录当时的周期数。在本实施例中,周期数小于80次认为不合格。
从下表9可以看出,当镀层材质为常用的金属锡、镍、锌时,实验的结果远远不如其他选用的金属,虽然镀层镍在插拔次数实验合格,但也超出不多,并且的盐雾实验中没有合格。而选用其他金属的实验结果,超过标准值较多,性能比较稳定。因此,发明人选择镀层材质为金、银、银锑合金、石墨银、石墨烯银、钯镍合金、锡铅合金或银金锆合金的一种或几种。
表9:不同镀层材质对连接端子插拔次数和耐腐蚀性的影响:
在一些实施例中,所述连接器1为两个,其中一个连接器1为充电座,另一个连接器1与车载电池连接。电连接骨架2一端与充电座内的端子连接,另一端通过连接器1连接车载电池连接,从而形成一个完整充电系统。
本发明还提供了一种车辆,包含如上所述的连接器总成。
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 (20)
1.一种连接器总成,包括至少一根电连接骨架和设置在所述电连接骨架两端的连接器,其特征在于,所述连接器包含连接端子,所述连接端子的材质为铜或铜合金,所述电连接骨架的材质含有纯铝或铝含量在90%以上的铝合金,所述电连接骨架通过间隔金属层与所述连接端子电连接。
2.根据权利要求1所述的一种连接器总成,其特征在于,所述间隔金属层的材质为金或银或电势电位在铜和铝的电势电位之间的金属。
3.根据权利要求1所述的一种连接器总成,其特征在于,所述电连接骨架的至少部分区域为柔性体。
4.根据权利要求1所述的一种连接器总成,其特征在于,所述电连接骨架包括至少一个弯曲部。
5.根据权利要求1所述的一种连接器总成,其特征在于,所述电连接骨架横截面形状为圆形、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、P形、T形、U形、V形、W形、X形、Y形、Z形、半弧形、弧形、波浪形中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种连接器总成,其特征在于,所述电连接骨架的横截面为多边形,所述多边形的角为倒圆或倒角。
7.根据权利要求1所述的一种连接器总成,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。
8.根据权利要求1所述的一种连接器总成,其特征在于,所述电连接骨架的横截面积为3.5mm2-240mm2。
9.根据权利要求1所述的一种连接器总成,其特征在于,所述间隔金属层中含有至少37wt%的铜铝固溶体。
10.根据权利要求9所述的连接器总成,其特征在于,所述铜铝固溶体中含有铜铝化合物,所述铜铝化合物的含量小于15wt%。
11.根据权利要求1所述的连接器总成,其特征在于,所述间隔金属层材质含有镍、镉、锆、铬、钴、锰、铝、锡、钛、锌、铜、银、金、磷、碲、铍或铅中的一种或几种。
12.根据权利要求1所述的连接器总成,其特征在于,所述间隔金属层的厚度为0.1μm-230μm。
13.根据权利要求1所述的连接器总成,其特征在于,所述电连接骨架外周套设绝缘层。
14.根据权利要求1所述的连接器总成,其特征在于,所述绝缘层外还依次套设屏蔽层和外绝缘层。
15.根据权利要求1所述的连接器总成,其特征在于,所述电连接骨架的数量大于等于两根,至少两根所述电连接骨架并排设置。
16.根据权利要求1所述的连接器总成,其特征在于,所述电连接骨架的数量大于等于两根,至少两根所述电连接骨架相互绞合设置。
17.根据权利要求16所述的连接器总成,其特征在于,所述电连接骨架相互绞合的绞距小于等于15倍的所述电连接骨架的外径。
18.根据权利要求1所述的连接器总成,其特征在于,所述连接端子至少部分表面设置镀层。
19.根据权利要求1所述的连接器总成,其特征在于,所述连接器为两个,其中一个连接器为充电座,另一个连接器与车载电池连接。
20.一种车辆,其特征在于,包含如权利要求1-19任一项所述的连接器总成。
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