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汽车电子故障召回每年增长30%,如何避免?

2021-04-01 16:33:03 来源:连接器世界网 作者:《ELE Time》高级编辑Jade Bridges

汽车行业继续处于技术发展的最前沿,并为其他许多行业提供了指导。汽车市场上最近的发展集中在电子进步上,无论是通过改进的HMI大大改善了驾驶员/乘客的体验,还是由于安全性至关重要的发展和半自动驾驶功能(例如自动刹车和驾驶员车道辅助)所带来的创新。现在,重点是从内燃机转向环保型替代方案,最著名的是电动汽车(EV)和各种混合动力选件(HEV),随着这一变化,电路、连接器和触头将面临更大的挑战。

无论哪个行业,都要使用电触点润滑剂来增强电触点和连接器的性能和可靠性。接触润滑剂的最初由Electrolube的创始人于1941年发明,旨在提高电气性能和音量控制的可靠性,接触润滑剂的使用已广泛传播到许多不同的行业,并且数十年来一直是影响汽车部件可靠性能的关键因素。

接触润滑剂是特殊配制的润滑脂和油,旨在减少摩擦和磨损并增强电动汽车载流金属接口(例如开关和连接器中的金属接口)的性能。由于没有金属界面是完全平坦和光滑的,因此当将它们涂在薄膜的此类表面上时,它们会填充所有表面缺陷,进而改善接触和电气性能,并通过减少热点、毛刺和飞弧来增强电气寿命,从而延长接触寿命。

通过填充触点之间的气隙、接触面积,进而防止电弧放电以及相关的温度升高和氧化物形成。它们还为空气传播的污染提供了屏障,并通过促进平稳运动来减少摩擦的影响。此外,接触润滑剂的使用通常会评估其“感觉”特性,从而改善开关的运动质量或例如在简单的塑料-塑料接触中。

在汽车应用中使用接触润滑剂的主要方法有3种:

1、改善触点的电传递和可靠性

如已经讨论的,接触润滑剂通过填充任何间隙并减小电阻来增加接触表面积。技术已经普及到车辆内更多的安全关键操作中,并且由于电子组件的增加而导致汽车召回,必须正确维护这些安全关键连接。

在AlixPartners的最新报告中,详细介绍了纠正电子或电气系统故障的召回近年来每年以30%的速度增长。此类故障包括软件和软件集成方面的问题,但是,绝大多数召回实际上是由于与集成电气组件相关的故障所致。作为获得IATF 16949认证的电化学解决方案提供商,Electrolube经常被要求帮助防止此类问题的发生,并充分了解此类故障可能对企业造成的影响,其成本来自各个领域,包括其对品牌声誉的影响。适用于汽车制造商。因此,考虑电子系统的所有方面(包括设备之间的连接和正确选择接触润滑剂)非常重要。

接触润滑剂的电性能通常通过在指定的循环数内测量触点/开关的mV下降情况来评估。这通常超过20000个使用周期。各种接触润滑剂的性能可能会根据配方和最终用途而有所不同。例如,某些材料在大量循环中具有更稳定的低mV下降,但在塑料相容性方面有所妥协,如图1所示。

在其他情况下,该应用可能需要接触润滑剂具有特定的稠度以及良好的电性能。为了在开关的机械动作过程中保持在原位,可以选择“刺激性”或“较硬”的润滑脂。在这种情况下,不同温度下的锥孔渗透或润滑剂的磨损测试可能有助于产品的选择。相反,在接触力非常低的应用中,可能需要非常柔软的油脂或接触油,在这种情况下,应使用一系列润滑剂测试开关的机械作用,以确定其适用性。因此,选择正确的润滑剂时,必须考虑所有电气要求,材料兼容性和环境影响,这一点很重要。

传统上,车辆中的开关和连接器的电性能的改善集中在低压开关上,并随着电子应用的发展而转移到更关键的应用中。随着电动汽车的变化,带来了更多的挑战,包括更多的电气连接,最明显的是,在汽车周围传输的电压更高。凭借在中高压开关设备、电镀和继电器等行业的经验,Electrolube拥有一系列产品来满足电动汽车市场的苛刻新要求。

2、为了减少外部影响的影响,需减少腐蚀和磨损

线束的作用类似于车辆的中枢神经系统,其中包含许多连接,以促进多种设备之间的通信。由于车辆中电子应用程序的复杂性,线束也占了很大的重量。这导致使用了不同的材料,例如铝,并且在某些情况下,同一线束中可以使用不同的金属。在减轻重量的同时,使用铝还面临其他挑战,包括形成硬氧化物层和在存在水分和不同金属的情况下进行电化学腐蚀。接触润滑剂可用于保护刚接触的接触点暴露在环境条件下,但这只是问题的一部分。在这些触点的使用寿命中,由微动引起的腐蚀很普遍,使用触点润滑剂来防止任何基础材料暴露在触点或铝制零件上会大大降低触点和连接器的故障率。

环境影响可能包括温度变化、暴露于湿气和腐蚀性气氛。温度的变化会影响接触润滑剂的稠度,例如,润滑剂在25°C时的锥入度值可能为320,但是当暴露在-40°C或更低的温度下时,该值可能会大大降低,从而导致润滑脂的硬度更高。潮湿的环境也很常见,大多数接触润滑剂会长时间承受高湿度。当高湿度与腐蚀性环境结合使用时,可以实现产品之间的差异。 Electrolube设计了一系列测试来说明这些差异,并为正确选择产品提供进一步的帮助。这些测试包括润湿湿度,然后是盐雾测试、耐氯性测试以及对不同接触材料的考虑。

湿度和盐雾的组合测试使润滑剂在35°C的90%湿度下保持3周,然后在35°C的盐雾室中保持1周。在该测试之后,目视评估铜和钢基底的保护。通常,在这种环境下,合成润滑剂(例如Electrolube CTG)可提供最佳保护。除了该测试之外,还使用了盐雾环境对用各种润滑剂保护的金和银触点进行了测试。结果进一步加强了以前的发现,突出表明某些矿物基润滑剂尤其不适用于在恶劣环境中保护这些材料。最后,作为一个极端测试,创建了一个含氯的氧化环境,并在35°C下保持2个月,结果再次表明Electrolube CTG提供了出色的保护,紧随其后的是Electrolube CG53A和CG60。

3、提高连接器和开关的质量,增强手感和插入力/操作。

接触润滑剂还广泛用于许多应用中,以改善开关的“手感”,从而给人以高品质的印象。这对于车辆内部的许多应用也是正确的,要确保金属-金属、塑料-金属和塑料-塑料触点在零件之间都具有良好的连接,从而在受到由汽车的正常操作引起的振动的影响时,可减少了噪音和运动。随着汽车向更安静的发展,轮胎技术的改进以及电动汽车的未来发展,汽车内饰将变得更加安静,因此,这些接触件的质量和整体噪声抑制对于确保高质量的驾驶体验至关重要。

Electrolube的CG60和SPG等产品已在此类汽车应用中使用了很多年,并且适用于对汽车内部进行过时的保护,从而确保了驾驶体验中的最大舒适度。在某些情况下,可能需要氟化润滑剂(例如Electrolube的EGF)在这些区域提供更好的性能,尤其是在减小连接器配合时的插入力的情况下。这又使我们对线束进行了讨论,并且随着我们向电动汽车发展,随着电子元件和连接器数量的增加,对诸如Electrolube的CG60、CTG或EGF之类的润滑剂的需求不断提高,以改善制造和使用保护也大大增加了。实际上,Research and Markets的一项研究报告说,由于汽车领域的先进技术的发展,预计到2025年,基于组件的线束中车辆内部电子设备的连接将以最快的速度增长。

汽车行业正处于不断变化和发展的时期。通过切换到混合动力汽车和电动汽车,对电连接器,开关和设备提出了一系列新的挑战,并且在未来几年中还将继续发展。电池技术和用户界面,替代燃料来源的发展以及不断扩大的自动驾驶市场都将增加这些挑战。通过解决看似很小的任务,即可确保高质量、可靠和受保护的连接,接触润滑剂将有助于满足这些新要求。电动汽车的动力总成平均价格是传统动力总成(AlixPartners)的两倍半,这导致成本成为该市场增长的另一个障碍。随着规模经济和技术进步,成本自然会随着时间的流逝而下降。因此,再加上由于保持高质量水平而导致的总体成本降低,以及由于连接器故障而导致的车辆召回减少,这就是制造商现在和未来很多年需要在其发展议程中优先选择接触润滑剂的原因。

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