新能源汽車（chē），高壓連接器簡介

  目前，國內機動車保有量已經突（tū）破三億大關。由於大（dà）量的燃油車帶來嚴峻的環境（jìng）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。近年來（lái），隨著國（guó）家倡導綠色發展，一（yī）些國內造車新勢力，諸如蔚來汽車，理想汽車，小鵬汽車等迅猛發展。特別是特（tè）斯拉超級工廠在上（shàng）海（hǎi）投產（chǎn）之後，新能源汽車產業正以日新月異的速度浪湧而來，僅Tesla一家新能源車企，在全球年交付近50萬輛，但（dàn）按照2020年全國約2000萬左右的汽車銷量，新能源汽車市場才剛剛起步，整個行業會慢慢進入高速（sù）發展階段，人們也將越來越接受新能源汽車帶來的駕駛便利和出（chū）行體驗。

   在新能源汽車的整個架（jià）構（gòu）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 電池管理係統（tǒng）)是最重要的核心技術，對（duì）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（yù），高壓連接器（qì）是極為重要的組件（jiàn），它作為模塊化連接（jiē）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（gài）述（shù）

  電動（dòng）汽車上所用的高壓連接器有公端和母端之分，公端（duān）往往以線端的形式存（cún）在，母端的出（chū）線方式總體有銅排、螺栓和線纜壓接三種。在性能上相對傳（chuán）統（tǒng）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。

  高壓連接（jiē）器是通過電（diàn）或光信號以及機械（xiè）力連（lián）接，斷開或轉換電路和光通道的功能元件。隨著新能源汽（qì）車的普及，高壓連接器的開（kāi）發和使用正在增加。那（nà）麽高壓（yā）連接器在汽車中起到什麽作用呢?

  用於新（xīn）能源汽車的高壓連接器主要由四個部（bù）分組成：觸點，絕緣子，外殼（ké）和配件。其中，觸點是連接器的核（hé）心部件，整個車輛的所有線路和係統都（dōu）通過插入式（shì）觸點連（lián）接到行駛過程中所需的光（guāng）電信號。絕緣（yuán）子（zǐ）主（zhǔ）要（yào）起絕緣（yuán）作用。外殼主要起到固定和保護作用; 附件是為了（le）根據用戶要求完成對電纜和連接到連接器的其他零件的保護，並滿足工作環境（jìng）的其他要求。接觸件的接觸可靠性取決於許多因素，例如接觸（chù）件的接觸形（xíng）式，表麵質量，原材料性能和工作環境。

  高壓連接（jiē）器的基本性能主要（yào）分為三個（gè）部分：電氣性能，機械性能和耐環境性。電（diàn）氣性能主要包括接觸電阻，絕緣耐壓（yā）和絕緣電阻。其中，接觸（chù）電阻（zǔ）由引腳和插座保證。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觸（chù）電阻; 2.插入插針和插座後，請確保接觸的連續性，並且不要瞬（shùn）時或長期斷（duàn）開接觸。僅通過完成這兩點，就可以確保在連接到電連接器（qì）的組件之（zhī）間可靠地傳（chuán）輸光和電信號（hào）。高（gāo）壓（yā）連接器內（nèi）部的絕緣體可確保耐壓和絕緣電阻，在工作環境中需要較高的絕緣和耐擊穿電壓。

  在現（xiàn）有材料中，用於高壓連接器觸點的常用材料（liào）是（shì）：錫青銅，鈹青銅，黃銅，鉛黃銅，紅銅和其他銅合金。銅具有高的導電性和導熱性，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（de）人員，實際工作中，會遇（yù）到各種與（yǔ）連（lián）接器（qì）應用相關的名（míng）詞，對大部分同事，特別是一些非專業開發人員，對這些（xiē）名詞可能一知（zhī）半解。本部分對相關資料進（jìn）行係統整合，供大家參考。

1,EV(Electric Vehicle)電（diàn）動汽車

  電動汽車是指以車載電源為動力，用電機（jī）驅（qū）動（dòng）車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由於（yú）對環境影響相對傳統燃油汽車較小（xiǎo），其前景被廣泛看好。

電動汽車根據電力構成分為：

1）純電動汽車（chē）(BEV)

2）混合動力汽車(HEV)

  混合動力汽（qì）車根據（jù）動（dòng）力係（xì）統結構形式又分為以（yǐ）下三類：串聯式（shì）混合動力汽車(SHEV),並聯式混合動力汽車（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（yuán）（電（diàn）源分（fèn）配插座）

  功能是負責（zé）新能源（yuán）車高壓（yā）係統中的電源分配與（yǔ）管理，為整車提供充放電控製、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（gōng）能，保護和（hé）監控（kòng）高壓係統的運行。PDU也能夠集成BMS主控、充電模塊、DC模（mó）塊、PTC控（kòng）製模塊等功能，與傳統PDU相比多了整車功能模塊，功能上更加集成化，結（jié）構上（shàng）更（gèng）複雜，具有水冷或是風冷等散熱結構。PDU配置靈活，可以根據客戶要求進行定製開發（fā），能夠滿足不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（duàn）路單元 （高壓配（pèi）電盒）

  專為電池包內部設計，也是配（pèi）電盒的一種。目前BDU都是（shì）根據車廠需求定製，因（yīn）此（cǐ）收集客戶需求及客戶整車電氣（qì）性能很重要。根據BDU在電池包的位置，可以分為電池（chí）箱內安裝式和箱外安裝式(也稱為battery junction box)。

  箱內安裝式的外（wài）殼（ké）一般為塑料材質，沒有IP等級要求；箱外安裝式一般為（wéi）鋁合金殼體，滿足IP67等級要求。從電氣組成（chéng）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，電流采集元（yuán）件，銅排，連接器與線束總成等。BDU產品主要元器件是繼電器，熔斷器，BMU(選配（pèi）)，電流采集元（yuán）件，銅（tóng）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 電池管理係統）俗（sú）稱電池（chí）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，電池包通常安裝有手動維修（xiū）開關MSD，以斷開高壓回路，使（shǐ）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的連接。MSD雖然隻是Pack的一（yī）個小部件（jiàn），由（yóu）於這個部（bù）件涉及到產品的安（ān）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安裝在主回路（lù）中，內置（zhì）高壓保（bǎo）險絲，並設計有高壓互鎖功（gōng）能。在外部發生短路時，保險絲熔斷切斷高壓回路；需要（yào）手動斷開高壓時，高壓互鎖會先斷開，然後再斷開高壓回路。因此，一般來說，保險（xiǎn）絲、高壓（yā）互鎖HVIL接口是MSD必備的，其中有些（xiē）具有（yǒu）二次解鎖功能，此外還包括密封件、手（shǒu）動斷開拉手、高壓警示標識，以（yǐ）及殼體與固定結構等。

8,GCU 電機控製器  

9,增程器 Range-Extender

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

  增程器也可視其為從（cóng）混合動力驅動向純電動驅動的一種可靠的（de）過渡產品。在常見的混合動力（lì）係（xì）統中，都（dōu）是以發電機為主，電動（dòng）機為輔。而增程式電（diàn）動（dòng）車，是以電動機為主（zhǔ），發動機為輔。發動機的唯一作用是（shì）發（fā）電。

10,DC-DC 電能(直流（liú）-直流（liú）)變換（huàn）器

  DC/DC變換（huàn）器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓（yā）,這種技（jì）術被廣泛應用於無軌（guǐ）電車、地鐵、列車（chē）、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,並同時收到節約電能的效果。用直流斬（zhǎn）波器代替變阻器（qì）可（kě）節約20％～30％的電能。直流斬波器不僅能起到調壓的（de）作用(開（kāi）關電源),同時還能起到有效抑（yì）製（zhì）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）暖風空調的熱源來自於發（fā）動機散發的熱量，但（dàn）新能源（yuán）電動車沒有了可以散發大量熱量的發動機，隻能找外援。而這外援就是PTC和熱泵。     新能源（yuán）汽車空調PTC製熱與熱泵製熱的（de）區別在於：其中（zhōng）PTC製熱=製造（zào）熱，熱泵（bèng）製熱=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材料或元器件。既通（tōng）過給熱敏電阻（zǔ）通電，使得電阻發熱來提高溫度。PTC在極致（zhì）情況（kuàng）下，也隻（zhī）能實現100%的能量轉換。  12,ADAS（Advanced Driving Assistant System）即高級駕駛輔助係（xì）統

  高級駕駛輔（fǔ）助係統是利（lì）用安裝於車上的各式各樣的傳感器， 在第一時（shí）間收集車內外的環境數（shù）據， 進行靜（jìng）、動態物（wù）體的辨識（shí）、偵測與追蹤等技術上的處理， 從而能夠讓駕駛者在最快的時間察覺可能（néng）發生的危險， 以引起注意和提高安全性的（de）主動安全技術（shù）。ADAS 采（cǎi）用的（de）傳感器主（zhǔ）要有攝像（xiàng）頭（tóu）、雷（léi）達（dá）、激光和超聲波（bō）等，可以探測（cè）光、熱、壓力或（huò）其它用於監測汽（qì）車狀態的變量， 通常位於車輛的前後保險杠、側視（shì）鏡、駕駛杆內部或者擋風玻璃上。早期（qī）的ADAS 技術主要以被動式報警為主，當車輛檢測到潛在危險時， 會發出警報提醒（xǐng）駕（jià）車者注意異常的車（chē）輛（liàng）或道路情況（kuàng）。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（chē）與任何事物的聯係，主要包括V2V車與車(vehicle)，V2I車與（yǔ）基礎設施(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（qì），網絡通訊技術與其它周（zhōu）邊車、人、物進行通訊交流，並根據收集的信息進行（háng）分析、決策的一項（xiàng）技術。

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

  CAN總（zǒng）線（xiàn）將多個控製單元原本獨立的（de）處理過程通過雙絞線（xiàn）、光纜等相互聯係起來，從而實現在兩條CAN總線上多個控製單（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（wǎng）絡（luò）層，傳輸層（céng），會話層，表示層，應用層。其（qí）中物理層和數據鏈路層是最基礎的（de）兩層，在（zài）標準ISO 11898中進行定義，並且不可變更。而SAE-J1939定義了應用層的（de）相（xiàng）關會話規則，所謂（wèi）通訊協議。因此我（wǒ）國的CAN 通信協議（yì）的製定主要（yào）包括物理層和應用層協議兩個（gè）方麵，其中最主（zhǔ）要的工作還是集中在應用層上。

  我們注意到，除新能源車、充電（diàn）樁之外無人駕駛、智（zhì）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（cǐ），CAN總線（xiàn）的應用問題始終貫穿在新能源行業的（de）發展中。