微動開關接觸可靠性提升工藝創新實踐

李晉川，汪 凈

(四川華豐科技股份有限公司 ，四川綿陽，621000)

1 引言

新能源車高壓配電系統PDU(Power Distribution Unit)通過母排及線束將高壓元器件進行電連接，為新能源汽車高壓系統提供充放電控制、高壓部件上電控制、電路過載短路保護、高壓采樣、低壓控制等功能，保護和監控高壓系統的運行。在PDU的性能參數中，邏輯通斷為重要的電檢參數之一，對邏輯通斷不合格進行正確分析與改進，是為PDU提升質量的重要依據。而微動開關的接觸可靠性是影響PDU邏輯通斷正確性的的重要元器件之一。

2 應用現狀調查

我們對2019年上半年在線生產高壓配電系統總成的不良現狀做了調查，平均良品率為92.61%。其中，邏輯通斷的不良占比36.47%。

由柏拉圖可以看出，微動開關故障是造成邏輯通斷檢測不合格的主要原因。

3 微動開關導通故障主要原因分析

從樹圖分析出主要原因如下：

1)微動開關觸點的接觸面積太小容易導致接觸不良；

2)在微動開關制造過程異物吸附及微動開關焊接裝配時助焊劑揮發滲入微動開關觸點表面殘留導致接觸不良；

3)微動開關焊接方法不正確。

圖1 高壓配電系統不良柏拉圖

圖2 PDU應用示意圖

圖3 影響邏輯通斷數據柏拉圖

圖4 微動開關原理圖

圖5 微動開關導通故障分析樹

4 微動開關接觸可靠性提升工藝創新實踐

4.1 增大接觸面積

增大微動開關觸點的接觸面積，將球面觸點設計改進為條紋狀防塵槽觸點，降低或避免異物對觸點的影響。

圖6 改進前：球狀結構觸點

圖7 改進后：條紋狀防塵槽結構觸點

改進前，球狀結構觸點：碳化物易積于表面，影響開關性能，導致接觸電阻值偏大。

改進后，條紋狀防塵槽結構觸點：觸點在接觸瞬間摩擦時產生自潔動作，碳化物及其他污物會積累于槽底部，不會影響開關性能。

4.2 吹吸塵裝置改善提升(增加在微動開關組裝上蓋前)

吹離子風去除異物同時用吸塵機吸塵，在吹吸除塵時增加按壓動作，提升除塵效果。經測試，條紋狀防塵槽結構觸點設計改進，以弱電情況下，機械壽命顯著提高約10萬次，且接觸電阻穩定，抗干擾能力強。

圖8 增加離子風發生器，普通風變為離子風

圖9 增加吸塵機吸塵

4.3 改進焊接手法

焊接手法提升： 對微動開關焊接線時，先將線束剝頭浸錫，控制焊接時間<3s。

5 結束語

將微動開關球面結構觸點設計改進為條紋狀防塵槽結構觸點，經過測試，球面狀結構觸點碳化物會積于表面，影響開關的導通性能，而條紋狀防塵槽設計改進觸點能將碳化物及其他污物積累于槽底部，不會影響開關性能。條紋狀防塵槽結構觸點增大了接觸面積，從而保證了接觸電阻穩定，抗干擾能力強。提出了線束剝頭預浸錫的工藝方法，可以降低微動開關焊接線時間，減少助焊劑揮發滲入微動開關對觸點的影響，降低產品虛焊不良，提高焊接產品率。

通過對微動開關接觸可靠性提升工藝創新實踐，微動開關故障數占生產總量百分比由改善前1.87%降低到了0.13%，疊加其他方面的優化活動，PDU整體在線裝配良品率由92.61%提升到了98.34%。

本工藝創新實踐課題榮獲首屆上汽通用五菱“質領未來”創新大賽獎。