新能源汽車（chē），高（gāo）壓連（lián）接器簡介

  目（mù）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（de）環境問題，因此（cǐ）全麵禁售燃油車的日程在全世界（jiè）範圍內被提起。近年來（lái），隨著國家倡（chàng）導綠色發展（zhǎn），一（yī）些國內造車新勢力，諸如蔚來汽車，理想汽車（chē），小鵬汽車等迅猛（měng）發展。特別是特斯拉超級工廠在上海投產（chǎn）之後，新能（néng）源汽車產業正以日新月異的速度浪湧而來，僅（jǐn）Tesla一家新能源車企，在全球年交（jiāo）付近50萬輛，但按照2020年全國約2000萬（wàn）左右的汽車銷量，新能源汽車市場才剛剛起步，整個（gè）行業會慢慢進（jìn）入高速發展階段，人們（men）也將越來越接受新能源汽車帶來的駕駛便利和（hé）出行體（tǐ）驗。

   在新能源（yuán）汽車的整個（gè）架構平台中，VCU (Vehicle Control Unit 整（zhěng）車控製器)、MCU (Moter Control Unit 電機控製器)和 BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 電池管理係統)是最重要（yào）的（de）核心技術，對整車（chē）的（de）動力性（xìng）、經濟性、可靠性（xìng）和安全性（xìng）等有著重要影響。在新能源汽車工業領域，高壓連（lián）接器是極為（wéi）重要的組（zǔ）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（jiē）器概述

  電動汽車上所用的高（gāo）壓連接器有公端和母端之分，公端往往以線端的（de）形式存在，母端（duān）的出線方式（shì）總體有銅排、螺栓和線纜壓接三種。在性能上相（xiàng）對傳（chuán）統（tǒng）連接器也（yě）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（gāo）壓連（lián）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（dào）的功能元（yuán）件。隨著新能源汽車的普及（jí），高壓連接器的開（kāi）發和（hé）使用正在增加。那麽高壓連接器在（zài）汽車中起到什（shí）麽作用呢?

  用（yòng）於新能源汽車的高壓連接器主要由四個部分（fèn）組成（chéng）：觸點，絕緣子，外殼和配件（jiàn）。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通過插入式觸點（diǎn）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。外殼主要起到固定和保護作用; 附件是為了根據用戶要求完成對電纜和連（lián）接到連接（jiē）器的其他零件的（de）保（bǎo）護，並滿足工作環境的其他要求。接（jiē）觸件的接觸可靠性取決於許多因素，例（lì）如接觸件的接觸形式，表麵質量，原材料性能和工作環境。

  高壓連接器的基本性能主要分為三個部分：電氣性能，機械性能和耐（nài）環境性。電氣性（xìng）能主要包（bāo）括接觸電阻，絕緣耐壓和絕緣電阻。其中，接觸電阻由引腳（jiǎo）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（bì）須小（xiǎo）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（shùn）時或長期斷開接觸。僅（jǐn）通過完成這兩點，就可以確保（bǎo）在（zài）連接（jiē）到電連接器的組件之間可（kě）靠（kào）地傳（chuán）輸光和電（diàn）信號。高壓連接器內部的絕緣（yuán）體可確保耐壓和絕緣電阻，在工作（zuò）環境（jìng）中（zhōng）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（yā）連接器觸點（diǎn）的常用材料是（shì）：錫青銅，鈹青銅，黃銅，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（chē）及其相關行業工作的人員，實際工作中，會遇到（dào）各（gè）種與連接器應用相關的名詞（cí），對大部分同事，特（tè）別是一些非專業開發人員，對這些名（míng）詞可能一知半（bàn）解。本部分對相關資料進行係統整合，供大家參考。

1,EV(Electric Vehicle)電（diàn）動（dòng）汽車

  電動（dòng）汽車是指以車（chē）載電源為動力，用電機驅動（dòng）車輪行駛（shǐ），符合道路交通、安全法規各項要求的車輛（liàng）。由於（yú）對環境（jìng）影響相對傳統燃油汽車較小，其前景被廣（guǎng）泛看好。

電動汽車根據電力構成分為：

1）純電（diàn）動汽車(BEV)

2）混合（hé）動力汽車(HEV)

  混合動力汽車根據動力係統（tǒng）結構形式又分為以下三類：串聯式混合動力汽車(SHEV),並聯式混合動力汽車（PHEV),混聯式混合動力汽車（chē）（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（chā）座）

  功能是負（fù）責新能（néng）源車高壓係統中的電（diàn）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，保護和監控高壓係（xì）統的運行。PDU也能（néng）夠集（jí）成BMS主控、充電模塊、DC模塊、PTC控製模塊等功能，與傳統PDU相（xiàng）比多了整車功能模塊，功能上更加集成化，結構上更複雜，具有水冷或是風冷等散熱結（jié）構。PDU配置靈活，可以根據客戶要求進行定製開發，能夠滿（mǎn）足不同客戶不同車型需求，比如三合一，四（sì）合一，五（wǔ）合一等。

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

  專（zhuān）為電池包內部設計，也是配電盒的一種。目前BDU都是根據車廠需求定製，因此收集客戶需求及客戶整車電氣性能很重要。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式(也稱為battery junction box)。

  箱內安裝式的外殼（ké）一般為塑料材質，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（diàn）器，熔斷器，預充電阻，電（diàn）流采集元件，銅排，連接器與線束（shù）總成（chéng）等。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（pái），連接器與線束總（zǒng）成等。

  4,MCU (Moter Control Unit 電機控製（zhì）器）

5,VCU （Vehicle Control Unit 整車（chē）控製器）

6,BMS （BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 電池管理係統）俗（sú）稱電池包

7,MSD （Manual Service Device）手動維修開（kāi）關

  為保護在高壓（yā）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（kuài）速分離高壓電路的連接。MSD雖然（rán）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工作的基本原理是將（jiāng）MSD安裝在主回路中，內置高壓保（bǎo）險絲，並設計有高壓互鎖功能。在外部發生短路時，保險絲熔斷切斷高（gāo）壓回路；需要手動斷開高壓時，高壓互鎖會先斷開，然後再斷開高壓（yā）回路。因（yīn）此（cǐ），一（yī）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（fēng）件（jiàn）、手動斷（duàn）開拉手、高壓警示標識，以及殼體（tǐ）與固定結（jié）構等。

8,GCU 電機控製器  

9,增程器 Range-Extender

  高效增程器（qì）作（zuò）為新能源車輛的核心動（dòng）力部分，主要（yào）由：發動機、發動機控製器（EECU）、ISG電機、發電機控製器（GCU）、增程器控製器（RECU）五部分構成。

  增程器也可視其為從混合動力（lì）驅動向純電動驅動的一種可靠的過渡產品。在常見（jiàn）的混合動力係統中，都（dōu）是以發電機為主，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（yòng）是發電。

10,DC-DC 電能(直流-直（zhí）流)變換器（qì）

  DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變（biàn）換為（wéi）可變的直（zhí）流電壓（yā）,這種技術被廣（guǎng）泛應用於無軌電車、地（dì）鐵、列車、電動車的無級變速和控製，同時使上述控製具（jù）有加速平穩、快速（sù）響應（yīng）的性（xìng）能,並同（tóng）時收到節約電（diàn）能的效果。用直流斬波器（qì）代替變阻器可節約20％～30％的電能。直流斬波器不僅能起（qǐ）到調壓（yā）的作用(開關電源),同時還能起到有效抑製電網側諧（xié）波電流噪聲的作用（yòng）。

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動機散發的熱（rè）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（zhǎo）外援。而這外援就（jiù）是PTC和熱泵。     新能源汽（qì）車空調PTC製（zhì）熱與熱泵製熱（rè）的區別在於：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，泛指正溫度係數很大的半導體材料或元器件。既通過給熱敏電阻通電，使得電阻（zǔ）發熱來提高溫度。PTC在極致情況下，也隻能實（shí）現100%的能量轉換。  12,ADAS（Advanced Driving Assistant System）即高級駕駛輔助係統

  高級駕駛輔助係統是（shì）利用安（ān）裝於車上的各式各（gè）樣的傳感（gǎn）器， 在第一時間收集車內外的環境數據， 進行靜、動態物體的（de）辨（biàn）識、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（jiān）察（chá）覺可能發生的危險， 以引起注意和提高安全性的主動（dòng）安（ān）全技術。ADAS 采用的傳感器（qì）主要有攝像（xiàng）頭、雷達（dá）、激光和超聲（shēng）波等，可（kě）以探測光（guāng）、熱、壓力或其（qí）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（gàng）、側視鏡、駕駛杆（gǎn）內部或者擋（dǎng）風玻璃上。早（zǎo）期的ADAS 技術主（zhǔ）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（tí）醒（xǐng）駕車者注意異常的車輛（liàng）或道路情況。對於最新的ADAS 技術來說，主動式（shì）幹預也很常見。

13,V2X全稱Vihicle to everything

  即車與任何事物的聯係，主要包（bāo）括（kuò）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）。詳細一點（diǎn）就是車輛通過傳感（gǎn）器，網絡通（tōng）訊技術與（yǔ）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)控製器局域網

  CAN總線（xiàn）將多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（cóng）而實現在兩條CAN總線上多個控製單元間（jiān）的信息共享。常用的CAN總線（xiàn）協議標準SAE-J1939中，標（biāo）準給OSI（開（kāi）放（fàng）係統互聯參考模（mó）型）定義成七層：物理（lǐ）層，數據（jù）鏈路層，網絡層，傳輸層，會話層，表示層，應用層。其中物（wù）理層和數據鏈路（lù）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SAE-J1939定義了應用層的相（xiàng）關會話規則，所謂通訊協議。因此我國的CAN 通信協議的製定主要包括物理（lǐ）層和應用層協議兩個方麵，其中最主要（yào）的工作還是集中在應用層上。

  我們注意到，除新能源車、充電樁之外無人（rén）駕駛、智慧停車等延伸（shēn）行業（yè）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，CAN總線的應用（yòng）問題（tí）始終貫穿在新能源行業的（de）發展中。