某车型高压配电系统接动力电池插件高压互锁端子回缩问题改进

宋成建

摘 要：汽车高压配电系统（PDU）是汽车高压电能的集散、分配关键件，将来自动力电池的高压电能，通过各相关控制、经过高压继电器及熔断器准确传递至各高压用电器。相关传递是经过配电系统上高压线束及插件实现的，为确保安全，相关插接件上设置有高压互锁端子，利用低压电路监控高压电路连接状态，避免人员触电风险。相关高压互锁检测电路，是通过各插接件上的高压互锁端子实现传递的。当插接件间高压互锁端子出现回缩，系统为确保安全、将切断高压，直到问题解决。

关键词：高压配电系统 动力电池 高壓电能 高压继电器 熔断器 高压互锁 上高压

Improvement of the Retraction Problem of the High-voltage Interlock Terminal of the Power Battery Plug-in in the High-voltage Power Distribution System

Song Chengjian

Abstract：Automotive high-voltage power distribution system （PDU） is a key component of the collection and distribution of high-voltage electric energy in automobiles. It accurately transfers the high-voltage electric energy from the power battery to various high-voltage electrical appliances through various related controls， through high-voltage relays and fuses. The relevant transmission is realized through the high-voltage wiring harness and plug-ins on the power distribution system. To ensure safety， high-voltage interlock terminals are provided on the relevant plug-in connectors， and the low-voltage circuit is used to monitor the connection status of the high-voltage circuit to avoid the risk of electric shock. The relevant high-voltage interlock detection circuit is transmitted through the high-voltage interlock terminals on the connectors. When the high-voltage interlock terminals between the connectors retract， the system will cut off the high-voltage to ensure safety until the problem is solved.

Key words：high-voltage power distribution system， power battery， high-voltage electric energy， high-voltage relay， fuse， high-voltage interlock， high-voltage

1 改进前现状

1.1 零件说明：

高压配电系统接动力电池插头由护套本体、锁止扣、护套盖子及内嵌的高压互锁端子。其中高压互锁端子作用是与动力电池侧高压互锁端子连接配合，以便系统确定动力电池插头已插接到位、系统可正常上高压。

当高压互锁端子退缩时，即无法正常与动力电池测高压互锁端子对接，系统判断为动力电池插头未插接好，整车将无法上高压。护套结构如图1、2、3所示。

1.2 数据调查：

2019.9.20项目期间，总装反馈陆续发现7台E200无法上高压，结合线旁、三方库房排查，数据如下。相关数据如表1所述。

1.3 问题症结：

小组成员详细分析现场故障件，对高压配电系统接动力电池高压互锁端子回缩问题的故障模式进行调查，同时结合相关数据分析，有以下症结：

插头对接过程高压互锁端子被顶回缩。

2 改进目标设定

目标经过攻关，将该高压配电系统接动力电池插件高压互锁端子回缩问题故障率降为0。

3 原因分析

1.末端因素锁定：末端因素排查逻辑图如图4所示。

通过逻辑图排查，锁定如下5项末端因素：

a.GA未对正插接，装配过程对顶;

b.护套孔端面结构不合理，无导向造成插头对插端子对顶;

c.端子与护套未采用常规倒刺式紧固，而是采用过盈配合紧固;

d.供应商过程防错不足，造成未及时识别保持力不足。

2.末端因素是否为要因排查

a. GA未对正插接，装配过程对顶：分析动力电池插头，内部结构有对正导向槽，装配过程可确保插头对正插接。相关排查如图5、表2所示。

从数据上可知，即使有结构防错确保员工对正插接、插头实际也对正对接，下线车辆仍出现因动力电池插头高压互锁端子被顶回缩致整车无法上高压故障。

b.护套孔端面结构不合理，无导向造成插头对插端子对顶：分析分供方该插头结构，高压互锁端子端盖孔处未设计有导向结构，端子臂裸露在外，插头对接过程，对插端子易顶对该端子，造成对顶回缩。相关排查如表3所示。

從数据上可看出，高压互锁端子回缩造成无法上高压故障件，高压互锁端子均存在明显顶痕。

c.端子与护套未采用常规倒刺式紧固，而是采用过盈配合紧固：分析分供方该插头结构，高压互锁端子与孔仅靠过盈配合固定，且下端无顶靠，当对接装配出现对顶时，无有效顶靠依靠而被顶回缩。相关排查如图6、表4/5所示。

d.供应商过程防错不足，造成未及时识别保持力不足：分析分供方现场，高压端子压入过程中，仅用简易设备进行压紧、无设备监控压入力。在分供方现场随机抽取75件插头成品，有16件可被顶出。相关排查如图7、表6所示。

从数据上可看出，分供方生产过程用简易压紧设备，生产过程无法有效识别保持力不足故障。

4 改进方案制定

针对已分析锁定末端因素，改进方案如表7所示。

5 改善方案实施

1.护套孔端面结构不合理，无导向造成插头对插端子对顶：护套高压互锁端子孔增加0.5mm导向曹。改后台阶可以预防母端子装配过程被顶，改进详情如图8/9所示。

2.端子与护套未采用常规倒刺式紧固，而是采用过盈配合紧固：

①将最小过盈量由0.02调整至0.05mm;②在胶壳对应母针尾部处增加防退台阶，给端子提供有效顶靠。改进详情如图10/11所示。

3.过程防错不足，造成未及时识别保持力不足缺陷：

①短期措施：GA现场用工具全检，顶力30N，不良品更换盖子。②压入PIN针的工具，增加力量临控模块，以监控压入力。

6 改善效果确认

针对3项主要原因，对症实施措施后，该端子回缩问题得到了有效的抑制。从基本数据可看出，改进结果符合预定的目标。改进效果如图12/13所示。

参考文献：

[1]周锦. 新能源技术. 中国石化出版社，2011.10.

[2]陈新.新能源材料科学基础实验. 华东理工大学出版社，2018.9.

[3]王刚. 新能源汽车. 清华大学出版社，2015.3.

[4]景平利. 走进新能源汽车. 机械工业出版社，2017.2.

[5]宫英伟. 混合动力电动汽车结构原理与检修. 机械工业出版社，2018.10.