新能源汽車，高壓連接器簡介

  目前，國內機動車保有量已經突破（pò）三億大關。由於大量的燃油車帶來嚴峻的環境問題（tí），因（yīn）此全麵禁售燃油車的日程在全世界（jiè）範圍內被提起（qǐ）。近年來，隨（suí）著國家倡導綠色發展，一（yī）些國內造車新勢（shì）力（lì），諸如蔚來汽車，理想汽車，小鵬汽車（chē）等迅猛（měng）發展。特別是特斯拉超級工廠在上海投產之後，新能源汽車產業正以日新月異的（de）速度浪湧而來，僅Tesla一家新能源車企，在全球（qiú）年（nián）交付近50萬輛，但按照2020年全國約2000萬左右（yòu）的汽車銷量，新能源汽車市（shì）場才剛剛起（qǐ）步，整個（gè）行業會慢慢進入高速發展階段，人們也將越來（lái）越接受新能源汽車（chē）帶來的駕（jià）駛便利和（hé）出行體驗。

   在新能源（yuán）汽車的整個架（jià）構平台中，VCU (Vehicle Control Unit 整車控製器)、MCU (Moter Control Unit 電（diàn）機控製器)和 BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 電池管理係統)是最（zuì）重要的核心（xīn）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（qì）車工業領（lǐng）域，高壓連接器是極為重要的組件，它作為模塊化連接的重要組成（chéng）部分（fèn），已在整車和充電（diàn）設備中大量使用。

一（yī），連接器概（gài）述

  電動汽車上（shàng）所用的高壓連接器有公端和母端之分（fèn），公端往（wǎng）往以線（xiàn）端的形式（shì）存在，母端（duān）的出線方式總體有銅（tóng）排、螺栓和線纜壓接三種。在性能上（shàng）相對傳統連接器也有更高的要求，如高壓互鎖HVIL、IP67/68、IP6K9K防護、阻燃等級V0、電磁防護等。

  高壓連接器是通過電或光信號以及機械力連接，斷開或轉換電路和光通道的功能元件。隨著（zhe）新能源汽車的普及，高（gāo）壓連接器的開發和使用正在增加。那麽高壓連接器在汽（qì）車中起到什麽（me）作用呢（ne）?

  用於新能源汽車的高（gāo）壓連接器主要由（yóu）四個部分組（zǔ）成：觸點，絕緣子，外（wài）殼和配件。其中，觸點是（shì）連（lián）接器的核心部件，整個車輛的所有線路和係統都通過（guò）插入式觸點連接到行（háng）駛過程中所（suǒ）需的光電信號。絕緣子主要起絕緣作用。外（wài）殼主要（yào）起到固（gù）定和保護（hù）作用; 附件是為（wéi）了根據用戶要求完成對（duì）電纜和連接到連接器（qì）的其他（tā）零件（jiàn）的保護，並滿足工作環（huán）境的其他要求。接（jiē）觸件的接觸（chù）可靠性取決於許多因素，例如接（jiē）觸件的接觸形式，表麵質量，原材料性（xìng）能和工作環境。

  高（gāo）壓連接器的（de）基本性能主要分為三個部分：電氣性能，機械性能和（hé）耐環境性。電氣性能主要包括接觸電（diàn）阻，絕緣耐（nài）壓和絕（jué）緣電阻（zǔ）。其中，接（jiē）觸電阻由引腳和插座保證。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觸（chù）電阻; 2.插（chā）入插（chā）針和插（chā）座後，請確保接觸的（de）連續（xù）性，並且不要（yào）瞬時或長期斷開接觸。僅通過完成這兩點，就可以確保在連接到電連（lián）接器的組件之間可（kě）靠地傳輸光和電信號。高壓連接器內部的絕緣體（tǐ）可確（què）保耐壓和絕緣電阻，在工作環境（jìng）中需要較（jiào）高的絕緣和耐擊穿電壓。

  在現有材料中，用於高壓連接器觸點的常用材料是（shì）：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，耐腐蝕性（xìng）以及良好（hǎo）的可操（cāo）作性。

二，名詞（cí）解釋

   對於在新能源汽車及其（qí）相關行業工作的人員，實際工作中，會遇到各種與連接器（qì）應用相（xiàng）關的名（míng）詞，對（duì）大部分同事，特別是（shì）一些非專（zhuān）業開發人員，對這些名詞可能一知半解。本部分（fèn）對相關資（zī）料（liào）進行係統整合，供大家參考。

1,EV(Electric Vehicle)電動汽車

  電動汽車是指以車載電源為動力（lì），用電機驅動車輪行（háng）駛（shǐ），符合道路交通、安全法規各項要求（qiú）的車輛（liàng）。由於對環境影響相（xiàng）對傳統燃油汽車較小，其（qí）前景被廣（guǎng）泛看好。

電動（dòng）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)

  混合動力汽車根據動（dòng）力係統（tǒng）結構形式（shì）又分為以下三類：串聯式混合（hé）動力汽車(SHEV),並聯式混合動力（lì）汽車（PHEV),混聯式混合動力汽車（CHEV).

 3） 燃料電（diàn）池汽車（FCEV)

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

  功能是負（fù）責新能源車高壓係統中的電源分配與管理，為整車提供充放電（diàn）控製、高（gāo）壓部件上電控製（zhì）、電（diàn）路過（guò）載短路保護、高壓采樣、低壓控製等（děng）功能，保護和監控高壓係統（tǒng）的運（yùn）行。PDU也能夠集成BMS主控、充電模塊、DC模塊、PTC控製模塊等功能，與傳統PDU相比多了整車（chē）功能模（mó）塊（kuài），功能上更（gèng）加集成化，結（jié）構上（shàng）更複雜（zá），具有水冷或（huò）是風冷（lěng）等散熱結（jié）構。PDU配置靈活，可以根據（jù）客戶要求進行定製開發，能夠滿足不同客戶不同車（chē）型需（xū）求（qiú），比如（rú）三合一，四合一，五合一等。

3,BDU(Battery Disconnect Unit )電（diàn）池（chí）包斷路單元 （高壓配電盒）

  專為電池包內部設計，也是配電盒的一種。目前BDU都是根據車（chē）廠需求定製（zhì），因此收集客戶需求及客戶整車電（diàn）氣性能很重要。根據BDU在（zài）電池包的位置，可以分為電池箱內安裝（zhuāng）式和箱外安裝（zhuāng）式(也稱為battery junction box)。

  箱內安裝式的外殼一般為塑料材（cái）質，沒有IP等級要求；箱外（wài）安裝式一般為鋁合金殼體（tǐ），滿足IP67等級要求。從電氣組成上看，PDU產品主要元器件是MSD（選配），BMS（選配），繼電器，熔（róng）斷器，預（yù）充（chōng）電阻，電流采集元件，銅排，連接器與線束（shù）總成等（děng）。BDU產品主要元器件是繼電器，熔斷器，BMU(選配)，電流采集元件，銅排，連接器與線束總成等。

  4,MCU (Moter Control Unit 電機控製器）

5,VCU （Vehicle Control Unit 整車控製器）

6,BMS （BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 電（diàn）池管理係統）俗（sú）稱（chēng）電池包

7,MSD （Manual Service Device）手動維修開關

  為保護在高壓環境下維修電動汽車的技術人員安全（quán），電池包通常安裝有手動維修開關MSD，以斷開高壓回路，使維修等工作處於一種較為安全的狀態；或在突發短路時，可以快速分離高壓電路（lù）的連接（jiē）。MSD雖然隻是Pack的一（yī）個小部件，由於這個部件涉及到產品（pǐn）的安（ān）全，它的設計和選型格（gé）外重要，不容忽視（shì）。MSD工（gōng）作的基本原理是將（jiāng）MSD安裝（zhuāng）在主回路中，內置（zhì）高壓保險絲，並設計（jì）有高壓互鎖功能。在外（wài）部發生（shēng）短路時，保險絲熔（róng）斷（duàn）切斷高壓回路；需要（yào）手動斷開高（gāo）壓時，高壓互鎖會先斷開，然後再斷開高壓回路。因此，一般（bān）來說，保險絲（sī）、高壓互鎖（suǒ）HVIL接口（kǒu）是MSD必備的，其中有些具有二（èr）次解（jiě）鎖功能，此外還包括密封件、手（shǒu）動斷開拉手、高壓警示標（biāo）識，以及殼體與（yǔ）固定（dìng）結構等。

8,GCU 電機控製器（qì）  

9,增程器 Range-Extender

  高效增程器作為新能源車輛的核心（xīn）動力部分（fèn），主要由：發動機、發動機控製器（EECU）、ISG電機、發電機控（kòng）製器（GCU）、增程器控製器（RECU）五部分構成。

  增程器也可視其為從混（hún）合動力驅動（dòng）向純電動（dòng）驅動的一種可靠的過渡產品。在常見的混合動力係（xì）統中，都是以發電機為主，電動（dòng）機為（wéi）輔。而增程式電動車，是以電動機為主，發動機為（wéi）輔。發動機的唯一作（zuò）用是發電。

10,DC-DC 電能(直流-直流)變換器

  DC/DC變換（huàn）器將一個固定的直流電壓（yā）變換為可變（biàn）的直流電壓,這種技術被廣泛應用於無軌電車、地鐵、列車、電動車的無級變速和控製，同時使上述控製具有加速平穩、快速響應的性能,並（bìng）同時收到節約電能的效果。用直流斬（zhǎn）波器代替變阻器可（kě）節約20％～30％的電能。直流斬波器不僅能（néng）起（qǐ）到調壓的作用(開關電源),同時還能起到有效抑（yì）製電網（wǎng）側諧波電流噪聲的作用。

11,PTC（Positive Temperature Coefficient）正溫度係數

  傳統燃油汽車的（de）暖風空（kōng）調的（de）熱源來自（zì）於發動（dòng）機散發（fā）的熱量，但新能源電動（dòng）車沒有了可以散發大量熱量的發動機，隻能找（zhǎo）外援。而這外援就是PTC和熱泵。     新能源（yuán）汽車空調（diào）PTC製熱與熱泵製熱的區（qū）別在於：其中PTC製熱=製造熱，熱泵製熱=搬運熱。PTC是Positive Temperature Coefficient（正溫度係數） 的縮寫（xiě），泛指正溫度係（xì）數很大的半（bàn）導體材料或元器件。既通過給熱敏電阻通電，使得電阻發熱來提高溫度。PTC在極致情況下，也隻能實現100%的（de）能量轉換。  12,ADAS（Advanced Driving Assistant System）即高級駕駛（shǐ）輔助係統

  高級駕駛輔助係統是（shì）利用安裝於車上（shàng）的各式（shì）各樣（yàng）的傳感器（qì）， 在第一時間收集車內外的環境數據， 進行靜、動態物體的辨識、偵測與追蹤等技術（shù）上（shàng）的（de）處理， 從而（ér）能夠讓駕駛者在最快的時間察覺可能發生的危險， 以引起注意和提高安（ān）全性的主動安全（quán）技術。ADAS 采用的傳感器主要有攝像頭（tóu）、雷（léi）達、激光和超聲波等，可以探測光、熱、壓力或其它用於監測汽車（chē）狀（zhuàng）態的變量， 通常位於車輛的前後保險杠、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（dòng）式報警為主，當車輛檢測到潛在（zài）危險時， 會發出警報（bào）提醒駕車者注意異常的車輛或道路情況。對於最新的（de）ADAS 技術來說（shuō），主動式幹預也很常見。

13,V2X全稱Vihicle to everything

  即車（chē）與任何事物的聯係，主要包括V2V車與車(vehicle)，V2I車與基礎設施(vechile to infrainstructure)，V2P車與人(vehicle to people)，V2N車與雲（vehicle to network）。詳細一（yī）點就是車輛通過（guò）傳（chuán）感器，網絡通訊技術與其（qí）它周邊車、人、物進行通訊交流，並根據（jù）收集的（de）信息進行分析、決策的一項技術。

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

  CAN總線將多（duō）個控製單元原本獨立（lì）的處理過程通過雙絞線、光（guāng）纜等相互聯係起來，從而實現（xiàn）在兩條CAN總線上多個控製單元間的信息共享。常用的CAN總線協議標準SAE-J1939中，標準給OSI（開放（fàng）係統互聯參考模型（xíng））定義成七層：物理層，數據鏈路層，網（wǎng）絡層（céng），傳輸（shū）層，會話層，表示層，應用層。其中（zhōng）物理層和（hé）數據鏈路（lù）層是（shì）最基礎的兩層，在標準ISO 11898中進行定義，並且不可變更。而SAE-J1939定義（yì）了應用層的相關會話規則（zé），所謂通訊協議。因此我國的CAN 通信協議的製定主（zhǔ）要包括物理層和應（yīng）用層協議（yì）兩個方麵，其中最主要的（de）工作還是集中在應用層上。

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