新能源汽車，高壓連接（jiē）器簡介

  目前，國內機動車保有量已經突破三億大關。由於大量的燃油車帶來嚴峻的環境問題，因（yīn）此全麵禁售燃油車的日程在全世界範圍內被提起。近（jìn）年來，隨著國家倡導綠色發展，一些國內造車新勢（shì）力（lì），諸如蔚來汽車，理想汽（qì）車，小（xiǎo）鵬汽（qì）車等迅猛發展。特（tè）別是特斯拉超級工廠在上海投產之後，新能源汽（qì）車（chē）產（chǎn）業正以（yǐ）日新月異的速度（dù）浪湧而來，僅Tesla一家新能源車企（qǐ），在全球年交付近50萬輛，但按照2020年全（quán）國約2000萬左右的汽車銷量，新能源汽（qì）車市場（chǎng）才剛剛起步（bù），整個行業會慢（màn）慢（màn）進入（rù）高速發展階段，人們也將越來越接受新能（néng）源汽車（chē）帶來的駕（jià）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（chē）控製（zhì）器)、MCU (Moter Control Unit 電機控製器)和 BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 電池管理係統)是最（zuì）重要的核（hé）心技（jì）術，對整車的動力性、經（jīng）濟性、可靠性和安全性等有著重要影響（xiǎng）。在新能源（yuán）汽車工業領域，高壓連接器是極為重要的組件，它作為（wéi）模塊化連（lián）接的重要組成部分，已在整（zhěng）車（chē）和（hé）充電設備中大量（liàng）使用。

一，連接器概述

  電動汽車（chē）上（shàng）所用的高壓（yā）連接器有公端和（hé）母端之分，公端往往（wǎng）以線端的形式存在，母端的（de）出線方式總（zǒng）體有銅排、螺栓和線纜壓接三種。在性能上相對傳（chuán）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（hù）等。

  高壓連接器是通過電（diàn）或光信號以及機械力連接，斷（duàn）開或轉換電路和光通道的功（gōng）能元件。隨著新能源汽車的（de）普及，高壓連接器的開發和（hé）使用正在增加。那麽高壓連接器在汽車中起到什麽作用呢?

  用（yòng）於新能源汽（qì）車的高壓連接器主要由四個部分組成：觸點，絕緣子，外殼和配件。其中，觸點是連接器的核心（xīn）部件，整個車輛的所（suǒ）有線路和係統都通過插入式觸點連接到行駛過程中所需的光電信（xìn）號。絕緣子主要起絕緣作用。外殼主（zhǔ）要起到固定和保護作用; 附件（jiàn）是為了根據（jù）用戶要求完成對電（diàn）纜和連接到連接器（qì）的（de）其他零件的保（bǎo）護，並滿足工作環境的（de）其（qí）他要求。接觸件的接觸（chù）可靠性取（qǔ）決於許（xǔ）多因素，例如接觸件的接觸形式，表麵質量，原材料性能和工作環境。

  高壓連接器的基本（běn）性能（néng）主（zhǔ）要分為三個部分：電氣性能，機械性（xìng）能和耐環（huán）境（jìng）性。電氣性能主要包括接觸電阻，絕緣耐壓和絕緣電（diàn）阻。其中，接觸電阻由引腳和插座保證。主要有兩個要求（qiú）：1.插針和插座的接（jiē）觸電阻必須小於規定（dìng）的接觸（chù）電阻; 2.插（chā）入插針和插座後，請確（què）保接觸（chù）的（de）連續性，並且不要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接器的（de）組件之間可靠地傳輸光和電信號。高（gāo）壓連接器內（nèi）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）的絕緣和耐擊穿電壓。

  在現有材料中，用於高壓連接器觸點的（de）常用材料是：錫青銅，鈹青銅，黃銅（tóng），鉛黃銅，紅（hóng）銅和其他（tā）銅合金。銅具有高的導電性和導熱性，耐腐蝕性以及良好（hǎo）的可操作（zuò）性。

二，名詞解釋

   對於在新能（néng）源（yuán）汽（qì）車及（jí）其相（xiàng）關行業工作的人員，實（shí）際工作中，會遇到各種與連接器應用相關的名詞，對大部分同（tóng）事，特別是一些非專業開發（fā）人員，對這些名詞可能一知半解。本部分對相關資料（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），用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求（qiú）的車輛。由於對環境影響相對傳（chuán）統燃（rán）油汽車較小，其前景被廣泛看好。

電動（dòng）汽車根據電力構成（chéng）分（fèn）為：

1）純電動汽（qì）車(BEV)

2）混（hún）合（hé）動力汽車(HEV)

  混（hún）合動力汽車根據動力係統結構形式又分為以下三類：串聯式混合動力汽車(SHEV),並聯式混（hún）合動力汽車（chē）（PHEV),混聯式混合動力汽（qì）車（chē）（CHEV).

 3） 燃料（liào）電池汽車（FCEV)

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

  功能是負責新能源車高壓係統（tǒng）中的電源分配與管理，為整車提供（gòng）充放電控製、高壓部（bù）件上電控製、電路過載短路保護、高壓采樣、低壓控製等功能，保（bǎo）護和監控高壓係統的運行。PDU也能夠集成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（zhěng）車功能模塊，功能上更加集成化（huà），結構上更複雜，具有水冷或是（shì）風（fēng）冷等（děng）散熱結構。PDU配置靈活，可（kě）以根據客戶要求進行定製開發（fā），能夠滿足不同客戶（hù）不同車（chē）型需求，比如三合一，四合一，五合一等。

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

  專為（wéi）電池包內部設計，也是配電盒的一種。目前BDU都是根據車廠需求定製，因此收集（jí）客戶需求及客戶整車電氣性能很重要（yào）。根據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（ān）裝式的（de）外殼一般為（wéi）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，PDU產品主要元器件是MSD（選配），BMS（選配），繼電器，熔斷器，預充電阻（zǔ），電流采集元件，銅排，連接器與線束（shù）總成等。BDU產品主要元器（qì）件是繼電器，熔斷器，BMU(選配)，電流采集元件，銅排，連接（jiē）器與線束總成（chéng）等。

  4,MCU (Moter Control Unit 電機（jī）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，電（diàn）池包通常安裝有手動維修開關（guān）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（fā）短路時，可以快速分離高（gāo）壓電（diàn）路的連接。MSD雖然隻是Pack的一個小部件，由於這個部件涉及到產品的安全，它的設計和選型格外重要，不容忽視。MSD工作的（de）基本原理（lǐ）是將MSD安裝在（zài）主回路中（zhōng），內置高壓保險絲，並設計有高壓互鎖功能。在外部發生短路時，保險絲熔斷切斷（duàn）高壓回路；需要手動斷開高壓時，高壓互鎖會先斷開，然後再斷開高（gāo）壓回路（lù）。因此，一般來說，保險絲、高壓互鎖HVIL接（jiē）口是MSD必備的，其中有些具有（yǒu）二次解鎖功能（néng），此外還（hái）包括密封件（jiàn）、手動斷開拉手、高（gāo）壓警示標識，以及殼體與（yǔ）固定結構等。

8,GCU 電機（jī）控製器  

9,增程器 Range-Extender

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

  增程器也可視其為從混合動力驅動向純電動驅動的一種可靠的過渡（dù）產品。在常見的混合動力（lì）係統中，都是（shì）以發電機為主，電動機（jī）為輔（fǔ）。而增程式（shì）電動車，是以電動（dòng）機為主，發動機為輔。發動機的唯一作用（yòng）是發電。

10,DC-DC 電（diàn）能（néng）(直流-直流)變換器

  DC/DC變換（huàn）器將一個固定的直（zhí）流電（diàn）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、電動車的無（wú）級變速和控製（zhì），同時使上述控製具有加速平穩、快速響應（yīng）的性能,並同時收到節（jiē）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。直流斬波器不僅能起到調壓的作用（yòng）(開關（guān）電源),同時還能起到有效抑製電（diàn）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（de）暖風空調的熱（rè）源來自（zì）於發動機散發（fā）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，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（zhì）熱與熱泵製熱的區別（bié）在於：其中PTC製熱（rè）=製造熱，熱泵製熱=搬運熱。PTC是（shì）Positive Temperature Coefficient（正溫度係數） 的縮寫，泛指正溫度係數很大的半導體材料或元器（qì）件。既通過給熱敏電阻通電，使得電（diàn）阻發（fā）熱來提高溫度。PTC在極（jí）致情況下，也隻能實現（xiàn）100%的（de）能量轉換。  12,ADAS（Advanced Driving Assistant System）即高級駕駛輔助係統

  高級駕駛輔助係統（tǒng）是利用安裝於車（chē）上的各式各樣的傳（chuán）感器， 在第一時間收集（jí）車內外（wài）的環境數據， 進行靜、動態物體的辨識、偵測與追蹤等技術上的處理， 從而能夠讓（ràng）駕駛者在（zài）最快的時間察覺（jiào）可能發生的危險， 以引起注意和提（tí）高安全性的主動安全技（jì）術。ADAS 采用的傳感（gǎn）器主要有攝像頭、雷達、激光和超聲（shēng）波等，可（kě）以探測（cè）光（guāng）、熱、壓力或其它用於監測汽車狀態的變量， 通常位於（yú）車輛的前後保險杠、側視鏡、駕駛杆內部或者（zhě）擋風玻璃上。早期的（de）ADAS 技術主要以被動式（shì）報警為主，當車（chē）輛（liàng）檢測到潛（qián）在危險（xiǎn）時， 會發（fā）出警報提醒駕車者注意異常的車輛（liàng）或道路情況。對（duì）於（yú）最新的ADAS 技術來說，主動式（shì）幹（gàn）預（yù）也很常見。

13,V2X全稱Vihicle to everything

  即車與任何事物的聯係，主要（yào）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（jiù）是車輛通過傳（chuán）感器，網絡通訊技術與其它周邊車、人、物進行通訊交流，並根據收集的信息進行分析、決策的一項技術。

14,CAN：(Controller Area Network)控製（zhì）器局（jú）域網（wǎng）

  CAN總線將多個控製單元（yuán）原本獨（dú）立的處理過程通過雙絞線、光纜等相互聯係起來，從而實現在兩條CAN總線上多個（gè）控製單元間的信息共享（xiǎng）。常用的CAN總（zǒng）線協議標準（zhǔn）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，數據鏈路層，網絡層，傳輸層，會話（huà）層，表示（shì）層，應（yīng）用層。其中物理層和數據鏈路層是最基礎的兩層，在標準ISO 11898中進行（háng）定義，並且不可變更。而SAE-J1939定義了（le）應用層的相關會話規則，所謂通訊協議。因（yīn）此我國的（de）CAN 通信協議的製定主要包括（kuò）物理層和應用層協議兩個方麵，其中最主要的工作還（hái）是集中在應用層上。

  我們注意（yì）到，除新能源（yuán）車、充電樁之外無人駕駛、智慧停車等延伸行業（yè）也步入快速發展期。上述行業都有一個共同點——使（shǐ）用CAN總線，因此，CAN總線的應用問題始終貫穿在新能源行業的（de）發展（zhǎn）中。