某車型高壓配電系統(tǒng)接動(dòng)力電池插件高壓互鎖端子回縮問題改進(jìn)

宋成建

摘 要：汽車高壓配電系統(tǒng)（PDU）是汽車高壓電能的集散、分配關(guān)鍵件，將來自動(dòng)力電池的高壓電能，通過各相關(guān)控制、經(jīng)過高壓繼電器及熔斷器準(zhǔn)確傳遞至各高壓用電器。相關(guān)傳遞是經(jīng)過配電系統(tǒng)上高壓線束及插件實(shí)現(xiàn)的，為確保安全，相關(guān)插接件上設(shè)置有高壓互鎖端子，利用低壓電路監(jiān)控高壓電路連接狀態(tài)，避免人員觸電風(fēng)險(xiǎn)。相關(guān)高壓互鎖檢測(cè)電路，是通過各插接件上的高壓互鎖端子實(shí)現(xiàn)傳遞的。當(dāng)插接件間高壓互鎖端子出現(xiàn)回縮，系統(tǒng)為確保安全、將切斷高壓，直到問題解決。

關(guān)鍵詞：高壓配電系統(tǒng) 動(dòng)力電池 高壓電能 高壓繼電器 熔斷器 高壓互鎖 上高壓

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 改進(jìn)前現(xiàn)狀

1.1 零件說明：

高壓配電系統(tǒng)接動(dòng)力電池插頭由護(hù)套本體、鎖止扣、護(hù)套蓋子及內(nèi)嵌的高壓互鎖端子。其中高壓互鎖端子作用是與動(dòng)力電池側(cè)高壓互鎖端子連接配合，以便系統(tǒng)確定動(dòng)力電池插頭已插接到位、系統(tǒng)可正常上高壓。

當(dāng)高壓互鎖端子退縮時(shí)，即無法正常與動(dòng)力電池測(cè)高壓互鎖端子對(duì)接，系統(tǒng)判斷為動(dòng)力電池插頭未插接好，整車將無法上高壓。護(hù)套結(jié)構(gòu)如圖1、2、3所示。

1.2 數(shù)據(jù)調(diào)查：

2019.9.20項(xiàng)目期間，總裝反饋陸續(xù)發(fā)現(xiàn)7臺(tái)E200無法上高壓，結(jié)合線旁、三方庫房排查，數(shù)據(jù)如下。相關(guān)數(shù)據(jù)如表1所述。

1.3 問題癥結(jié)：

小組成員詳細(xì)分析現(xiàn)場(chǎng)故障件，對(duì)高壓配電系統(tǒng)接動(dòng)力電池高壓互鎖端子回縮問題的故障模式進(jìn)行調(diào)查，同時(shí)結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)分析，有以下癥結(jié)：

插頭對(duì)接過程高壓互鎖端子被頂回縮。

2 改進(jìn)目標(biāo)設(shè)定

目標(biāo)經(jīng)過攻關(guān)，將該高壓配電系統(tǒng)接動(dòng)力電池插件高壓互鎖端子回縮問題故障率降為0。

3 原因分析

1.末端因素鎖定：末端因素排查邏輯圖如圖4所示。

通過邏輯圖排查，鎖定如下5項(xiàng)末端因素：

a.GA未對(duì)正插接，裝配過程對(duì)頂;

b.護(hù)套孔端面結(jié)構(gòu)不合理，無導(dǎo)向造成插頭對(duì)插端子對(duì)頂;

c.端子與護(hù)套未采用常規(guī)倒刺式緊固，而是采用過盈配合緊固;

d.供應(yīng)商過程防錯(cuò)不足，造成未及時(shí)識(shí)別保持力不足。

2.末端因素是否為要因排查

a. GA未對(duì)正插接，裝配過程對(duì)頂：分析動(dòng)力電池插頭，內(nèi)部結(jié)構(gòu)有對(duì)正導(dǎo)向槽，裝配過程可確保插頭對(duì)正插接。相關(guān)排查如圖5、表2所示。

從數(shù)據(jù)上可知，即使有結(jié)構(gòu)防錯(cuò)確保員工對(duì)正插接、插頭實(shí)際也對(duì)正對(duì)接，下線車輛仍出現(xiàn)因動(dòng)力電池插頭高壓互鎖端子被頂回縮致整車無法上高壓故障。

b.護(hù)套孔端面結(jié)構(gòu)不合理，無導(dǎo)向造成插頭對(duì)插端子對(duì)頂：分析分供方該插頭結(jié)構(gòu)，高壓互鎖端子端蓋孔處未設(shè)計(jì)有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，端子臂裸露在外，插頭對(duì)接過程，對(duì)插端子易頂對(duì)該端子，造成對(duì)頂回縮。相關(guān)排查如表3所示。

從數(shù)據(jù)上可看出，高壓互鎖端子回縮造成無法上高壓故障件，高壓互鎖端子均存在明顯頂痕。

c.端子與護(hù)套未采用常規(guī)倒刺式緊固，而是采用過盈配合緊固：分析分供方該插頭結(jié)構(gòu)，高壓互鎖端子與孔僅靠過盈配合固定，且下端無頂靠，當(dāng)對(duì)接裝配出現(xiàn)對(duì)頂時(shí)，無有效頂靠依靠而被頂回縮。相關(guān)排查如圖6、表4/5所示。

d.供應(yīng)商過程防錯(cuò)不足，造成未及時(shí)識(shí)別保持力不足：分析分供方現(xiàn)場(chǎng)，高壓端子壓入過程中，僅用簡易設(shè)備進(jìn)行壓緊、無設(shè)備監(jiān)控壓入力。在分供方現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽取75件插頭成品，有16件可被頂出。相關(guān)排查如圖7、表6所示。

從數(shù)據(jù)上可看出，分供方生產(chǎn)過程用簡易壓緊設(shè)備，生產(chǎn)過程無法有效識(shí)別保持力不足故障。

4 改進(jìn)方案制定

針對(duì)已分析鎖定末端因素，改進(jìn)方案如表7所示。

5 改善方案實(shí)施

1.護(hù)套孔端面結(jié)構(gòu)不合理，無導(dǎo)向造成插頭對(duì)插端子對(duì)頂：護(hù)套高壓互鎖端子孔增加0.5mm導(dǎo)向曹。改后臺(tái)階可以預(yù)防母端子裝配過程被頂，改進(jìn)詳情如圖8/9所示。

2.端子與護(hù)套未采用常規(guī)倒刺式緊固，而是采用過盈配合緊固：

①將最小過盈量由0.02調(diào)整至0.05mm;②在膠殼對(duì)應(yīng)母針尾部處增加防退臺(tái)階，給端子提供有效頂靠。改進(jìn)詳情如圖10/11所示。

3.過程防錯(cuò)不足，造成未及時(shí)識(shí)別保持力不足缺陷：

①短期措施：GA現(xiàn)場(chǎng)用工具全檢，頂力30N，不良品更換蓋子。②壓入PIN針的工具，增加力量臨控模塊，以監(jiān)控壓入力。

6 改善效果確認(rèn)

針對(duì)3項(xiàng)主要原因，對(duì)癥實(shí)施措施后，該端子回縮問題得到了有效的抑制。從基本數(shù)據(jù)可看出，改進(jìn)結(jié)果符合預(yù)定的目標(biāo)。改進(jìn)效果如圖12/13所示。

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