新能（néng）源汽車，高壓連接器簡介

  目前，國內（nèi）機動車保有量已經突破三億大（dà）關。由於大量的燃油車帶來嚴峻的環境問題（tí），因此全麵禁售燃油車的日（rì）程在（zài）全世界範（fàn）圍內被提起。近年來，隨著國家倡導綠色發展（zhǎn），一些國內造（zào）車新勢力，諸如蔚來汽車，理想汽（qì）車，小鵬汽車等迅猛發展。特別是特斯拉超級（jí）工廠在上海（hǎi）投產之後，新能源汽車產業正以日（rì）新月異的（de）速度浪（làng）湧而來，僅Tesla一家新能源車企，在全球年交付（fù）近50萬輛，但按照（zhào）2020年（nián）全國約2000萬（wàn）左右的汽車銷量，新能源汽車市（shì）場才剛剛起步，整個行業會慢慢進入高速發（fā）展階段，人們也將越來越接受新能源汽車帶來的駕駛便利和出行體驗。

   在新能源汽車的（de）整個架構平台中，VCU (Vehicle Control Unit 整車控製器)、MCU (Moter Control Unit 電機控（kòng）製器)和 BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 電池管理係統)是最重要（yào）的核（hé）心技術，對整車的動力性、經濟性、可靠性和安全性等有著重要影響。在新能源汽車工（gōng）業領域，高壓連接器是極為重要的組件，它作為模塊化連接的重（chóng）要組成部分，已在整車和充（chōng）電設（shè）備中大量使用。

一（yī），連接器概述

  電動汽車上所用的高壓連接（jiē）器有公端和母端之分，公端往往以線端（duān）的形式存在，母端的出線方式總體有銅排、螺栓和線纜壓接三（sān）種。在性能上相對傳統連接器也有更高的要求，如高壓（yā）互鎖HVIL、IP67/68、IP6K9K防（fáng）護、阻燃等級V0、電（diàn）磁防護等（děng）。

  高壓連接器是通過電或光信號以及機（jī）械力連接，斷開或轉換電路和光（guāng）通（tōng）道（dào）的功能元件。隨著新能源（yuán）汽車（chē）的普及（jí），高壓連接器的開發和使用正在增加。那麽高壓連接器在汽車中起到什麽（me）作（zuò）用呢?

  用於新能源汽車（chē）的高壓連（lián）接器主要由四個部分組（zǔ）成（chéng）：觸點，絕（jué）緣子，外殼和配件。其中，觸點是連接器的核（hé）心（xīn）部件，整個車輛的（de）所有線路和（hé）係（xì）統都通過插（chā）入式觸點連接到行駛過程中所（suǒ）需的光電信號。絕緣子主要起（qǐ）絕緣作用。外殼主要起到固（gù）定和保護作用; 附件是為了根據用戶要求（qiú）完成對電纜和連接到（dào）連接（jiē）器的其（qí）他（tā）零件的（de）保護，並滿足工作環境的其他要（yào）求。接（jiē）觸件（jiàn）的接觸可靠性取決於許多因素，例如接觸件的接觸形式，表麵質量（liàng），原材料性能和（hé）工作環境。

  高壓連接器的基本性（xìng）能主要分為三個部分：電氣性能，機械性能（néng）和耐環境性。電氣性能主（zhǔ）要包括接觸電阻（zǔ），絕（jué）緣耐壓和絕緣電阻。其中，接觸電阻由引腳和插（chā）座保證。主要有（yǒu）兩個要求：1.插針和插座的（de）接觸電阻必須小於規定的接（jiē）觸電（diàn）阻; 2.插入插針和插座後，請（qǐng）確（què）保（bǎo）接觸的連續性，並且不要瞬時（shí）或長期斷開接觸。僅通過（guò）完（wán）成（chéng）這兩點，就可以（yǐ）確保在連接到電連接器的組（zǔ）件之間可靠（kào）地傳輸光和電（diàn）信號。高壓（yā）連接器內部的絕緣體可確保耐壓和絕緣電阻（zǔ），在工作環境中需（xū）要較高的絕緣和耐擊穿電壓。

  在現有材料中（zhōng），用於（yú）高壓（yā）連接器觸點的常用材料是：錫青銅，鈹青銅，黃銅，鉛黃銅（tóng），紅銅和其他銅合金。銅具有高的導電（diàn）性和導熱性，耐（nài）腐蝕性以及良好的可操作性。

二，名詞解釋

   對（duì）於在新能源汽車及其相關行（háng）業工作的（de）人員，實際工作中，會遇到（dào）各（gè）種與連接器（qì）應用相關的名詞，對大部分（fèn）同事，特別是一些（xiē）非（fēi）專業開發人員，對這些（xiē）名詞可能一（yī）知半解。本部分對相關資料進行係統整合，供大家參考。

1,EV(Electric Vehicle)電動汽車（chē）

  電動汽（qì）車是指以車載電源為動力，用電（diàn）機驅動（dòng）車輪行駛，符合道（dào）路（lù）交通（tōng）、安全法規（guī）各項要求（qiú）的車輛。由於對環（huán）境影響相對傳統（tǒng）燃油汽車較小，其前（qián）景被廣泛看好。

電動汽車根據（jù）電力構成分為：

1）純電動汽車(BEV)

2）混（hún）合動力汽車(HEV)

  混合動力（lì）汽車根據動力係統結構形式又分為以下（xià）三類（lèi）：串聯式混（hún）合動力汽車(SHEV),並聯式混合（hé）動力汽車（PHEV),混（hún）聯式混合動力汽車（CHEV).

 3） 燃料電池汽車（chē）（FCEV)

2,PDU(Power Distribution Unit) 高壓配電單元（電源分配插座）

  功能是負責新能源車高壓係統中的電源分（fèn）配與管理，為整車提供充放（fàng）電控製、高（gāo）壓（yā）部件上（shàng）電控製、電路過載短路保（bǎo）護、高壓采樣、低壓（yā）控製等功能，保護和監（jiān）控高（gāo）壓係統的運（yùn）行。PDU也（yě）能夠集成BMS主控、充電模塊、DC模塊、PTC控製（zhì）模塊等功能，與傳統PDU相比多了整車功能模塊，功能上更加集成化，結構上更複雜，具有水冷或是風（fēng）冷等散熱結構（gòu）。PDU配置靈活，可（kě）以（yǐ）根據（jù）客戶要求進（jìn）行定製開發，能夠滿足不同客戶不（bú）同車型需求，比如三合一，四合一（yī），五合一等。

3,BDU(Battery Disconnect Unit )電池包斷路單元 （高壓配電盒）

  專為電池包內部設（shè）計，也是配電盒的一種。目（mù）前BDU都是根據車廠需求定製，因（yīn）此收集客戶（hù）需求及客戶整車電氣性能很（hěn）重要。根據BDU在電池（chí）包（bāo）的位置，可以分為電池箱（xiāng）內安裝式和箱外安裝式(也稱為battery junction box)。

  箱內安裝式的（de）外殼一般為塑料材質，沒有IP等級要求；箱外安裝式一般為鋁合金殼體，滿足IP67等級要求。從電氣組成上看（kàn），PDU產品（pǐn）主要元器件是MSD（選配），BMS（選配），繼電器，熔斷器，預（yù）充電阻（zǔ），電流采集元件，銅排，連接器與線（xiàn）束（shù）總成等。BDU產品（pǐn）主要元（yuán）器件是繼電器，熔斷器，BMU(選配)，電流采集元（yuán）件，銅排，連接器與（yǔ）線束總成等。

  4,MCU (Moter Control Unit 電機控製器）

5,VCU （Vehicle Control Unit 整車（chē）控製器）

6,BMS （BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 電池管理係（xì）統）俗稱電池包

7,MSD （Manual Service Device）手（shǒu）動維修開關

  為保護在（zài）高壓環境下維修電（diàn）動汽（qì）車的技（jì）術（shù）人員安全，電池包通常安裝有手動維修開關MSD，以斷開高壓回路，使維修等工作處（chù）於一種較為安全（quán）的狀態；或在突發短路（lù）時，可以快速分離高壓電路的連接。MSD雖然隻是Pack的一個小部件，由於這個部（bù）件涉及到產品的安全，它的設計（jì）和選型（xíng）格外（wài）重要，不容忽視。MSD工作的基本原理是將MSD安（ān）裝在（zài）主回路中，內置高壓保險絲，並設計有（yǒu）高壓互鎖功能。在外部發（fā）生短路（lù）時，保險絲熔斷（duàn）切斷高壓回路；需要手動斷開（kāi）高壓時，高壓互鎖會先斷（duàn）開，然後再斷開高壓回（huí）路。因此，一般來說，保險絲、高壓互鎖HVIL接（jiē）口是MSD必（bì）備的，其中有些具有二次解（jiě）鎖功能，此外還（hái）包（bāo）括密封件、手動（dòng）斷開拉手、高壓警示標識（shí），以及殼體與固定結構（gòu）等。

8,GCU 電機控（kòng）製器  

9,增程器 Range-Extender

  高效增程器作為新能（néng）源車輛的核（hé）心動力部分（fèn），主（zhǔ）要由：發動機、發動機控（kòng）製（zhì）器（EECU）、ISG電機、發電機控製器（GCU）、增程器（qì）控製器（RECU）五部分構成。

  增（zēng）程器也可視其為從混合動力驅動向純電（diàn）動驅動的一種可（kě）靠的過渡產品。在常見（jiàn）的混合動力（lì）係統中，都是以發電機為主，電（diàn）動機為輔。而增程（chéng）式電動車，是（shì）以電動機為主，發動（dòng）機為輔（fǔ）。發動機（jī）的唯一作用是發電（diàn）。

10,DC-DC 電能(直流-直流)變換器

  DC/DC變換器將一個固定的直流（liú）電壓變換為可變的直流電壓,這種技術被廣泛應用於（yú）無軌電車、地（dì）鐵、列車、電動車的無級變速（sù）和控製（zhì），同時使上述控製具有加速（sù）平穩、快速響（xiǎng）應的性能,並同時（shí）收到節約電能的（de）效果。用直流斬波器代替變阻器可節約20％～30％的電能。直流斬波器不僅能起到調壓的作用(開關電源),同時還能起到有效抑製電網側（cè）諧（xié）波電流噪聲的作用。

11,PTC（Positive Temperature Coefficient）正溫度（dù）係（xì）數（shù）

  傳統燃油汽車的暖風（fēng）空調（diào）的（de）熱（rè）源來自於發動機散發的熱量，但新能源電動車沒有了可以散發大量熱量的發動機（jī），隻能找外援。而這外援（yuán）就是PTC和熱泵。     新能源汽車空調PTC製熱（rè）與熱泵製熱的區別在於：其中PTC製熱=製造熱，熱泵製（zhì）熱=搬運熱。PTC是Positive Temperature Coefficient（正溫度係數） 的縮寫，泛指正溫度係數很大的半導體（tǐ）材料或元（yuán）器件。既（jì）通過給熱敏電阻通（tōng）電，使得電阻發熱來提高溫度。PTC在極致情況下（xià），也隻能實現100%的能量轉換。  12,ADAS（Advanced Driving Assistant System）即高級駕駛輔助係統

  高級（jí）駕駛輔助係統是利用安裝於車上的各式各樣的傳感器， 在第一時間收集車內外的環境數據， 進行（háng）靜、動態（tài）物體的辨識、偵測（cè）與追蹤等技術上的處理， 從而能夠讓駕駛者在最快的（de）時間察（chá）覺（jiào）可能發生的危險， 以引起注意和提高安全性的主動（dòng）安全（quán）技術。ADAS 采用的傳感器主要有攝像頭、雷達、激光和超聲波等，可以探（tàn）測光、熱、壓力或（huò）其它用於監測汽車（chē）狀態的變量， 通常位於車輛的（de）前後保險杠（gàng）、側視鏡、駕駛杆內部或者擋風玻璃上。早期的ADAS 技術主要以被動式報警為主，當車輛檢測到潛（qián）在危險時（shí）， 會發出警報提醒駕車者注意異常的車（chē）輛或道路情況。對（duì）於最新的ADAS 技術來說，主動式幹預也很（hěn）常見。

13,V2X全稱Vihicle to everything

  即車與任何事物的（de）聯係，主要包括V2V車與車(vehicle)，V2I車與基礎設（shè）施(vechile to infrainstructure)，V2P車與人(vehicle to people)，V2N車與（yǔ）雲（vehicle to network）。詳細（xì）一點就是車輛通過（guò）傳感器，網絡通（tōng）訊技術與其它周邊車、人、物（wù）進（jìn）行通訊交流，並根據收集的信（xìn）息進行分析、決策的一項技術。

14,CAN：(Controller Area Network)控製器局域網

  CAN總線將多個控製單元（yuán）原本獨立的（de）處理過程通過雙絞線、光（guāng）纜等相互聯係起來，從（cóng）而實現在兩條CAN總線上多個控製單元間的信息共享。常用的CAN總線（xiàn）協議（yì）標準SAE-J1939中，標準給OSI（開放（fàng）係統互聯參考模（mó）型）定義成七層：物理層，數據鏈（liàn）路層，網絡層，傳輸層，會（huì）話層，表示層，應（yīng）用層。其中物理層和數據（jù）鏈路層是最基礎的兩（liǎng）層，在標準ISO 11898中進行定義，並且不（bú）可變更。而SAE-J1939定（dìng）義了應用層的相關會話規則，所謂通訊協議。因此我國的CAN 通信協議的製（zhì）定主要包括物理層和應用層協議兩個方麵，其中最主要的工（gōng）作還是集中在應用層上。

  我們注意到，除新能源車、充電樁之外無人駕駛、智慧停車等延伸行業也步入快速發展期。上述行業都有一個共同點——使用CAN總線，因此，CAN總線的應用問題始終貫穿在新能（néng）源行業的（de）發展中。