载流端子(见图1)作为充电枪的核心导电部件,直接负责电能传输,其性能至关重要。它广泛应用于快充接口,要求具备高导电性、耐电弧和抗氧化能力。行业痛点在于长期插拔易导致端子磨损、接触电阻增大,引发过热甚至故障,影响充电效率与安全,对材料及工艺要求极高。
图1 载流端子
目前充电枪(见图2)载流端子最常用精密冲压(Stamping)结合电镀加工。其优势在于效率高、成本低,适合大批量生产,且尺寸一致性良好。弊端在于冲压可能导致金属微观结构应力集中,长期插拔易磨损镀层,引发接触不良、过热等问题,对高端材料与镀层工艺要求极高。
图2 充电枪
中走丝加工对比精密冲压,其优势在于能加工更高硬度、更复杂的异形结构,一体成型无冲压应力,内部组织更均匀。这赋予了端子更强的抗电弧烧蚀能力和长久稳定的载流性能,显著提升充电枪的耐用性与安全性。
中走丝线切割加工技术是一种介于快走丝和慢走丝之间的电火花❇️线切割工艺,采用镀锌黄铜丝(直径0.1-0.2mm)作为电极,通过高频脉冲放电腐蚀金属实现切割。其走丝速度(6-12m/s)高于慢走丝但低于快走丝,兼具一定加工精度(±0.003mm)和较高效率。该技术支持多次切割,首刀高速粗加工,后续精修以提高表面质量(Ra≤0.7-1.4μm),适用于模具钢、硬质合金等难加工材料。优势在于性价比高,维护成本低于慢走丝;缺点是电极丝损耗较大,长期使用后精度会下降,且对工作液清洁度要求较高,适合中小批量精密零件加工。
不同于传统载流端子采用的黄铜或磷青铜材料,充电枪载流端子通常选用导电与机械性能更优的铜合金。本文所设计的载流端子试样材料与主流充电枪端子材料一致,均为高导铜合金。该材料具有优异的导电性、导热性和塑性变形能力,适用于制造高电流传输的接触部件。尽管纯铜材料在强度方面存在不足,但中走丝线切割工艺属于精密加工,对材料形状适应性强,能够满足复杂截面端子的精密加工需求。
图3 铜合金化学成分图
本文以充电枪载流端子为研究对象,通过对行业标准、加工设备、加工流程、参数设置、三坐标检测和粗糙度检测进行测试。本研究验证了中走丝工艺加工高精度载流端子的可行性,为充电枪载流端子提供了新的技术路线。
行业标准
国家标准(中国)
GB/T 20234.1-2023 《电动汽车传导充电用连接装置 第1部分:通用要求》
GB/T 20234.2-2015 《电动汽车传导充电用连接装置 第2部分:交流充电接口》
GB/T 20234.3-2015 《电动汽车传导充电用连接装置 第3部分:直流充电接口》
GB/T 18487.1-2015 《电动汽车传导充电系统 第1部分:通用要求》
国际标准
IEC 62196-1 《插头、插座、车辆连接器和车辆插孔 电动车辆的传导充电 第1部分:通用要求》
IEC 61851-1 《电动汽车传导充电系统 第1部分:通用要求》
加工设备
1.设备选择(见图4)
智凯ZKA500高精度线切割中走丝
图4 智凯ZKA500
2.设备参数
行程:有效加工行程400*500
锥度:±6°/±15°
最大加工效率:≥300mm²/H
表面光洁度:Ra0.8μm(多次切割)
精度:±0.003mm
系统:系统支持『Windows』10及以上操作系统
画图:支持多种画图文件导入
精度高:四轴螺距补偿,六轴数控
3.功能介绍
1)采用自动注油装置,关键部位定时定点集中润滑,延长部件
使用寿命。
2)双水泵配合滤芯高压循环过滤系统,延长切割液使用寿命。
3)配备智能工艺数据库,每次切割工件无需人工调节高频参数,
操控界面具备先进的人机对话功能,中文菜单显示,只需输入工件高
度,电极丝直径,切割次数这三种数据,系统即可自动生成切割参数;
解决了因操作人员经验不同,造成每次切割工件存在差异。
4)手持单元控制五轴电机驱动,功能强大,方便快速移位及模
具校正。
5)采用上下双紧丝机构,使电极丝张力在切割过程中始终保持
一致,大幅减少断丝现象。
加工流程
1. 将基板表面测试干净
2. 专用夹具固定股基本
3. 图形导入
4. 软件点“开水”检查是否正常
5. 点“加工”一键开始运丝、高频、冲水
6. 开始加工中
参数设置
试加工:
1. 试加工材料
图5 加工材料
2. 导入图纸
图6 图纸
3. 设置参数
图7 参数
4. 开机检查后
5. 开始加工
图8 加工
6. 工件切割完成掉落
样品,成功:如下图
成品OK,无灼烧、发黑变色等问题
图9 成品
三坐标检测
为验证中走丝线切割加工的充电枪载流端子轮廓与形位公差,采用三坐标测量机进行高精度检测。选用热稳定性优异的陶瓷基标准样块作为基准,通过接触式测头对载流端子试样进行三维轮廓扫描,测量点间距设置为0.1mm,采样速度控制在2mm/s。检测系统温度补偿精度达±1μm,重复定位精度≤3μm,可准确评估压缩机阀片圆柱度、同轴度及外径尺寸偏差,确保整体加工精度控制在±5μm以内,满足高端充电枪载流端子对动态平衡与低噪音的严苛要求。
图10 三坐标示意图
粗糙度检测
对充电枪载流端子试样进行表面粗糙度检测,通过与标准
粗糙度样块进行对比,确定充电枪载流端子加工表面的粗糙度
等级。检测结果表明,充电枪载流端子试样加工表面粗糙度为
Ra0.7-Ra1.4,满足Ra ≥0.7 的要求。
若您希望进一步探索,载流端子的高效替代方案(如异形端子适配多枪座接口、动态载流优化);充电枪内连接件替代传统核心部件(如接触片、温控模块)的精密加工工艺;铜合金/银合金端子的防过热控制与快充级性能提升(高电流环境稳定性测试);线切割设备选型指南(针对端子异形切割、多孔位批量加工的功率与精度匹配);实操关键(使用前端子接触面维护、动态电流参数设置);行业案例(超充桩品牌大电流枪口中的端子结构切割实例)等。欢迎关注【智凯数控】或私信咨询!我们提供从充电枪精密件到能源设备的全流程技术方案,助您实现高导耐弧、零误差连接的快充级载流系统升级!