新（xīn）能源汽（qì）車（chē），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。由於大量的燃（rán）油車帶來嚴峻的環境問（wèn）題，因此全麵禁售燃（rán）油車的（de）日程在全世界（jiè）範圍內被提起。近年來，隨著國家倡導綠色發（fā）展，一些國內造車新勢力，諸如蔚來汽車（chē），理想汽車，小鵬汽車等迅猛發（fā）展。特別是（shì）特（tè）斯拉超級工廠在上（shàng）海投產之後，新能源汽（qì）車產業正以日新月異的速度（dù）浪湧而來，僅Tesla一家（jiā）新能源車企，在全球年交付近50萬輛，但按照2020年全國約2000萬左右的汽（qì）車銷量，新能源汽車市場才剛剛起步，整個行業會慢慢進入高速發展階段，人們也將越來越接受新（xīn）能源汽（qì）車帶（dài）來的駕（jià）駛便利（lì）和出行體驗。

   在新能源汽（qì）車的整個架構平台中，VCU (Vehicle Control Unit 整車（chē）控製器)、MCU (Moter Control Unit 電機（jī）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、可靠性和安全性等有著重要影響。在新能源汽車工業（yè）領域，高壓連接器是極為重要的（de）組件，它作為模塊化連接的重要組成部分，已在整車和充電設備中大量使用。

一，連接器概述（shù）

  電動汽車上所用的（de）高壓連接器有（yǒu）公端和母（mǔ）端之分，公端往往以線端的形（xíng）式存在，母（mǔ）端的出線方式總體有銅排（pái）、螺栓（shuān）和線纜壓接三種。在性能上相對傳統連接器也有更高的要求，如高（gāo）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（diàn）或光信號（hào）以及機械力連接，斷開或（huò）轉換電路和光通道的（de）功能元件。隨著新能源汽車的（de）普及，高壓連接器的開發和使（shǐ）用正（zhèng）在增加。那麽高壓連接器在汽（qì）車中起到什麽作用（yòng）呢?

  用（yòng）於新能源汽車的高壓連接器主要由四個部分組成：觸點，絕緣（yuán）子，外殼和（hé）配件。其中，觸點是連接器的核心部（bù）件，整個（gè）車輛的所有線路和（hé）係統都通過插入式（shì）觸點連接（jiē）到（dào）行（háng）駛過程中所需的光電信號。絕緣子主要起絕緣作用。外殼主要起到固定和保（bǎo）護作用; 附件是為（wéi）了根據用戶要求完成對電纜和連接（jiē）到連接器的其他零件（jiàn）的保護，並滿足工作環境（jìng）的其（qí）他要求（qiú）。接觸件的接觸可靠性取（qǔ）決（jué）於許多因素，例如接觸件的接觸形式，表麵質量，原（yuán）材料性能（néng）和工作環（huán）境。

  高（gāo）壓連接器的基本性能主（zhǔ）要分為三個部分：電氣（qì）性能，機械性能和耐環境性（xìng）。電氣性能主要包括接觸電阻，絕緣耐（nài）壓和絕緣電（diàn）阻（zǔ）。其中，接（jiē）觸電阻由（yóu）引腳和插座保（bǎo）證。主要有兩個要求：1.插針和插座的接觸電阻必須小於規定的接（jiē）觸電阻; 2.插入插針（zhēn）和插座後，請確保（bǎo）接觸的連續性，並且不要瞬（shùn）時或長期斷開接觸。僅通過完成這兩點，就可以確保（bǎo）在連接到電連接器（qì）的組件之間可靠地傳輸光和電信號。高（gāo）壓連接器內部（bù）的絕緣體可確保耐（nài）壓（yā）和絕緣（yuán）電阻，在工作環境中需要較（jiào）高的絕緣（yuán）和耐擊穿電壓。

  在現有材料中，用於高壓連接器觸（chù）點的常用材料是：錫青（qīng）銅，鈹青銅，黃銅，鉛（qiān）黃銅，紅銅和（hé）其他銅（tóng）合金。銅具有高的導電（diàn）性和導熱（rè）性（xìng），耐腐蝕性以及良好的可操作性。

二，名詞解釋

   對於在新能源汽車及其相關行業工作的人員（yuán），實際（jì）工（gōng）作中，會遇到各種與連接器應用（yòng）相關的名詞，對大部分同事（shì），特別是一些非（fēi）專業開發人員（yuán），對這（zhè）些名詞可能一知半解。本部（bù）分（fèn）對（duì）相（xiàng）關資料進行係統整合，供大家（jiā）參考。

1,EV(Electric Vehicle)電動汽車

  電動汽車是指以車載電源（yuán）為（wéi）動力，用電機驅動（dòng）車輪行駛，符合道（dào）路交通、安全法規各項要求的車輛（liàng）。由於對環境影（yǐng）響相對傳統燃油（yóu）汽（qì）車較小（xiǎo），其前景（jǐng）被廣泛看好。

電（diàn）動汽車根據電力構成分為：

1）純電動汽車(BEV)

2）混合（hé）動力汽車（chē）(HEV)

  混合動力汽車根據動力係統結構形式又分（fèn）為（wéi）以下三類（lèi）：串聯式混合動力（lì）汽車(SHEV),並聯式混合動力（lì）汽車（PHEV),混聯式混合動（dòng）力汽車（CHEV).

 3） 燃料（liào）電（diàn）池汽車（FCEV)

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

  功（gōng）能是負責新能源車高壓係統中的電（diàn）源分配與管理，為整車提供充放電控製、高壓部件上電控製、電路過載短（duǎn）路保護、高壓采樣、低（dī）壓控製等功（gōng）能，保護和監控高壓係統的運行。PDU也能（néng）夠集成BMS主控、充電模塊、DC模塊、PTC控製模（mó）塊等功能，與傳統PDU相比多（duō）了整車功能（néng）模塊，功能（néng）上更加集成化，結構上更複雜，具有水冷或是風冷等散熱結構。PDU配置靈活，可以根（gēn）據客戶要求進行定製開發，能夠滿足不同客戶（hù）不同車型需求，比如三合一，四合一，五合一（yī）等。

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

  專為電池包內部設計（jì），也是配電盒的一種（zhǒng）。目（mù）前BDU都是根據車廠（chǎng）需求（qiú）定製，因此收集客戶需求及客戶整（zhěng）車電氣性能很（hěn）重要。根據（jù）BDU在電池包的位置，可以分為電池箱內安裝式和箱外安裝（zhuāng）式(也稱為battery junction box)。

  箱內安裝式的外殼一般為塑料材質，沒有IP等（děng）級要求；箱外安裝式一般為鋁合金殼體，滿足IP67等（děng）級要求。從電氣（qì）組成上看，PDU產品主要元器件是MSD（選（xuǎn）配），BMS（選配），繼（jì）電器（qì），熔斷器，預充電阻，電（diàn）流采集元（yuán）件，銅排（pái），連接器與線束總成等。BDU產品主要元器件是繼電（diàn）器，熔斷器（qì），BMU(選配)，電流采集元件（jiàn），銅排，連接器與線束總成等（děng）。

  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 電池管理係統）俗稱（chēng）電池包

7,MSD （Manual Service Device）手動維修開關

  為保護在高壓環境下（xià）維修（xiū）電動汽車（chē）的技術人（rén）員安全，電（diàn）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（gōng）作處於一種（zhǒng）較為安全的狀態；或在突發短路時，可以快速（sù）分離高壓電路的連接。MSD雖然隻是Pack的一個小部件，由於（yú）這個部（bù）件（jiàn）涉及到產品的安全，它的設計和選型格外重要，不容忽視。MSD工作的基本原理是將MSD安裝（zhuāng）在主回路中，內置高壓保險絲，並設計有高壓互鎖功能。在外（wài）部發（fā）生短路時，保（bǎo）險絲熔斷（duàn）切斷高壓回路（lù）；需要手動斷開高壓時，高壓互鎖（suǒ）會先斷開，然（rán）後再斷開高壓回路。因此，一般來說，保險絲、高壓互鎖HVIL接口是MSD必備的，其中有些具有二次解鎖功能，此外還包括密封件（jiàn）、手動（dòng）斷開拉手、高壓警示標識，以及殼體與固定結構等。

8,GCU 電機控製器  

9,增程器 Range-Extender

  高效增程器作（zuò）為新能源車輛的核心動力部分，主要由：發動機（jī）、發動機控製器（EECU）、ISG電機、發電（diàn）機控製器（GCU）、增程器控製器（RECU）五（wǔ）部分構成。

  增程器也可（kě）視其為從混合動力驅動向純電動驅動的一種可（kě）靠的過（guò）渡產品。在常見的混合動力係統中，都是以發電機為主（zhǔ），電動機為輔（fǔ）。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（zuò）用是發電。

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（guǐ）電車、地鐵（tiě）、列車、電動車的無級變速和控製，同時使（shǐ）上（shàng）述控製具有加速平（píng）穩、快速響應的性能,並（bìng）同時收到節約電能的效果。用直（zhí）流斬波器代替變阻器可節約（yuē）20％～30％的電能。直流斬波器不僅能起到調壓的作用（yòng）(開關電源),同時還能起到有效抑製電網側諧波電流噪聲的作用。

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

  傳統燃油汽車的暖風空調的熱源來自於發（fā）動機散發的熱量，但新能源電（diàn）動車沒（méi）有（yǒu）了可（kě）以散發大量（liàng）熱量的發動機，隻能（néng）找（zhǎo）外援。而這外援就是PTC和熱泵。     新能源汽車空調PTC製熱與熱泵製熱的區別在於：其中PTC製熱=製造熱，熱泵製（zhì）熱=搬（bān）運熱。PTC是（shì）Positive Temperature Coefficient（正溫度係數） 的縮（suō）寫，泛指正溫度係數很大（dà）的半導體材料或元器件。既通過給熱敏電（diàn）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%的能量轉換。  12,ADAS（Advanced Driving Assistant System）即高級駕駛輔助係統

  高（gāo）級駕駛輔（fǔ）助係統（tǒng）是利用安裝於車上的各（gè）式各樣的傳感器， 在第一時間收集車內外的環境數據， 進行靜、動態物體（tǐ）的辨識、偵測與追蹤等技術上的處理， 從而能（néng）夠讓駕駛者在最快的時間察覺可能發生的危險， 以引（yǐn）起注意和提高安（ān）全性（xìng）的主動安全技術。ADAS 采用的傳感器（qì）主要有攝像頭、雷達、激光和超聲波等，可以探測光、熱、壓力或其它用於（yú）監測汽車（chē）狀態的變量， 通常位於車輛的前（qián）後保險杠、側（cè）視鏡、駕駛杆內部或者擋風玻璃上（shàng）。早期的ADAS 技術主要以被動式報警為主（zhǔ），當車輛檢測（cè）到潛在危險時， 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全稱Vihicle to everything

  即車與任何事物的聯（lián）係，主要包括V2V車與車(vehicle)，V2I車與基礎設施(vechile to infrainstructure)，V2P車與（yǔ）人(vehicle to people)，V2N車與雲（vehicle to network）。詳細一點就是車輛通（tōng）過傳感器，網絡通訊技術與其它周邊車、人、物進行通訊交流，並根據收集的（de）信息進行分析、決策的一項技術。

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

  CAN總線將（jiāng）多個控製單元原本（běn）獨立的處理過程通（tōng）過雙絞線、光纜等相（xiàng）互聯係起來，從而實現在兩條CAN總線上多個（gè）控製（zhì）單（dān）元間的信息共享。常用的CAN總線協議標準SAE-J1939中，標準給OSI（開放係統互聯參考模型）定義成七層：物理層，數據（jù）鏈路層，網絡層，傳輸層（céng），會話層，表（biǎo）示層，應（yīng）用層。其中物理層和數據（jù）鏈路層是最（zuì）基礎（chǔ）的兩層（céng），在標準ISO 11898中（zhōng）進行定（dìng）義，並且不可（kě）變更（gèng）。而SAE-J1939定義了應用層的相關會話規則，所（suǒ）謂通訊協議。因（yīn）此我國的CAN 通信協議的（de）製定主要包括物理層和應（yīng）用層協議兩個方麵，其中最主要的工作還是集（jí）中在應用層上。

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