彈簧觸指
——一種適用于大電流高插拔壽命的接觸部件

(寶馬彈簧(上海)有限公司，上海，200000)

1 概述

近幾年來電動汽車在全球高速發展尤其在國內在得到政策的鼓勵下發展尤為迅速，大電流連接器也得到了長足的發展，不過從目前市場反饋來看，對于有高插拔壽命要求的接口普遍存在溫升過高甚至燒毀的現象。彈簧觸指作為一種多觸點高壽命的接觸形式，能夠有效的解決這一問題并且在歐洲已經得到廣泛的應用。

2 介紹

圖1 彈簧觸指

2.1 彈簧觸指的結構

彈簧觸指是由一系列斜向、具有彈簧漸變升角的斜圈繞制，并在接點處焊接成為一個圓形的接觸形式，斜向的橢圓形截面能夠提供徑向方向的正壓力，它具有以下特點：

a.彈簧觸指本身擁有彈簧漸變的升角，360°包裹接觸件，具有優良的抗振性能；

b.每一個斜圈提供一個獨立的載流通路，形成多觸點接觸結構，提供更多的電流通路，同時也能得到極低的接觸電阻(一般均在幾十微歐數量級)；

c.由于其多圈并聯的接觸結構，能保證在正壓力較低(通常單圈0.5N左右，柔和的插拔力)，得到很低的接觸電阻和不損害于接觸鍍層的磨損效果；

2.2 彈簧觸指的應用

圖2 應用形式

彈簧觸指常規的應用結構主要有兩種分為插座端安裝與插頭端安裝，一般作為載流需求推薦使用插座安裝，對于屏蔽需求一般推薦使用插頭安裝；我司會根據載流的要求設計對應的槽型提供給客戶，以保證接觸的可靠性。

3 彈簧觸指的選型

針對不同的應用如載流，屏蔽，結構，壽命等，需要仔細核算每一個彈簧的參數如力值的仿真分析，有效接觸圈數的核算，插拔壽命的核算，彈簧的衰減預測，材料等；

通常對于一款高插拔壽命測試的核算如下：

a.公差分析，最壞情況下至少80%有限圈數接觸在工作壓縮范圍內；

b.單圈正壓設計在0.5～1N范圍內；

c.彈簧的永久變形量控制在3%左右；

d.彈簧裝入插孔后，提供一定比例的壓縮量以保證不從插孔中脫落；

e.材料選擇高導電高力學性能銅合金；

f.鍍層使用Ni打底表面鍍銀；

4 壽命溫升對比測試

4.1 本次實驗從市場上收集了兩種目前市場上應用較為廣泛的接觸結構與彈簧觸指對對比測試，該組產品選取的應用場合為直流充電槍，接觸對接觸截面為Φ12mm，壽命10000次，載流250A@50K.

品牌某國外知名廠家某國內知名廠家寶馬彈簧插孔材料銅合金銅合金T2 鍍銀鍍層銀銀銀測試線纜70mm^2 非屏蔽70mm^2 非屏蔽70mm^2 非屏蔽插孔外徑21.2mm20.8mm20mm插針材料Φ12mm T2 鍍銀Φ12mm T2 鍍銀Φ12mm T2 鍍銀插孔圖片

4.2 測試方法

溫升方法：IEC60512-3-5a

測試設備：直流電流源：PSU 6-200X2溫度記錄儀：JK-8AU

測試環境：禁止密閉的空氣中測量環境溫度22℃～24℃

細節方法：加載250A電流，手動模擬實際使用插拔速度進行，分別測試5次，500次，1500次，2500次，3500次，5000次，7000次，10000次插拔壽命后溫升表現，其中在7000次溫升測試時對表面進行了清潔處理；

布線方式：三種接觸對串聯在一個回路進行測試，并在每根線纜中部布置測試點，以判定相互接觸對之間是否有影響；每個接觸對外表面布置一處測試點；中間處布置一處環境溫度測試點

測試圖片如下：

圖3 溫升測試現場

4.3 測試結果

溫升△T=T-T環境

圖4 溫升測試結果250A(縱坐標為溫升(△T)，橫坐標為插拔次數)

圖5 溫升測試結果250A 5次與10000次(縱坐標為溫升(△T)，橫坐標為插拔次數)

5 結論

盡管在市場上獲取的其他廠家的產品樣品數量有限，并且針對于其結構不一定代表其最高質量水平，可能實驗結果并不能完全反應其性能，但是從實驗結果看來，不管是插拔壽命前，還是插拔壽命后，從彈簧觸指方面來看，溫升集中在35K左右，考慮到裝配到外殼后，散熱問題，15K的余量，完全能滿足目前國內大電流連接器溫升50K的要求。所以彈簧觸指作為一種大電流高插拔壽命的接觸形式是適用于目前國內電動汽車大電流、高插拔壽命連接器的應用要求，并且能為國內一些連接器廠家解決連接器高壽命后溫升過高的問題。

參考文獻：

[1] 米蘭科.布朗諾維克、瓦樂里 V.康奇茲、尼克萊 K.米西金——電接觸理論、應用與技術.