コネクターの材料ホワイトニング：性能と耐久性への影響

多くの元のオレンジ色の高電圧コネクター、車両でしばらく使用されたものに見られる興味深い現象として、プラスチックシェルが白くなる現象が発見されており、この現象は例外ではなく、家族の現象でもなく、商用車に特に見られるものです。

一部の顧客から、この現象が使用に影響を与えるかどうか、リスクはあるのか、寿命に影響するのかと質問されました。

この質問に答える前に、答えを見つけるためにいくつかの質問をリストアップします：

1. なぜ高電圧コネクターにオレンジ色を使用する必要があるのですか？使用しないことは可能ですか？

2. コネクターの素材は通常プラスチックシェルですか？オレンジ色はどこから来るのですか？

3. 特殊な使用シナリオのために？長期的な適用に問題はありますか？

4. これにより私たちは何を考えるべきか、何に注意すべきかについて考えさせられますか？

なぜ高電圧コネクターにはオレンジ色を使用する必要があるのですか？使用しないことは可能ですか？

高電圧の警告色としてのオレンジの使用は「国際的な慣行」と考えられており、例えば、日本の国家電気規則（NEC）では高電圧ケーブルの必要な色としてオレンジを採用しています。1990年代後半からハイブリッド車（HEV）が徐々に電気自動車（EV）に普及し始めた頃から、オレンジはxEVの高電圧警告色コードとして使用されており、高電圧の配線やコネクターを示すために使われています。 高電圧ケーブルとコネクターこの目立つ色分けシステムは、適切な安全訓練と個人保護具なしでは触れてはいけない高電圧ユニットの部品を識別します。

自動車用グレードの高電圧とは何ですか？「自動車グレード」の「高電圧コンセプト」は、ISO 6469-3の定義によると通常「電圧クラスB」であり、動作電圧は一般的に>60 Vかつ≤1500 V DC、または30 Vかつ≤1000 V ACです。標準によると、「ハウジング外に配置されていない高電圧バスケーブルは、オレンジ色のカバーで識別される必要があります。このバスは、コネクターも含むアセンブリを指します。

コネクタ規格に関しては、主要なOEMの規格やヨーロッパの「LVシリーズ規格」またはUSCAR規格（LV215 216 USCAR20 SAE1742など）が定める高電圧コネクターの色分けはオレンジ色であり、色カード番号はRAL 2003、2008、2011の要件を規定しています。RAL 2003は最も明るく、RAL 2011はより赤みがかって暗く、RAL 2008はその中間です。これらの要件は一般的にRAL 2003、2008、2011として定義されており、RAL 2003は最も明るく、RAL 2011はより赤みがかって暗く、RAL 2008はその中間です。一方、オレンジは10年以上色褪せしないことが求められます。

したがって、オレンジ色の基本法則は道路の基本法則であり、金属製の場合は通常、高電圧警告ラベルの明らかな場所にマークされる必要があります。したがって、オレンジ色にできないのですか？通常はできません。なぜなら、関連する安全規則により拒否される可能性があるからです。

プラスチックシェルのコネクターにはどのような材料が使われていますか？オレンジ色はどこから来るのですか？

コネクターのシェルは通常、ポリウレタン材料で作られ、一般的にはPA66やPBTなどが使用されます。一般的なプラスチックシェルは、システム絶縁の要件を満たす必要があり、同時に十分な強度、引き裂き抵抗性、靭性などの物理的特性を持つ必要があります。また、難燃性の特性も必要であり、一般的にCTI値に特別な要件があります。通常、メーカーはナイロン材料を使用し、適切なガラス繊維を加えた材料を選びます。例えば、PA66+30%GF_V0やPBTなどです。

オレンジ色は一般的に2つの方法で形成されます。一つは白色プラスチック粒子に一定割合の着色粉を混合する方法で、これは一般的にカスタムカラーです。もう一つは、より安定した色であり、対応するコストも高くなります。一般的な材料メーカーは、BASFやセレナースなどの標準要件を満たすカスタムカラーを使用します。

特殊な使用シナリオのために？長期的な適用に問題はありますか？

記事の冒頭の問題は、バッテリーボックスの外側に位置し、露出しており、年間を通じて日光にさらされている場所にあります。ホイールに近いため、ホイールの慣性による腐食性の汚染物質が吹き付けられ、材料に付着します。これに基づき、まず白化の確率が高くなるのは、長時間高温と日光にさらされることで、劣化の速度が加速し、白化につながるためです。同時に、紫外線や他の光線は化学反応を引き起こし、材料表面に影響を与え、材料の劣化と白化を促進します。また、露出して車に近い場所は、酸性汚染物質による腐食の可能性も高まり、化学反応の支援の下で材料分子の分解が促進され、白化が進行します。

全体的に、材料のホワイトニングは「脆化」や「電気的特性の劣化」の潜在的なリスクを意味し、これによりサービス寿命に影響を与え、通常のコネクタと比較して製品の故障の可能性が高まる。例えば、異物（石など）との衝突後の亀裂や、湿った状態でのインピーダンスの低下、破壊のリスク増加などが挙げられる。通常のコネクタと比べて、石や他の異物の衝撃後に亀裂が入りやすくなる、湿った状態でのインピーダンスが悪化する、破壊のリスクが高まるなど、製品の故障の可能性が増加する。

私たちに何に注意すべきか考えさせるきっかけは何ですか？

高電圧コネクタの開発の観点から、より小型化、統合（より多くの電気接点を含めやすい材料）、軽量化（よりコンパクトな構造、小型化、薄型化など）への傾向は、製品の基盤技術の研究と突破口に対してより高い要求をもたらす。例えば、耐摩耗性の高い接触端子（メッキ材料、基板選択、その他の研究）などが挙げられる。

同時に、プラスチック材料もより高い要求を満たす必要があり、ライフサイクル全体を通じて広範な作業環境、より高いCTI要件、電気的特性の0.4mmV0の要件、色の長期的な安定性、材料の耐熱性、熱伝導性の高い材料、接点の電気腐食に対する材料添加剤の焦点、長期使用時の物理的安定性、過酷な環境での材料の構造安定性などが求められる。