随着汽车行业的发展,汽车线束的日益复杂,汽车连接器已不仅仅是作为一个个单独的零件出现在结构中,而是集合为一个完整的系统,承载着汽车各个系统间电子信号及电源功率传递的重要作用。其可靠性要求也不仅仅是考虑传统的插拔力、温升以及振动等,作为一个完整系统所要求的可操作性、密封性以及紧固性等都是需要考虑的重要因素。本课题的目标在于设计一种多端子的连接系统,通过对系统各方面的性能分析及改进,使之能够满足相关的要求和标准,且能够稳定可靠的使用。课题从两方面对汽车连接系统进行了设计,一是作为通电载体的接触端子的设计,二是负责端子配合的操作机构的设计。在接触端子的设计中,首先确定了端子的组成构件及材料属性,然后结合相关设计标准并利用材料力学公式对最关键的插簧结构尺寸进行了计算,初步得到了满足要求的端子结构;在操作机构的设计中,从操作机构的功能需求出发,设计出了能够稳定运行的机构,并在MBD for ANSYS软件中对其运动过程进行了仿真,并对操作机构的操作臂长进行了设计,使操作力能够满足要求。在完成设计的基础上,课题依照相关标准以及连接系统的工况,从力学性能、密封性能、动态性能以及电-热性能四个方面对其进行了分析及研究。在力学性能分析中,首先对接触端子以及操作机构各处卡扣的接触力进行了分析,结果表明连接系统各处的接触力都是符合要求的,其次对连接系统最薄弱的结构进行了强度分析,结果表明在正常使用时连接系统零件是不会发生破坏的,确保了连接系统在使用时端子的接触性能以及零件的紧固性;在密封性能分析中,首先计算得到了硅橡胶的Mooney-Rivlin模型参数,然后根据装配条件对密封件进行了分析,得到了密封件的变形量、应力以及应变,并以此为依据计算出了密封件的压缩率,最后分析了承受10MPa水压下密封件的变形量,并根据以上结果得出在常温下密封件密封性是符合要求的,确保了连接系统的防尘性能以及防水性能;在动态性能中,首先对连接系统进行了模态分析,得到了固有频率,然后根据连接系统的使用环境计算得到了路面激励,并以此为依据对其进行了瞬态动力学分析,得到了振动状态下接触端子的应力及接触力变化曲线,结果表明其最大应力没有超过屈服极限,而且最小接触力也没有导致接触电阻超过标准,确保了振动时连接系统端子接触的通电性能;在电-热性能中,首先通过实验和理论计算结合的方式得到了接触端子的接触电阻,然后结合实际工况分析得到了连接系统的对流换热系数,并以以上结果为依据对连接系统的正常工作以及短路两种状态的温升进行了分析,结果表明连接系统的温升是能够满足要求的,确保了连接系统在通电状态下的温升不会对系统结构件产生影响。最终通过以上四个方面的性能分析,判断出课题所设计的汽车连接系统是能够稳定可靠的使用的。