汽车连接器的技术趋势及选用原则

关于汽车连接器
一般汽车需要用到的连接器种类有近百种，单一车型所使用的连接器约有数百个之多。随著人们对汽车在安全性、环保性、舒适性、智慧化等要求越来越高，汽车电子产品的应用日益增加，这将使汽车连接器应用数量呈现增长的情形。


基本结构
汽车连接器的四大基本结构组件
一，接触件，是汽车连接器完成电连接功能的核心零件。一般由阳性接触件和阴性接触件组成接触对,通过阴、阳接触件的插合完成电连接。
阳性接触件为刚性零件,其形状为圆柱形（圆插针）、方柱形（方插针）或扁平形（插片）。阳性接触件一般由黄铜、磷青铜制成。阴性接触件即插孔,是接触对的关键零件,它依靠弹性结构在与插针插合时发生弹性变形而产生弹性力与阳性接触件形成紧密接触,完成连接。插孔的结构种类很多,有圆筒型（劈槽、缩口）、音叉型、悬臂梁型（纵向开槽）、折迭型（纵向开槽,9字形）、盒形（方插孔）以及双曲面线簧插孔等。
二，壳体，也称外壳（shell）,是汽车连接器的外罩,它为内装的绝缘安装板和插针提供机械保护,并提供插头和插座插合时的对准,进而将连接器固定到设备上。
三，绝缘体，绝缘体也常称之为汽车连接器基座（base）或安装板（insert）,它的作用是使接触件按所需要的位置和间距排列,并保证接触件之间和接触件与外壳之间的绝缘性能。良好的绝缘电阻、耐电压性能以及易加工性是选择绝缘材料加工成绝缘体的基本要求。
四，附件，附件分结构附件和安装附件。结构附件如卡圈、定位键、定位销、导向销、联接环、电缆夹、密封圈、密封垫等。安装附件如螺钉、螺母、螺杆、弹簧圈等。附件大都有标准件和通用件。
正是这四大基本结构组件使汽车连接器能够充当桥梁作用，稳定运行。

设计标准
随着汽车工业的快速发展，汽车上的各种功能件及各种零部件都在不断地向智能化、精细化及可靠性方向发展，对汽车连接器结构设计、外观设计及材料也提出了更高的要求。
汽车连接器必需符合USCAR—20的标准，这是汽车电气连接器系统的性能标准，规定汽车连接器在整个使用周期内电气连接器接触面要始终可靠，包括以下几个因素：
一、连接器触头的材料稳定、可靠
二、正向力稳定
三、电路的电压和电流稳定
四、温度要求在规定的范围之内，包括周围的温度和自身的温升
五、较好的鲁棒性
六、必需与高速长距离通信计算机用的连接器相同，汽车连接器必需能在恶劣的条件下可靠地工作
七、连接器插入力：20.5kg以下；
八、连接器保持力：2.5kg以上；
九、耐热性：—40~120℃[2]

发展趋势
目前全球汽车连接器约占连结器产业15%左右，未来可望在汽车电子产品的带动下，占有较大的比例。 以产品成本结构而言，中国现在每辆汽车平均用到的连接器成本只有几百元，与国外每辆车的连接器成本大约在125美元～150美元来看，中国汽车连接器市场还有很大的发展潜力。未来每辆汽车将使用到600-1,000个电子连接器，远远大于现今所使用的数量。
中国未来将可望成为未来全球汽车连接器重要的生产基地。除了现有一线知名国际大厂外，其他尚未前往中国设厂的厂商将因为当地需求不断提高，本土化采购，成本优势等因素影响下，逐渐在中国建立起生产据点供应当地汽车零组件厂商所需。
因此，未来中国汽车连接器产业，将是外资企业和中国本土企业竞争非常激烈的市场！中国也将在外资企业和本土企业的发展下，成为汽车连结器的重要生产国家之一。未来的本土企业、外资企业、三资企业的谁将成为中国汽车连接器的霸主将拭目以待！、

市场问题
服务意识、市场意识比较淡薄，亟待加强
在国产连接器与国外公司产品的差别比较时，技术水准低、质量差距大是客观事实。但同时，国内企业的服务意识、市场意识也令人担忧。有些企业连一个健全的网站都没有，找寻起来非常困难。有些有网站的企业发一封电子邮件后犹如石沉大海，看不到回音。有些企业在电话咨询购买产品时服务态度好一点，而听到暂时还不决定购买时态度马上变样。还有一些企业对客户要求很高，小订单不愿接。国内一些民营股份制企业还好一些，接触一些国有企业，对服务和市场的淡薄意识有时让人很吃惊。
缺少参与整车设计，产品没有知识产权
由于国内整车厂大多以“洋”装的形式出现，导致我国汽车连接器生产企业很难参与整车电气线路的设计、开发，与整车厂沟通的机会很少，国内企业的产品就很难获得自己的知识产权。在国产化和整车成本价格下降的驱动下，国内企业参与配套时采取仿造是一种迫不得已的行为，被动配套是国内汽车连接器厂普遍存在的一个现象。

连接器技术趋势
连接器产品的“微型化”、“高速移动化”和智慧化是未来发展的趋势，行业未来的技术创新主要集中在以下方向：
微型化开发
连接器的微型化开发技术
该技术主要针对连接器微型化趋势而开发，可应用于0.3mm以下微小型连接器上，属于MINI USB系列产品新品种。可用于多接点扩充卡槽连接器，能达到并超越多接点表面黏着技术对接点共面的严格要求，精确度高、成本低。
无线传输
高频率高速度无线传输连接器技术
该技术主要针对多种无线设备通讯应用，应用范围较为广泛。
模拟应用技术研究
模拟技术是以多种学科和理论为基础，以计算机及其相应的软件如AutoCAD、Pro/E program 应力分析软件为工具，通过建立产品模型和相应的边界条件，对其机械、电气、高频等性能进行仿真分析确认，从而减小因材料选择、结构不合理等因素造成的产品开发失败的成本，提高开发成功率，有助于为产品实现复杂系统应用提供支持。
4、连接器智慧化技术
该技术目前主要使用在DC系列电源连接器产品上，在传输电源前可以进行智能讯号侦测，以确保插头插入到位后才导通正负极并启动电源，可避免因插头插入时未到位即导通接触而造成电弧击伤、烧机的不良后果，未来企业需开发其它产品的类似智能化的技术。
精密连接器技术
精密连接器涉及产品设计、工艺技术和质量控制技术等诸多环节，主要技术包括以下几个方面：
（1）精密模具加工技术：采用CAD、CAM等技术，引进业界高精密加工设备，利用人员生产经验和先进设备技术手段以实现高精度的优质模具产品。
（2）精密冲压和精密注塑成型技术：实现各类冲压件和注塑件精密、高效、稳定的全方位控制及完美的表面质量，确保产品质量。
（3）自动化组装技术：通过应用精密控制技术、半自动检测机技术等的应用，克服精密产品人工操作的难题，提高核心竞争力。
制造工艺研究
产品的竞争能力在一定程度上取决于制造工艺水平，不断开发新型制造工艺，改良已有生产加工工艺，可以极大提升产品的制造效率和质量保障能力。
（1）精细制造工艺：该工艺主要针对间距小、厚度薄等技术，一些企业已进行间距小于0.4mm连接器的制程研究，该类技术可以确保公司在超精细制造领域达到国际同业的先进水平。
（2）光源讯号及机电结构整合开发技术：该技术可应用于置入电子组件的音频连接器上，通过在音讯连接器加入IC、LED等电子零组件，使音频连接器同时具备传输模拟信号和数字讯号的功能，从而突破目前音讯连接器以机械式接触的方式进行导通传输的设计。
（3）低温低压成型工艺技术：利用热熔材料的密封性和物理化学性能，达到绝缘耐温等功效，封装后线材保护焊接点不受外力拉扯，而且直流电连接器本体与线材的封装处具有绝缘、耐温、抗冲击等功效，保证产品质量可靠性，未来将不断开发应用在不同的产品中。

选用原则
1）电气因素
电流要求：高电流，低电流，信号等级；决定了端子的类型/接触段的大小/电镀（0.64mm至8.0mm的针和公端子）；稳态，循环，瞬态
线径/绝缘层要求：电压降及/或抗腐蚀；决定了连接器的中心距
2）位置/环境
温度：发动机舱–密封,环境温度>105oC ，振动，流体相容性；乘客舱–非密封,环境温<85oC,主要是尺寸的因素较重要
密封：潜在的高压喷射/飞溅；潜在的浸没；湿度；流体类型；对于设备连接器，设备是否密封
3）标准
标准：客户标准；机构标准；国内标准；国际标准
连接器性能测试要求：包含在系统级的规范中；对于通用，福特和克莱斯勒来说通常是USCAR规范»发动机的相关应用有比较高的振动要求；其他整车厂一般有自己的标准（类似于USCAR）；趋势: 设备端供应商对于对配端连接器的性能负责»设备占了板子拟合的连接器界面的一半»设备供应商被要求对于对配端的信息有很好的交流
4）客户偏好
端子类型
设计特征
偏好的产品策略：由采购主导-需要降低连接器系统的成本；通过设计竞争来决定；具体的应用: 福特–门连接器的设计竞争；福特: 偏好端子设计/ 供应商(关注于接触的界面)；通用: 偏好端子设计(关注于连接器的孔位)；克莱斯勒: 偏好端子/ 塑件供应商的策略
5）区域偏好
北美：USCAR 图纸/ 性能/ 设计标准»Tangless端子, TPA’s, CPA 规定；在很多实例中，线束供应商有很重要的影响
欧洲：端子接触的设计影响很大/和主要的整车厂一起开发；偏好两片式端子，即使成本的压力以及北美移植业务迫使整车厂考虑北美的技术；接受Tangled 端子。”克隆“非常普遍；整车厂和供应商的长期关系
亚洲：传统意义上受到丰田的影响。和YAZAKI及SUMITOMO 有长期的关系；关键在于好的品质和受信任的关系；非常关注于影响质保的装配能力（人体工程学）；北美影响中国改变现状。低成本的解决方案是重点。
6）物理因素
大小；回路数；对配的位置；线束对接或者设备连接；机械主力特色：杠杆，螺栓；手工对接能力；高输入/输出的应用的多类型连接器；图纸要求
7）装配
线束：连接器的插入力
可视，可听，可触的操作工反馈
人体工程学
高速手工操作
质量和性能的可靠保证；实行在线测试/下班后的流程；TPA’s, CPA’s；可维修性；降低散件的数量（阶段性的偏好）