汽車線束端子壓接電壓降的測試探討

線束世界 2022-09-26 16:44

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引言

隨著科技的飛速發展，汽車電器功能越來越多，電器系統越來越復雜，從發動機控制到傳動控制，從行駛、制動、轉向控制到安全保證系統以及儀表報警系統，從電源管理到為提高舒適性而做的各種努力，使得汽車電氣系統形成一個復雜的大系統，電氣大系統通過汽車神經網絡--線束系統連接，對線束的設計、工藝控制、加工制造以及裝配的技術要求也越來越嚴格。

汽車線束端子壓接電壓降作為線束生產的一個重要控制指標，會影響信號傳輸的衰減，失真，同時也會影響接插件的使用壽命、可靠性和溫升，嚴重者會導致接插件燒蝕融化變形。因此國家標準和各大主機廠、線束零部件廠均將端子壓接電壓降作為一個重要的指標進行控制。主機廠和線束廠常用的測試方法和判定標準往往并不統一，制約著線束的發展。

一.汽車線束端子壓接電壓降的產生原因

端子壓接是依靠銅絲和端子相互接觸來實現電傳導的。從微觀物理觀點來看，任何外觀光滑的固體表面都是粗糙的、凹凸不平的表面，因此銅絲和端子不是面接觸，是點接觸，其實際接觸面積大大小干目視的接觸面積。如圖1所示。

金屬表面一般都覆蓋著氧化膜和其他種類的膜層，在實際接觸范圍內，只有部分被壓破的膜層或電壓擊穿的地方才能形成金屬與金屬的直接接觸，而大部分是通過膜層而相互接觸的，電流實際上只能從這些稱之為“導電斑點”的接觸點通過。當電流通過銅絲和端子傳導時，電流將集中流過那些極小的導電斑點，在導電斑點附近電流束發生收縮，如圖2所示。由于電流束在導電斑點附近發生收縮，使電流流過的路徑增長，有效導電面積減少，因而出現局部的附加電阻，稱為“收縮電阻”或“集中電阻”用R1表示。

端子壓接電壓降主要由以下幾部分組成:R=RI+R2+R3

R1為收縮電阻，當銅絲和端子彼此接觸時，其表面不可能完整地接觸，微觀上是點與點的接觸。當電流由一個接觸件流向另一個接觸件時，電流線就受到收縮而產生阻力，因而產生的電阻就稱為收縮電阻。

R2為導體電阻，為端子和銅絲的歐姆電阻之和，其大小決定于端子和銅絲所選用的材料的導電率、截面積大小及長度尺寸，另外和溫度也有關系。

R3為膜層電阻，它是銅絲和端子表面上的粘著膜、薄膜所產生的電阻。

二.汽車線束端子壓接電壓降的測試方法及判定標準

2.1

《QC/T29106-2004 汽車低壓電線束技術條件》端子壓接電壓降測試方法及判定標準

2.1.1端子電壓降測試方法

如圖3所示，在端子與電線壓接處中間位置至電線75mm長的電線處的兩點間測量，扣除75mm長的電線電壓降后即為端子與電線壓接處的電壓降。當一個端子同時連接兩根或兩根以上由線時對各根電線分別施加電流以測量電壓降。

2.1.2電壓降判定標準

端子與電線連接處的電壓降應不大于表1的規定。

表1QC/T29106電壓降判定標準

2.2

《MES67010D線束》端子壓接電壓降測試方法及判定標準

2.2.1端子電壓降測試方法

電線通電以后，按照圖4測量端子壓接的整體電壓降，或按照圖5測量接線端子壓接的整體電壓降，再從該測得值中減去電線的阻值即得到通過壓接部分的電壓降。測量時，應區分端子端壓高度(C/H)的最小值，中間值和最大值。測量使用的電源其開路時的最大電壓應該為50mV，通電的最大電流為100.5mA。

2.2.2電降判定標準

端子壓接的最大電壓降應為2mV/A，接線端子的最大壓降應該為3mV/A。

2.3

《24352NDS00N端壓部位規格》端子壓接電壓降測試方法及判定標準

2.3.1端子電壓降測試方法

(1)壓接時，銅絲的導體壓縮率在80%以下，具體定義如下:

(2)設端壓高度(C/W)一定，取同一部位端壓高度(C/W)分別為下限值、中間值、上限值三種按照圖6測量壓接部位和電線間的電壓降，減去電線部分的電阻，即可算出壓接部位的接觸電阻。測試時開路電壓為20±5mV，短路電流10±0.5mA。

2.3.2電壓降判定標準

端子壓接的電壓降符合表2的規定。

三.汽車線束端子壓接電壓降的測試條件分析

3.1

電線的區別

3.1.1電線線徑的區別

因QC/T29106MES67010和24352NDS0O引用的導線標準不一樣，對導體結構(單根銅絲直徑和銅絲的數量)的規定并不一樣，導線標稱直徑也并不一樣。如QC/T中導線樣品線徑包括0.75mm，并無不包括0.85mm，如表4所示;MES 和NDS 標準包括0.85 mm，并不包括0.75mm如表5所示。

3.1.2電線最大線徑的區別

如表6所示，因QC/T、MES和NDS標準中，對導線的最大尺寸并不一樣。QC/T29106中最大標稱直徑達到70mm2。

3.2

測試條件的區別

測試條件的區別，如表7所示

從壓規(壓接寬度和壓接高度要求)上看，MES67010和24352NDS00均要求在壓接寬度一定的條件下，取壓接高度最大值，中間值，最小值的樣品進行測試。從端子壓接工藝上，不能保證量產時每個壓接的端子的壓規一樣，但其值可以在測試樣品的壓接高度最大值和最小值之間，符合壓規要求。因此按照MES和NDS標準來看，如果量產件符合壓規，可以認為電壓降也是合格的。而對于QC/T29106而言，如果測試樣品端子壓高在12mm，測試電壓降合格，在量產時端子壓高為11mm或者13mm時，無法直接判斷電壓降是否合格。因此MES67010和24352NDS00對測試樣品壓規的要求更合理些。

MES67010和24352NDS00測試電流只有10±0.5mA QC/T29106測試電流最小5A，最大可以達到100A 采用QC/T29106方法測試時，大電流通過測試樣件時，測試樣件會明顯發熱，同時測試樣件也會散熱，需要取得測試樣件的實時溫度，通過溫度修正系數計算測試樣件的電阻，測試和計算較復雜。而MES67010和24352NDS00測試電流只有10±0.5mA，發熱很小，對電壓降的計算影響很小，可以忽略不計。因此MES67010和24352NDS00對測試電流的要求更合理些。

四.汽車線束端子壓接電壓降的計算分析

4.1

電線扣減長度的區別

電線扣減長度的區別，如表8所示。

MES67010和24352NDS00電線扣減長度100mm，相比 QC/T29106，整百測量和計算更方便些。

4.2

電線電壓降的計算

QC/T 29106 MES 67010和24352NDS00中均定義為測試的電壓降減去電線的電壓降即為端子壓接電壓降。然而對于電線的申壓降并未明確定義是JB/T8139或者IASO D611規定的電壓降還是測量的電壓降。筆者認為測量的電壓降會更加準確些。JB/T8139或者JASOD611只明確了電線在20℃電壓降的最大值，實際值可能會小于該規定值，實際值還受溫度的影響，可能導致端子壓接電壓降比實際值小。

五.汽車線束端子壓接電壓降的判定標準分析

QC/T29106測試結果判定標準中，依據導線標稱直徑從0.5~70mm²的變化，最大電壓降為3~25mV/A。MES67010沒有區分線徑，端子壓接的最大電壓降應為2mV/A，接線端子的最大壓降應該為3mV/A。24352NDS00依據導線標稱直徑從03~125mm²的變化，最大電壓降為1.2~3mV/A。從上可以看出判定標準最寬松的為QC/T29106。0.5mm²，0.85mm²和1.25mm²的線徑中，24352NDS00判定標準最嚴格。0.3mm²的線徑中，MES67010判定標準最嚴格。