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三億大關（guān）。由於大量的燃油車帶來嚴峻的環境（jìng）問題，因此全麵禁售燃油車的日程在全世界範圍內被提起（qǐ）。近年來，隨著（zhe）國家倡導綠色發展，一些（xiē）國內造車新勢力，諸如蔚來汽（qì）車，理想汽車，小鵬（péng）汽車等迅猛發展。特別是特斯（sī）拉超級工廠（chǎng）在（zài）上海投（tóu）產之後，新能源汽車產業正以日新（xīn）月異的速度浪湧而來，僅Tesla一家新能源車（chē）企，在全球年交付近50萬輛，但按照2020年全國約2000萬左右的汽車銷量（liàng），新能源汽車市場才剛（gāng）剛起步，整個行業會慢慢（màn）進入高速發展階段，人們也將越來越接受新能源（yuán）汽車帶來的駕駛便利和出行體驗。

   在新能源汽車的整個架構平台中，VCU (Vehicle Control Unit 整車控製器)、MCU (Moter Control Unit 電機控製器)和 BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 電池（chí）管理係統)是最重要的核心技術，對整車的動力性、經濟性、可靠性和安全性（xìng）等有著重要影響。在新能源汽（qì）車工業領域，高壓連接器（qì）是極為重要的組件，它作（zuò）為（wéi）模塊化連接的重要組成部分，已在（zài）整車和充電設備（bèi）中大量使用。

一，連接器概述

  電動汽車上所用的高壓連接器有公端和母端之（zhī）分，公端往往以線端的（de）形式存在，母端的出線方式（shì）總體有（yǒu）銅排、螺栓和線纜壓接三（sān）種。在性能上相對傳（chuán）統連接器也有（yǒu）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（yā）連接器是通過電或光信號以及機械力連接，斷開或轉（zhuǎn）換電路和光通道的功能元件。隨（suí）著新能源汽車的普及，高壓連接器（qì）的開發和（hé）使用正在增加。那麽高壓連接器在汽（qì）車中起到（dào）什麽作用呢?

  用（yòng）於新能源汽（qì）車的高（gāo）壓連接器主要由四個部分組（zǔ）成：觸點，絕緣子，外殼和（hé）配件。其中，觸點是連接器的核心部（bù）件，整個車輛的所有線（xiàn）路和係統都通過插入式觸點連接（jiē）到行駛過程中所需的（de）光（guāng）電信號。絕緣子主要起絕緣作用。外殼主要起到固定和保護作用（yòng）; 附件是為了根（gēn）據用（yòng）戶要求完成對電纜和連接到連接（jiē）器的（de）其他零件的保護，並滿足工作環境的其他要求。接觸件的接觸可靠性取決（jué）於許多因素，例如接觸件的接（jiē）觸（chù）形式（shì），表麵質量（liàng），原材料性能（néng）和工作環境。

  高壓連（lián）接器的基本性（xìng）能主要分為三個部分：電氣（qì）性能，機械性能和耐環境性。電氣性能主要包括（kuò）接觸電阻，絕緣耐壓和絕緣電阻。其中，接觸電阻由引腳和插（chā）座（zuò）保證。主要有兩個（gè）要求：1.插針和插座的接觸電阻必須小於規定的接觸電阻; 2.插（chā）入插針和插座後，請確保接觸的連續性，並且不要瞬時或長（zhǎng）期斷開接（jiē）觸。僅通（tōng）過完成這兩點，就可以確保在連接到電連接器（qì）的組件之間可靠（kào）地傳輸光和電信號。高壓連接器（qì）內部的絕緣體可確保耐壓（yā）和絕緣電阻，在工作環境中需要較高（gāo）的絕緣和耐擊穿電（diàn）壓。

  在現有材料（liào）中，用於高壓連接器（qì）觸點的常用材料是：錫青銅，鈹青銅，黃銅（tóng），鉛黃銅，紅銅和其他（tā）銅合金。銅具有高的導電性和導熱性，耐（nài）腐蝕性以及（jí）良（liáng）好的可操作性。

二，名（míng）詞（cí）解（jiě）釋

   對於在新能源汽車及其相關行業工作的人員，實際工作中，會遇到各種與（yǔ）連接器應用相關的名詞，對大部分同事，特別是一些非專業開發人員，對這（zhè）些名詞可能一知半解（jiě）。本部分對相關資（zī）料進行係（xì）統整（zhěng）合，供大家參（cān）考。

1,EV(Electric Vehicle)電動汽車

  電動（dòng）汽車是指以車（chē）載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符（fú）合道路交通、安全（quán）法（fǎ）規各項要求的（de）車輛（liàng）。由於對環境影響相對傳統燃油汽車較小，其前景被廣泛看好。

電動汽車根據電力構（gòu）成分為（wéi）：

1）純電動汽車(BEV)

2）混合動力汽車（chē）(HEV)

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

 3） 燃料電池汽車（FCEV)

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

  功能是負責新能（néng）源車高壓係（xì）統中（zhōng）的電源分配與管理，為（wéi）整車提供充放電控製、高壓部件上電控製、電路過載短路保護、高壓采樣、低壓控製等功能（néng），保（bǎo）護和監控高壓係統的（de）運行。PDU也能夠集成BMS主控、充（chōng）電（diàn）模塊、DC模塊、PTC控製模塊等（děng）功（gōng）能，與（yǔ）傳統PDU相比（bǐ）多了整車功能模塊，功能（néng）上更加集（jí）成（chéng）化，結構上更複雜，具（jù）有水冷或是風冷（lěng）等散熱結構。PDU配置靈活，可以根據（jù）客戶要求進行定（dìng）製開發，能夠滿足不（bú）同客戶不同車型需求，比如三合一，四合一，五合一等。

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

  專為電池包內（nèi）部設計，也是配電盒的一種。目前BDU都是根據車廠需求定製（zhì），因此收集客戶需求及（jí）客戶整車電氣（qì）性能很重要。根據BDU在電池包的位置，可以分（fèn）為（wéi）電池箱內安裝式和箱外安裝式(也稱為battery junction box)。

  箱內安裝式的外殼一般為塑料材質，沒有IP等級要求；箱外安裝式一般（bān）為鋁合金殼體，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，熔斷（duàn）器，預充電阻，電流采集元（yuán）件（jiàn），銅排，連接器與線束總成等。BDU產品主要元器件是（shì）繼電器（qì），熔斷器，BMU(選配)，電流采集（jí）元件，銅排，連接器與線束總成等（děng）。

  4,MCU (Moter Control Unit 電（diàn）機控製器）

5,VCU （Vehicle Control Unit 整車控製器）

6,BMS （BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 電池管理係統）俗稱電（diàn）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（diàn）動汽車的技術人員安（ān）全，電池包通常安裝有手動維修開關MSD，以斷開高（gāo）壓回路，使維修等工作處於一種較為安（ān）全的狀態；或在突發短路時，可以快速分離高壓電路的連接。MSD雖然隻是Pack的（de）一個小部件，由於這（zhè）個部件涉及（jí）到產品的安全，它的設計（jì）和選型格外重要，不容忽視。MSD工作的基（jī）本原理（lǐ）是（shì）將MSD安裝在主回路中，內置（zhì）高壓保險絲，並設計有高壓（yā）互鎖功能。在外部發生（shēng）短路時，保險絲（sī）熔斷切斷高壓回路；需要手動斷開高壓時，高壓互鎖（suǒ）會先斷開，然後再（zài）斷開高壓回路。因此，一般來說，保（bǎo）險絲、高壓互鎖HVIL接口（kǒu）是MSD必備的，其（qí）中有些具有二次解鎖功能，此外還包括密封件（jiàn）、手（shǒu）動斷（duàn）開拉手、高壓警示標識（shí），以及殼體與固定結構等（děng）。

8,GCU 電機控製器  

9,增程器 Range-Extender

  高效增程器作為新能源車輛的核心動力部分，主要由：發動（dòng）機、發動機控（kòng）製器（EECU）、ISG電（diàn）機、發電機（jī）控製（zhì）器（GCU）、增程（chéng）器控製器（RECU）五部分構成。

  增程（chéng）器也（yě）可視其為從（cóng）混合動力驅動向純電動驅動的一種可靠的過渡產品。在常見的混合動力係統中，都是以發電機（jī）為主，電動機為輔。而增程式電動車，是以電動機為主，發動機為輔。發動機的唯一作用是發電。

10,DC-DC 電能(直流-直流)變換器

  DC/DC變換器將（jiāng）一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術被廣泛應用於無軌電車、地鐵、列車、電動（dòng）車的無級（jí）變速（sù）和控製，同時使上（shàng）述控製具有加速平穩、快速響應的性能,並同時收（shōu）到（dào）節約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節約20％～30％的電能。直流（liú）斬波器不（bú）僅能起（qǐ）到調壓的作用(開關電源),同時還能起到有效抑（yì）製電網側諧波電流（liú）噪聲（shēng）的作用。

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

  傳統燃油汽車的暖風空調的（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（dà）量熱量的（de）發動機，隻能找外援。而這外援就是PTC和熱泵。     新能源汽車（chē）空調PTC製熱與熱泵製熱的區別在於：其中PTC製熱=製造熱，熱泵製熱=搬運（yùn）熱。PTC是Positive Temperature Coefficient（正溫度係數） 的縮寫，泛指（zhǐ）正溫度係數很大（dà）的半導（dǎo）體材料或元器件（jiàn）。既通過給熱敏電（diàn）阻通電，使得電阻發（fā）熱來提高溫度。PTC在極致（zhì）情況下，也隻能實現100%的能量轉換。  12,ADAS（Advanced Driving Assistant System）即高級（jí）駕駛輔助係統

  高級駕駛輔助係統是利用安裝於車上的各式各樣的傳感器（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（shí）、偵測與追蹤等技術上的處理， 從（cóng）而能夠讓駕駛者（zhě）在最快的時間察覺可能發（fā）生的危險， 以引起注意（yì）和提高安全性的主動安全技術。ADAS 采用（yòng）的傳感器主要有攝像頭、雷達（dá）、激光和超聲波等，可以探測光、熱、壓（yā）力或其它用於監測汽車狀態的變量， 通常位於車輛的前後保險（xiǎn）杠、側視（shì）鏡（jìng）、駕（jià）駛（shǐ）杆內部（bù）或者擋（dǎng）風玻璃上。早期的ADAS 技術主要（yào）以被動式報警為主，當（dāng）車輛檢測到潛在（zài）危險時， 會（huì）發出警報提醒駕車者注意異常的車輛或道路情況。對於最新的ADAS 技術來說，主動式幹預也很常見。

13,V2X全（quán）稱Vihicle to everything

  即車與任何事物的聯係，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車與雲（yún）（vehicle to network）。詳細一點就是車輛通過傳感器，網絡通訊技術（shù）與其它周邊車、人（rén）、物進行通訊交流，並根據收集的信息進行分（fèn）析、決策的（de）一項技術。

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

  CAN總（zǒng）線將多個控（kòng）製單元原本獨立的處理（lǐ）過程通過雙絞線、光纜等相（xiàng）互聯係（xì）起來，從（cóng）而（ér）實現在兩條CAN總（zǒng）線上（shàng）多個控製單元間的（de）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（xì）統互聯參考（kǎo）模（mó）型）定義成七層：物理（lǐ）層，數據鏈路層，網絡層，傳輸層，會話層，表（biǎo）示層，應用層。其中（zhōng）物理層和數據鏈路層是最基礎的兩層，在標準ISO 11898中進行定義，並且不可變更。而（ér）SAE-J1939定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（xìn）協議的製定主要包括物理層和應用（yòng）層協議兩個方麵（miàn），其中最主要的工作還是（shì）集中在應用層上。

  我們注意（yì）到，除新能源車、充電樁之外無人駕駛、智慧停（tíng）車等延伸行業也步入快速發（fā）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（tí）始終貫穿在新能源行業的發展中。