新能（néng）源汽車，高壓連接器簡介

  目前，國內機動車（chē）保有量已經突破三億大關。由於大量的（de）燃油車帶來嚴峻的環境問題，因此全麵禁售燃油車的日程在全世界範圍內被（bèi）提起。近年（nián）來（lái），隨著國家（jiā）倡導（dǎo）綠色發展，一些國內造車（chē）新勢（shì）力，諸如蔚來汽（qì）車，理想汽車，小鵬汽車等迅（xùn）猛發展。特別是特（tè）斯拉超級工廠在上海投產之後，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（fù）近50萬輛（liàng），但按照2020年全國約2000萬左右的汽車銷量，新能源汽車市場（chǎng）才剛剛起步，整個行業會慢慢進（jìn）入高（gāo）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（shǐ）便利和出行體驗。

   在新能源汽車的整個架構平（píng）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（diàn）池管理係統)是最重（chóng）要（yào）的核心技術（shù），對整車的動力（lì）性（xìng）、經濟性、可靠性和安全（quán）性等有著重（chóng）要影響。在新能源汽車工業領域，高壓連接器是極為重要的組件，它作為模塊化連接的重要組成部分，已在整車和充（chōng）電設備中大量使用。

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分，公端（duān）往往以（yǐ）線端的形式存在，母端的出線方式總體有銅排、螺栓和線（xiàn）纜（lǎn）壓接三種。在性能上相對傳統連接器也有更高的要求，如高壓互鎖HVIL、IP67/68、IP6K9K防（fáng）護、阻（zǔ）燃等級（jí）V0、電磁防護等。

  高壓連接器是通過電或光信（xìn）號以及機械力連接（jiē），斷開或轉換電路和光通道的（de）功（gōng）能元件。隨著新能源汽（qì）車的普及，高壓（yā）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（zuò）用呢?

  用於新能源汽車的高壓連接器主要由四個部分組成：觸點，絕（jué）緣子，外殼和配（pèi）件。其中，觸點是連接器的（de）核心部件，整個車輛的所有線路和係統都通（tōng）過插入式觸點（diǎn）連接到行駛過（guò）程中所（suǒ）需（xū）的光電信號。絕緣子主要起（qǐ）絕緣作（zuò）用（yòng）。外殼主要起到固定和保護作用; 附件是為了根據用戶（hù）要求完成對電纜和連接到連接器的其他零（líng）件的保護，並滿足（zú）工作（zuò）環境的其（qí）他要求。接觸件的接觸可靠性取決於許多因素（sù），例如接觸件的接觸形式，表麵（miàn）質量，原材料（liào）性能和（hé）工作環（huán）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座保證。主（zhǔ）要有兩個要求：1.插針和插座（zuò）的接觸電阻（zǔ）必須小於規定的接觸（chù）電（diàn）阻; 2.插入插針和（hé）插座後，請（qǐng）確保接觸（chù）的連續（xù）性，並且不要瞬時或長期斷開接（jiē）觸。僅通過完成這兩點，就可以確保在連接到電連接器（qì）的組件之間可靠地傳輸光和電信號。高壓連（lián）接器內部的絕緣體（tǐ）可確保耐壓和絕緣電阻，在工作環境中需要較（jiào）高的絕緣和耐擊穿電壓。

  在現有材（cái）料中，用（yòng）於高壓連接器觸點的常用材料是（shì）：錫青銅，鈹青銅，黃（huáng）銅，鉛黃銅，紅（hóng）銅和（hé）其他銅合（hé）金。銅具有高（gāo）的導電性和導（dǎo）熱性（xìng），耐腐蝕性以及良好（hǎo）的可操作性。

二，名詞解釋（shì）

   對於在新能源汽車及其相關行業工作的人員，實際工作中，會遇到各種與連（lián）接器應用相關（guān）的名（míng）詞，對大部分同事（shì），特別是一些非專業開（kāi）發人員，對這些名詞可能一知半解。本部分對相關資料進行係統整合，供大家參考（kǎo）。

1,EV(Electric Vehicle)電動汽（qì）車

  電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由於對環（huán）境影響相對傳統燃油汽車（chē）較小，其前（qián）景（jǐng）被廣泛看好（hǎo）。

電動汽車根據電力構成分為：

1）純電（diàn）動汽車(BEV)

2）混合動力汽車(HEV)

  混合動力汽車根（gēn）據動力係統結構（gòu）形式（shì）又分為（wéi）以下三類：串（chuàn）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（qì）車（FCEV)

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

  功能是負責新能源車高壓係（xì）統中的（de）電源分配與（yǔ）管理，為整（zhěng）車（chē）提供（gòng）充放電控製、高壓部件上電控製、電路過載短路（lù）保護（hù）、高壓采樣、低壓控製（zhì）等功能，保護和監控高壓係統的運行。PDU也能（néng）夠集成BMS主（zhǔ）控、充電模塊、DC模塊、PTC控製模塊等功能（néng），與傳（chuán）統PDU相比（bǐ）多了（le）整車功能模塊，功能上（shàng）更加（jiā）集（jí）成（chéng）化，結構上更複雜（zá），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（kāi）發，能夠滿足不同客戶不同車型需求（qiú），比如三合一，四合一，五合一等（děng）。

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

  專為電（diàn）池包內部設計，也是配電盒的（de）一種。目前BDU都是根據車廠需求定製，因此收集客戶需（xū）求及客戶整車電氣性能很重要。根據BDU在（zài）電池包的位置，可以分為電池箱內安（ān）裝（zhuāng）式和箱外安（ān）裝式(也稱（chēng）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；箱外安裝式一般為鋁合（hé）金殼體，滿足IP67等級要求。從電氣組成上看，PDU產品（pǐn）主要元（yuán）器件是MSD（選配），BMS（選配），繼（jì）電（diàn）器，熔斷器，預（yù）充電（diàn）阻，電流采集元件，銅排，連接器與線束總成等。BDU產品主要元器件是繼（jì）電器，熔斷器，BMU(選配（pèi）)，電流采集元件，銅排，連接器與線束總成等。

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

5,VCU （Vehicle Control Unit 整車控（kòng）製（zhì）器）

6,BMS （BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 電池管理係統（tǒng））俗稱電（diàn）池包

7,MSD （Manual Service Device）手動維修開關

  為保護在（zài）高壓環境下維修電動汽（qì）車的技（jì）術人員安全，電池包通常安裝有（yǒu）手動維修開關MSD，以斷開高壓回（huí）路，使維修（xiū）等工作處於（yú）一種較為安全的狀態；或在突發短路時，可（kě）以快速分（fèn）離高（gāo）壓（yā）電路的連接（jiē）。MSD雖（suī）然隻是（shì）Pack的一個小部件，由於這個部件涉及到產（chǎn）品（pǐn）的安全，它的（de）設計和選型（xíng）格外重要（yào），不容忽視。MSD工作的基本原理（lǐ）是將MSD安裝（zhuāng）在主回路（lù）中，內置（zhì）高壓保險絲，並設計（jì）有高壓互鎖功能。在外部發生短路時，保險絲熔斷切（qiē）斷高壓回路；需要手動斷開（kāi）高壓時，高壓互鎖會（huì）先斷開（kāi），然後再斷開高（gāo）壓回路。因此，一般來說，保險絲、高壓互鎖HVIL接口是（shì）MSD必備的，其中有些具有二次解鎖功（gōng）能，此外還包括密封件（jiàn）、手動斷開拉手、高壓警示（shì）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（xiào）增程器作為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（diàn）機（jī）、發電機（jī）控製器（GCU）、增程器（qì）控製器（RECU）五部分構（gòu）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靠的過渡產品。在常見的（de）混合（hé）動力係（xì）統中（zhōng），都（dōu）是以發電機為（wéi）主，電動機為輔。而增程式電（diàn）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（diàn）能(直流-直流)變換器

  DC/DC變換器將一個固定的直流電壓（yā）變換為可變的直流（liú）電壓,這種技術被廣泛應用（yòng）於無軌（guǐ）電車、地鐵、列車、電動車的（de）無級變速和（hé）控製，同時使上述控製具有加速平穩（wěn）、快速響應的性能,並同時收到節約電能的效果。用直流斬波器（qì）代替變阻器可節約20％～30％的電（diàn）能。直流斬波器不僅能起到調壓的作用(開關電源),同時還（hái）能起到有效抑製（zhì）電網側諧波（bō）電流噪聲（shēng）的作用。

11,PTC（Positive Temperature Coefficient）正溫度係（xì）數

  傳統燃油汽車（chē）的暖風（fēng）空調的熱源來自於發動（dòng）機散發的（de）熱量（liàng），但新（xīn）能源電動車沒有了可（kě）以散發大量熱量的（de）發動機（jī），隻能找（zhǎo）外援。而這外（wài）援就是PTC和熱泵。     新能（néng）源汽車（chē）空調PTC製熱與熱泵製熱（rè）的（de）區別在於：其中PTC製熱=製造熱，熱泵（bèng）製熱=搬運熱。PTC是Positive Temperature Coefficient（正溫（wēn）度係數） 的縮寫，泛指正（zhèng）溫度係數很大的（de）半導體材料或元器件。既通過給（gěi）熱敏（mǐn）電阻通電（diàn），使得電阻發熱來提高溫度。PTC在極致情況（kuàng）下，也隻能（néng）實現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利用安裝於車（chē）上的（de）各式各樣的傳感器， 在第一時間收（shōu）集車（chē）內外的（de）環境數據， 進行靜、動態物體的（de）辨識、偵測與（yǔ）追蹤（zōng）等技（jì）術（shù）上的處（chù）理（lǐ）， 從而能夠讓駕駛者在最快的時間（jiān）察覺可能發（fā）生的危險（xiǎn）， 以引起注（zhù）意和提（tí）高安全性的主動安全技術。ADAS 采用的傳感器主要有攝像頭、雷達（dá）、激光和超聲波等，可以探（tàn）測光、熱、壓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（bǎo）險杠、側視鏡、駕（jià）駛杆內（nèi）部或者擋風玻璃上。早期的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（tí）醒駕車者注意異常的車輛或道路情況。對於最（zuì）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係，主（zhǔ）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（yǔ）雲（vehicle to network）。詳細一點就是（shì）車輛通過傳感器，網絡通訊技術與其它周邊車、人、物進行通訊交流，並根據收集的信息進行分（fèn）析、決策（cè）的一項技術（shù）。

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

  CAN總（zǒng）線將多個控製單元原本（běn）獨立的處理（lǐ）過程通過（guò）雙絞線、光纜（lǎn）等相互聯係起來，從而實現在兩條CAN總線上多個控製（zhì）單元間的（de）信息共享。常用的CAN總（zǒng）線協議標準SAE-J1939中，標準給OSI（開放係統互聯參考模（mó）型）定義成七層：物理層（céng），數（shù）據鏈路層，網絡層，傳輸層，會話（huà）層，表示層，應用層。其中物理層和數據鏈路層是最基礎（chǔ）的兩層，在標準ISO 11898中進行（háng）定（dìng）義，並且不可變更。而SAE-J1939定義了應用層的相關會話規（guī）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層和應用層協議兩個（gè）方麵，其中最主要的工作還是（shì）集中在應用層上。

  我們注意到，除新能源（yuán）車、充電樁（zhuāng）之外無人駕（jià）駛、智慧停車等延伸行（háng）業也步入快速發展期。上（shàng）述行業都有一（yī）個共同點——使用CAN總線，因此，CAN總線的應用問題始終貫穿在新能（néng）源行業的發（fā）展（zhǎn）中（zhōng）。