電池應(yīng)用：不要忽視不起眼的電池連接器

我們經(jīng)常談?wù)摵蛽?dān)心電池：它們的壽命、安全問題、充電/放電、溫度影響和許多其他問題，以至于很容易忘記電池供應(yīng)鏈中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)：連接器。過去一周發(fā)生的兩件事，一個(gè)在當(dāng)前范圍的極低端，另一個(gè)在更高的范圍，提醒我，如果沒有牢固的連接，最好的電池也是無用的。

在高端，我上了車，轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙，然后……什么也沒有。儀表板壞了，燈也熄了，當(dāng)然，引擎根本就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。這很可能是由于內(nèi)部故障或外部短路導(dǎo)致電池嚴(yán)重耗盡，或者主電源電纜連接不良。我打開引擎蓋，發(fā)現(xiàn)正極電池接線柱上的電纜夾松了(幾周前我更換了電池)。沒問題，我想;我只要用手邊的工具擰緊夾緊螺絲，問題就解決了。

但事實(shí)并非如此。顯然，新電池上的電池極柱比原來的小了一點(diǎn)點(diǎn)，而且夾子的最小尺寸不會(huì)降低我需要的額外數(shù)量。自從幾周前更換電池以來，我能夠啟動(dòng)并運(yùn)行汽車，這主要是因?yàn)檫\(yùn)氣。因?yàn)槲以诩?，所以我想我至少可以臨時(shí)解決這個(gè)問題，方法是將夾子打開得更寬，然后插入一個(gè)由薄的、高質(zhì)量的磷青銅接觸材料制成的環(huán)或環(huán)(我從其他項(xiàng)目中得到的)在夾具和柱子之間。

好主意，但也行不通。夾具的設(shè)計(jì)只能打開比其標(biāo)稱直徑大一點(diǎn)點(diǎn)，我什至無法將一個(gè)薄的環(huán)放入間隙中：夾具的最大/最小范圍非常有限。最后，我能夠在柱子的兩側(cè)楔入一小片磷青銅材料，足以確保在我尋找另一個(gè)夾子時(shí)接觸(請(qǐng)注意，在距離柱子幾英寸的 +12V/200A 觸點(diǎn)上工作它的接地連接很傷腦筋;短路會(huì)產(chǎn)生焊接火花，甚至更糟!)幸運(yùn)的是，我不必更換整個(gè)夾具/電纜組件，因?yàn)閵A具本身已擰到電纜末端的配件上，無需安裝新電纜即可更換。

我不是在抱怨：就一輛死車、地點(diǎn)和能夠再次出發(fā)而言，我非常幸運(yùn)。實(shí)際上，當(dāng)您進(jìn)行基本的 V=IR 分析時(shí)，汽車完全可以啟動(dòng)，這讓我印象深刻。這樣看：你有一個(gè) 12V 的電源，啟動(dòng)汽車需要大約 100A 的電流。這意味著在電纜、連接器、電池接線柱和接觸電阻的串聯(lián)總和中，即使只有 0.1 Ω 的電阻也會(huì)產(chǎn)生 1.2V 的 IR 壓降——而汽車啟動(dòng)器需要大約 6 到 8V 的電壓才能啟動(dòng)。供應(yīng)軌上肯定沒有太多凈空，這是肯定的。

大約在汽車問題的同時(shí)，我遇到了一個(gè)使用標(biāo)準(zhǔn)紐扣電池的所謂“質(zhì)量更好”的手持設(shè)備的問題。當(dāng)它沒電時(shí)，我以為是電池，但在我跑出去換之前，我把它拿出來，測(cè)量電壓，它是完整的標(biāo)稱值。雖然這是一項(xiàng)空載測(cè)試，因此不能完全表明負(fù)載下的性能，但它讓我停下來進(jìn)一步檢查情況。

快速查看顯示電池座端子上有少量腐蝕。我輕輕地把它擦干凈，裝上電池，一切都很好。我不僅為自己節(jié)省了更換成本和獲得它的時(shí)間，而且該裝置可能仍然無法正常工作(除非插入它的動(dòng)作刮掉了足夠多的腐蝕，類似于在一些連接器)。簡(jiǎn)而言之：我有一個(gè)本來不錯(cuò)的產(chǎn)品，但其可靠性卻被廉價(jià)、劣質(zhì)的電池座扼殺了。

也許是因?yàn)槲覍?duì)這種情況“敏感”，后來我注意到一家供應(yīng)商在設(shè)計(jì)雜志上刊登的一則廣告宣傳其紐扣電池座質(zhì)量更高，提醒工程師不要忽視至關(guān)重要的部分這個(gè)小組件的作用——我相信還有其他供應(yīng)商。

當(dāng)您處理如此多的其他硬件和軟件問題時(shí)，設(shè)計(jì)課程顯而易見、簡(jiǎn)單且容易被忽視。無論您是使用毫安級(jí)的紐扣原電池還是 100 安級(jí)的二次(可充電)鉛酸電池：都不要忽視不起眼、簡(jiǎn)單的連接器。

您是否曾經(jīng)忽略設(shè)計(jì)中低調(diào)的部分而偏愛更明顯和更令人興奮的方面，結(jié)果卻導(dǎo)致間歇性甚至“硬”故障?這些問題是在原型或試驗(yàn)階段出現(xiàn)的，還是在使用數(shù)月后出現(xiàn)的?