摘要:统计目前汽车电器零件插接器及线束插接器的种类,说明插接器种类繁多带来的问题,分析造成汽车插接器种类繁多的原因,阐述通过插接器平台化及统一插接器厂家减少汽车插接器种类的方法及带来的功用。
现代汽车的市场要求越来越严格,衍生出了轿车、SUV、MPV、微型客车等车型细分。针对不同平台不同车型的市场需求,电气系统越来越多样化,电器功能的不同造成了电子器件(Interface Control Document,下文简称ICD)接口控制文件的多样性,导致各电气系统本身及与其对接的电线束系统插接器种类繁多。随著人们对汽车在安全性、环保性、舒适性、智能化等要求越来越高,汽车电子产品的种类日益增加,这也是汽车插接器应用数量成倍数增长的原因。插接器种类的繁多给产品从设计、生产到维修等环节都带来了很大的困扰,同时增加了材料使用成本及维护成本,分析如何减少汽车插接器种类尤为重要。
1 汽车电器插接器及电线束插接器概述
插头为插人插座可完成电气连接的端子,插座为接受插头形成电子连接的端子,护套为接受端子形成电气连接的塑料件,插接器为插头和插座安装在插接器内的组合件,如图1所示。
插接器是一种电子系统,其提供可分离的界面用以连接2个次电子系统,并且对于系统的运作不会产生不可接受的作用。它的作用是在电路内被阻断处或孤立不通的电路间架起沟通的桥梁,从而使电流流通,使电路实现预定功能。
汽车系统的电线束通过插接器在各控制器、传感器、执行器间传递信号,即电线束与电线束之间、电线束与电子器件之间通过插接器传递信号。
通常插接器按电气功能分为灯座、传感器、空调、音响、仪表、开关等,按尺寸规格分为0.64、1.0、1.5、1.8、2.0、2.2等,按防水性能分为防水型和不防水型等。
2 某车型插接器种类
某车型插接器共212种,其中一部分见表1。由于不同厂家的插接件护套型号虽然相同但产品不同,若线束供应商为两家甚至以上,则插接器数量随供应商数量呈倍数增加。
一般汽车需要用到的插接器种类有近百种,单一车型所使用的插接器约有数百个之多。未来每辆汽车将使用到600~1000个电子插接器,远远大于现今所使用的数量。
3 插接器种类繁多原因分析及存在问题
3.1不同车型信号种类不一致
对于不同车型,由于功能要求不一致,同一电器零件需要的信号种类不一致,导致选用插接器不一致。以某两款车型的空调控制器为例说明,见表2。
经过对比,A车型空调控制器ICD与B车型空调控制器ICD的A01到A06孔位定义是一致的,B01到B03的孔位定义有差异。A车型的B01与B02孔位为控制器电源,B车型的B01与B02孔位为背景灯搭铁及指示灯搭铁。A车型的B03孔位为控制器电源,B车型的B03孔位为A/C输人12V。由于这个差异,使得这两车型的同一零件即空调控制器使用了不一样的护套,A车型使用DJ7068 -6.3 -21, B车型使用DJ7061-6.3 -21。不同车型同一电器零件需要的信号种类不一致,导致选用插接器不一致。
3.2不同车型信号数量不一致
对于不同车型,由于功能要求不一致,造成同一电器零件需要的信号数量不一致,导致选用插接器不一致。以某两款车型的危险报警灯开关为例说明,其插接器电路接口如图2所示。
A车型引脚定义依次为小灯电源、GND 1、BCM、GND2 ,B车型引脚定义依次为闪光器Sb1闪光器P、照明、点火1、蓄电池+、左转向灯、右转向灯、搭铁。由于这个差异,使得这两车型的同一零件即空调控制器使用了不一样的护套,A车型使用D J7061-2.3-21,B车型使用DJ7101-2.3-21。不同车型同一电器零件需要的信号数量不一致,导致选用插接器不一致。
3.3同一车型线束供应商数量多
同一车型线束有两家及以上供应商,导致插接器数量随供应商数量呈倍数增加。不同厂家的插接器型号虽然相同但产品却不同,如某两厂家的插接器DJ621-E6.3A ,型号相同但产品却不同(图3) 。由于采购供应链及地域差异,对于同一型号插接器,不同零件供应商一般会选择不同厂家的产品。在这种情况下,不同零件供应商插接器数量随供应商数量呈倍数增加。
同一车型同一型号插接器来自不同厂家,存在如下一些隐患。
1)同一厂家同一产品的微量改动不被识别,导致该厂家的插接器无法与别家同一型号的插接器匹配。图4为A厂家插接器公护套DJ7041 A-4.8-11与母护套DJ7041A-4.8-21。图5为B厂家插接器公护套DJ7041 A-4.8-11与母护套DJ7041 A-4.8-21。
假设各关键尺寸定义如下:L,为公护套的锁销卡子底部到公护套木体限位部分的距离,如图4中的LAI和图5中的LB1 ;几为母护套的锁定插座底部到母护套本体底部距离,如图4中的LA2和图5中的LB2;W1为公护套本体端部到锁销卡子底部距离,如图4中的W AI和图5中的WBI ; W2为母护套的锁定插座厚度(包括倒圆或加强筋后的厚度),如图4中的WA2和图5中的WB2。
公护套与母护套若可以匹配,以下两点是必须满足的:①L1>L2;②W1>W2。由以上两点条件,按照图4与图5尺寸对比,得出如表3结果。
从上述分析可知,同一厂家的公端插接件与母端插接件可以满足对接要求,但当公端插接件与母端插接件的生产厂家不一样时,匹配却不一定成功。
2)不同厂家产品相同而型号不同。如某A公司的DJ7035Y-3.5 -21 /20与某B公司的DJ7031 A -3.5-21,它们的型号不同,产品的外观尺寸却相同。如图6所示。
如上描述,产品型号与产品不是一一对应的,在这种情况下,会导致在产品的选用或零件图纸发布使用过程中出现差错。
4 减少插接器种类的方法
1)同一电器零件的护套平台化,使之在不同车型上或同一车型不同配置时可以通用。如某两款车型的组合仪表护套,见表4,左边为A车型信号描述,右边为B车型信号描述。