車用連接器用于實現(xiàn)汽車電訊號碼的傳送與控制、線束與線束之間及電氣連接的電源線的基礎(chǔ)元件。車輛插頭導(dǎo)線接觸件的可靠接觸，電絕緣性能可靠，機械連接可靠，確保汽車電訊號碼的可靠傳遞，對部件進行有效控制。
車輛連接器主要故障形式
通過現(xiàn)場應(yīng)用和試驗數(shù)據(jù)分析，汽車連接器的失效模式為觸點失效、絕緣失效、機械連接失效和其它失效模式，各失效模式所占比例分別為45％、20％、17％、18％。
電接觸失效：導(dǎo)致電氣連接器失效的主要因素是接觸電阻的變化，表現(xiàn)為接觸電阻不斷變化、異常發(fā)熱、氧化、燒蝕、斷路等現(xiàn)象，嚴(yán)重時絕緣損壞，引起短路。
絕緣失效：車輛絕緣不正常，耐壓能力降低，出現(xiàn)絕緣斷裂、短路燒蝕，更易造成車輛著火。
機械聯(lián)結(jié)失效：插頭、插座由于環(huán)境應(yīng)力、機械應(yīng)力等引起的損壞，不能正常插入，或者連接能力降低，失效。
其它失效：纜鎖結(jié)構(gòu)配合不當(dāng)，受外力作用電纜往復(fù)運動，導(dǎo)致導(dǎo)線疲勞斷裂，絕緣損壞等故障。
一、電觸頭故障原因分析。
(1)沒有足夠的電接點壓力。
接線器是通過插針與插孔接觸來導(dǎo)電的，插孔是彈性元件，其質(zhì)量優(yōu)劣對電氣連接的可靠性至關(guān)重要，插針插入插孔會引起彈性變形，然后對插頭產(chǎn)生接觸壓力，使其接觸壓力不穩(wěn)定或減小，從而影響接觸電阻的不穩(wěn)定性，受到一定的振動、沖擊應(yīng)力。彈力原始發(fā)生的回彈變形、振動、沖擊應(yīng)力足夠大，使用足夠長的時間，都會導(dǎo)致瞬間失效。插入針孔長期受力與反作用力，插入彈性元件逐漸產(chǎn)生永久行變形，出現(xiàn)應(yīng)力疲勞松弛現(xiàn)象，特別是在接觸點及環(huán)境溫度的作用下，插孔會出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象，接觸壓力降低，接觸電阻增加。
(2)觸點磨損。
插入磨損：汽車連接器插合分離時，插針和插孔之間在一定的接觸壓力下，由于相對運動而產(chǎn)生摩擦，在摩擦過程中，接觸面將發(fā)生光潔損傷，幾何形狀變化，摩擦，粘結(jié)，產(chǎn)生磨屑，物料輸送等，并伴有熱。當(dāng)插針插入時，其表面鍍層金屬磨損，暴露出基底金屬，在外界環(huán)境作用下發(fā)生腐蝕，形成接觸不良。表面磨損量與接觸壓力、摩擦面表面光潔度、表面鍍層接觸的種類、硬度、質(zhì)量、接觸面對導(dǎo)向處圓角是否光滑、插孔接觸部位幾何形狀等因素有關(guān)。當(dāng)觸點壓力大時，插入針頭和插孔內(nèi)孔口圓角連接不良，接觸部位粗糙，材料硬度低，鍍層質(zhì)量差，接觸對磨損更嚴(yán)重。連接件的插入壽命和接觸穩(wěn)定性都很差。
微動磨損：兩面相對運動較小的兩面出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，其振幅為1~100um，主要由溫度循環(huán)引起的熱脹冷縮及背景振動所致，在工作條件下，汽車連接器由于振動和熱震同時存在，所以經(jīng)常會出現(xiàn)微動現(xiàn)象。比如，在5℃/h內(nèi)波動、循環(huán)20次、插針(黃銅制造)、插入針(黃銅制造)和插入針頭長度為2x10-5/℃時，可達(dá)到5um。實驗證明，當(dāng)微振達(dá)到幾百萬次后，會對電觸頭的可靠性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。例如，汽車運轉(zhuǎn)5h,1000赫茲振動頻率，相當(dāng)于產(chǎn)生1800萬次微振。
1994年，美國MichealBryant提出了下一步的微振動破壞模型，將失效分為7個階段。
(1)微細(xì)突起接觸；
(2)微振動運動使微觀突起接觸暴露在銹蝕下，形成腐蝕膜層；
(3)微振的逆向運動刮削膜層，一部份落在“谷”上，另一部分壓入觸點。
(4)一步的微振再一次使觸點處于生銹狀態(tài)；
(5)微振蕩使微觀突起產(chǎn)生塑性變形，造成銹蝕膜層破碎，并形成碎屑和突出。
金屬混合：
(6)微觀突起逐漸受到銹蝕，接觸電阻增大；
(7)最后生銹碎屑填充“谷粒”，兩接觸面之間形成一層厚度至少20nm的絕緣層時，連接完全失效。
與之相比，電子連接器在低電壓、小電流的工作場合，微動時與表面絕緣接觸，對物質(zhì)的危害更大，而在大功率的電力電路中，絕緣物會因電擊而被清除，從而影響電路。
二、電觸頭的可靠性設(shè)計。
接觸器電觸頭的可靠性設(shè)計重點為：接觸電阻、插拔力、接觸正壓。
觸點阻力設(shè)計
根據(jù)電接點理論，接觸電阻R=RC+Rf+Rp，式中：
Rp：是導(dǎo)體電阻，是端子與引出線奧姆電阻之和，其大小取決于選擇的端子和引出線材料、截面形狀和長度。
RC：集中電阻，當(dāng)兩個接線柱相互接觸時，電阻器的表面無法完全接觸，即為微觀上點和點的接觸。如果電流從一個觸點流到另一個觸點，則由于電流線的收縮而產(chǎn)生阻力，所以所產(chǎn)生的電阻叫做收縮電阻。
Rf：膜層電阻，是指在觸點表面粘著一層薄膜，表面暗淡的薄膜和由薄膜引起的電阻。
觸點電阻的影響因素：材料自身特性、接觸壓力、生產(chǎn)工藝能力等。
端子材料的選擇
選擇高電導(dǎo)或低電阻率的端子材料(黃銅的導(dǎo)電率約為13℃，磷青銅導(dǎo)電率約26℃，而銅極板則為40℃)是降低接觸電阻最有效的方法。
端子選材的基本要求：
導(dǎo)電性能：導(dǎo)電率高，電阻小，接觸電阻??；
延展性：有助于端子成形；
硬度：增加機械磨耗和接觸面積，降低接觸電阻；
屈服強度：又稱降伏強度，機械和材料科學(xué)的定義是，該材料開始產(chǎn)生塑性變形(永久變形)應(yīng)力值，在彈性范圍內(nèi)存在較大位移；
彈力模數(shù)：大的彈性模數(shù)表較高的膜片易被破壞，有利于降低表面膜的接觸電阻，而較低的彈性模數(shù)可以增加彈性變形接觸面積；
應(yīng)力松弛：端子長期受力或高溫，抗負(fù)荷能力仍可維持；
硬度：降低端子金屬的磨損。
觸頭插入力設(shè)計
對接觸電阻的影響因素中，接觸壓力影響最大，但通常不能測量接觸壓力。
接觸點在插入和拔出時，克服彈性接觸產(chǎn)生的阻力所需的力，稱為觸點插入力和拔出力，當(dāng)接觸壓力越大，為了克服彈性接觸產(chǎn)生的阻力，需要更大的力，也就是說，插入力越大，所以在一定意義上說，在彈性觸點正壓作用下，插拔力觸點之間產(chǎn)生的摩擦。
當(dāng)插拔力在一定范圍內(nèi)變化時，接觸電阻的變化比較明顯，除此之外，接觸電阻的變化相對變鈍，即使插拔力增加很大，接觸電阻也不會明顯降低。在經(jīng)濟上考慮，超過一定限度后，再要求增加插拔壓力以降低接觸電阻，沒有實際意義。因此，為了減少接觸電阻，不應(yīng)該只考慮插入力。
接觸點壓力
觸壓是指在接觸面上產(chǎn)生并與接觸面垂直的力，影響接觸面性能。
正壓力因力學(xué)或環(huán)境應(yīng)力而降低，則會導(dǎo)致接觸電阻增大，超過規(guī)定值則導(dǎo)致電路故障。
有smart的趨勢，那就是接觸壓強要非常精確。
過于緊繃的缺點：
(1)增加插入端的壓力，容易導(dǎo)致端子變形；
(2)增加housing內(nèi)應(yīng)力，容易導(dǎo)致housing變形。
緊固性太小的缺點：
(1)接觸壓力不夠，導(dǎo)致接觸電阻大，接觸不良；
(2)端子易松脫。
絕熱破壞分析和可靠性設(shè)計
絕緣性電阻是對連接器的絕緣部分施加電壓，從而使其表面或內(nèi)部產(chǎn)生漏電流而呈現(xiàn)出電阻值。也就是絕緣電阻(MΩ)=絕緣體上的電壓(V)/漏電流(μA)。經(jīng)絕緣電阻檢驗，確定連接器的絕緣性能是否符合電路設(shè)計要求，或在高溫、潮濕等環(huán)境應(yīng)力下，絕緣電阻是否符合相關(guān)規(guī)范。設(shè)計高阻抗電路時要考慮絕緣電阻。如果有較小的絕緣電阻，就會導(dǎo)致漏電，使電路無法正常工作。比如反饋電路的形成，由過大的漏流引起的熱電解和直流電解，會破壞連接器的絕緣，或者降低連接器的電氣性能。
（1）絕緣材料
電氣連接件在設(shè)計中選擇什么絕緣材料很重要，它常常影響到以后產(chǎn)品的絕緣電阻是否合格。例如一家工廠原來采用的是醋醛玻纖塑料及增強尼龍等材料制成的絕緣體，這類材料含有極性，吸濕能力大，在常溫下能達(dá)到產(chǎn)品的要求，但在高溫、潮濕的環(huán)境中其絕緣性能不合格。之后用特殊的工程塑料PES(PES)，產(chǎn)品通過200℃1000h、240h濕濕實驗，絕緣電阻變化很小，仍然高于105MΩ，沒有出現(xiàn)異常變化。
（2）密封性差。
在干燥區(qū)域內(nèi)的電子電器和線束受熱/高濕及化學(xué)塵埃影響較小，濕區(qū)恰恰相反，如果密封性不好，可能導(dǎo)致電器和線束進水，造成內(nèi)部電路短路/腐蝕等，直接導(dǎo)致功能失效，這就需要線束連接器插接件做好密封保護。
不合理的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計：
①密封膠圈壓縮量不足，線束平順安裝密封無問題，折彎后密封失效；
②耐老化性和力學(xué)性能不佳，長期使用老化開裂，造成密封失效，設(shè)計密封結(jié)構(gòu)時優(yōu)先選擇徑向密封結(jié)構(gòu)；
③凝露：
接頭內(nèi)因工作時發(fā)熱內(nèi)部空氣含水率高，停機后因溫差使空氣中的水份沉淀在低溫表面，進而導(dǎo)致絕緣失效，尤其是驅(qū)動電機連接器等發(fā)熱元件連接器；
大氣主要是干燥的空氣，水汽，灰塵。含水率是指空氣中水蒸汽的含量，飽和濕度是指單位容積空氣在某一溫度條件下可含水汽的最大值；
含水率隨氣溫的變化而變化，隨氣溫升高而增加。相對濕度為30%~60%，適合一般電器設(shè)備使用。若維持空氣絕對濕度恒定，降低氣溫，溫度下降到一定值，空氣中濕度將達(dá)到飽和，繼續(xù)冷卻，空氣中水分就會析出，出現(xiàn)液態(tài)水析出的現(xiàn)象叫做「凝露」。在保持濕度與大氣壓恒定的情況下，露點溫度可以使空氣中的相對濕度達(dá)到100%。
在實驗室條件下，凝露現(xiàn)象主要有兩類。一是在升溫階段，殼體表面溫度高于環(huán)境溫度，殼體表面與露點以下的產(chǎn)品表面遇上露點溫度后，殼體表面溫度升高，殼體表面溫度下降，產(chǎn)生凝露。
另外，殼體內(nèi)壁溫度達(dá)到室內(nèi)空氣露點溫度時，外部環(huán)境先冷卻，使殼體內(nèi)壁比內(nèi)空氣溫度低，從而形成凝露。
所要解決的凝露問題主要是第二個，防止內(nèi)壁產(chǎn)生凝露，影響電器內(nèi)部的性能。冷凝是溫度和濕度綜合作用的結(jié)果，環(huán)境濕度高，氣候溫差大，易發(fā)生凝露；
我們國家幅員遼闊，氣候差異很大，沿海環(huán)境濕度大，西北地區(qū)溫差變化大，這類區(qū)域一般較容易發(fā)生凝露。
用硅膠干燥劑涂覆金屬表面后，當(dāng)金屬表面溫度低于露點溫度有水份析出時，先將其吸附于金屬表面，然后將其吸附飽和，然后再進行吸附。因此，在金屬表面涂覆硅膠涂料，在一定的時間內(nèi)可以有效地延緩露珠的生成，但不能達(dá)到除濕的目的，而且增加了加工與維護費用，另外還增加了透氣閥。
④虹吸：
電子元件如連接件的進水主要有兩條，一是外部流體通過地心重力滲入到其內(nèi)部，例如，連接件沒有密封環(huán)，或者是水汽從線束的內(nèi)部連接點(如無保護焊點/壓接點/搭鐵點)進入；這里強調(diào)一下“虹吸”，因為一般電器在工作時有一定的溫度，內(nèi)空氣形成一定的壓力，停機后溫度下降，內(nèi)部壓力也會降低，此時會形成氣壓差，如連接器密封不良，水的蒸氣從銅絲之間穿過縫隙進入內(nèi)部，造成功能失效。
（3）高溫
溫度過高會損壞絕緣材料，導(dǎo)致絕緣電阻、耐壓性能下降，對金屬外殼、高溫可使接觸件失去彈性，加速氧化并發(fā)生變質(zhì)。例如用GJB598生產(chǎn)的耐環(huán)境快速分離的電連接器系列2產(chǎn)品，在25℃時絕緣電阻應(yīng)不低于5000MΩ，而在高溫200℃時，也可減小到不小于500MΩ，在電氣連接設(shè)計中考慮了負(fù)載溫升，工作狀態(tài)下不超過絕緣材料額定工作溫度。
（4）濕度
濕度過大導(dǎo)致絕緣體表面蒸汽的吸收與擴散，易使絕緣電阻降至MΩ以下。在長時間的高溫環(huán)境中，絕緣體的物理變形、分解、逸生成物，產(chǎn)生呼吸效應(yīng)、電解腐蝕和裂紋。按照GJB2281生產(chǎn)的帶狀電纜電氣接頭，在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，絕緣電阻值不得小于5000MΩ，經(jīng)相對濕度90%~95%、40±2℃96h溫?zé)嵩囼灪螅^緣電阻下降到不小于1000MΩ。
（5）污損
絕緣子內(nèi)和表面的清潔度對絕緣電阻影響很大，這是因為用于注塑絕緣體的粉料或膠接在下面絕緣安裝板的膠料中混雜著雜質(zhì)，或者由于多次插拔磨損殘留金屬屑及端接錫焊時焊劑殘留滲入絕緣體表面，從而降低絕緣電阻。例如一家工廠生產(chǎn)的圓型連接器，在成品檢驗時發(fā)現(xiàn)一件產(chǎn)品。
