新能源汽車（chē），高壓（yā）連接器簡介

  目前，國內機動車保有量已經突破三億（yì）大關。由於大量的燃油車帶來嚴峻的環境問（wèn）題，因此全麵禁售燃油車的日（rì）程在（zài）全世界範（fàn）圍內被提起。近年來，隨（suí）著國家倡導綠色發展，一些國內造車新勢力，諸如（rú）蔚來（lái）汽車，理想汽車，小鵬汽車等迅猛發展。特別是特斯拉超級工廠（chǎng）在上海投產之（zhī）後，新能（néng）源汽車產業正以日新月異的速（sù）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（gāng）剛起步（bù），整個行業會慢（màn）慢進入高速發展階段，人們也將越來越接受新能（néng）源汽車帶來的駕駛便利和出行體驗。

   在新能源汽車（chē）的整個架構平台中（zhōng），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)是最重要的核心技術，對整（zhěng）車的動力性、經濟性、可靠性和安全性等有著重要影響。在新能源汽車工業領域（yù），高壓（yā）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（zhěng）車（chē）和充電設備中大量使用。

一，連接器概述

  電動（dòng）汽車上所用的高壓連（lián）接器有公端和母端之分，公端往往以線端的形式存在，母端的出線方式總體（tǐ）有銅（tóng）排、螺（luó）栓和（hé）線纜壓（yā）接（jiē）三種。在性能上相對傳（chuán）統連接器也（yě）有更高的要求，如高壓互鎖HVIL、IP67/68、IP6K9K防（fáng）護、阻燃等級V0、電磁（cí）防護等。

  高壓連接器是通過電或光信號以及機械力連接，斷開或（huò）轉換電路和光通道的功能元件。隨著新能源汽車的普及，高壓連接器的開發和使用正在增加。那（nà）麽高壓連接器在汽車中起到什麽作（zuò）用（yòng）呢?

  用於新能源汽車的高壓連接器主要（yào）由四個部分組成：觸點（diǎn），絕緣子，外殼和配件。其中，觸點是連接（jiē）器的核心部件，整個車輛的所有線路（lù）和（hé）係統都通過插（chā）入式觸點連接到行駛過程中所（suǒ）需的光電信號。絕緣子主（zhǔ）要（yào）起絕緣作用。外殼主要起到（dào）固定和保護作用; 附件是（shì）為了根據用戶要求完成對電纜和（hé）連（lián）接到連接器的其他零（líng）件的保護，並滿（mǎn）足工作環境（jìng）的其他要求。接觸件的接觸可靠性取（qǔ）決於（yú）許多因素，例（lì）如接觸件的接觸形式（shì），表麵質量，原材料性能和工作環境。

  高（gāo）壓連接器的（de）基本（běn）性能主（zhǔ）要分為三個部分（fèn）：電氣性能，機（jī）械性能和耐環境性。電氣性能主要包括（kuò）接觸電阻，絕緣耐（nài）壓和絕緣（yuán）電阻。其中，接（jiē）觸電（diàn）阻由引腳和插座保證。主要有兩個要求：1.插針和插座的（de）接觸電阻必須小於規定的接觸電阻; 2.插入插針和插（chā）座後，請確（què）保接觸的連續性，並且不要瞬時或長期斷開接觸。僅（jǐn）通過完成這兩點，就可以確（què）保（bǎo）在連（lián）接到電（diàn）連接器（qì）的組件之間可靠地傳輸光（guāng）和電信（xìn）號。高壓連（lián）接器內部的絕緣體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（zài）現有材料中，用於高壓（yā）連接器觸點的常用材料是：錫青銅，鈹青銅，黃銅，鉛黃銅，紅銅和其（qí）他銅合金。銅（tóng）具有高的導電性和導熱性，耐腐蝕性以及良（liáng）好的可操作（zuò）性。

二（èr），名詞解釋

   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（huì）遇到各種與連接器應用相關的名詞，對大部分同事，特別是一些非專業開發人員，對這些（xiē）名詞可能一知半解。本部分對相關（guān）資料進行係統整合，供大家參考（kǎo）。

1,EV(Electric Vehicle)電動汽車

  電動汽車是（shì）指（zhǐ）以車載電源（yuán）為（wéi）動力，用（yòng）電機驅（qū）動車輪行駛，符合道路（lù）交通、安全法規各項要求的車輛。由於對環境影（yǐng）響（xiǎng）相對傳統燃油汽車（chē）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(BEV)

2）混合動力汽車(HEV)

  混合動力汽車根（gēn）據動力係統（tǒng）結構形式（shì）又分為（wéi）以下三類：串聯式混合動力（lì）汽車（chē）(SHEV),並聯式混合動力汽車（PHEV),混（hún）聯式（shì）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（電（diàn）源（yuán）分配插座（zuò））

  功能是負責（zé）新能源車高壓係統中的電源分配（pèi）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（yàng）、低壓控製等（děng）功能，保護（hù）和監控高壓係統的運行。PDU也能夠集成BMS主控（kòng）、充電模塊、DC模塊、PTC控製模塊等功能，與傳統PDU相比（bǐ）多（duō）了整車功能（néng）模塊，功能上更加集成化，結構上更複雜（zá），具有水冷或是（shì）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，能夠滿足不同客戶不同（tóng）車型需求，比如三（sān）合一，四合一，五合一等。

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，也是配電盒的（de）一（yī）種。目前BDU都（dōu）是根據車廠需求定製，因此收集客戶需求及客戶整車電氣（qì）性能很（hěn）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（yě）稱為battery junction box)。

  箱內安裝式的外殼一（yī）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（diàn）氣組（zǔ）成上看，PDU產品主要元（yuán）器件是MSD（選配），BMS（選配），繼電器，熔斷器，預充（chōng）電阻，電流采集元件，銅排，連接器與線束總成等。BDU產品（pǐn）主要元器件是繼（jì）電器，熔斷器，BMU(選配)，電流采集元件，銅排，連接器（qì）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（diàn）池管理係統）俗稱電池包

7,MSD （Manual Service Device）手動維修開關

  為保護（hù）在高壓環境下維修電動汽（qì）車的技術人員安全，電池（chí）包通常安裝有手動維修開關MSD，以斷開高壓回路，使（shǐ）維修等工作處於一種較為安（ān）全的狀態；或在突發短（duǎn）路時，可以快速分離高壓電路的連（lián）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（jì）和選型（xíng）格外重要，不容（róng）忽視。MSD工作（zuò）的基本（běn）原理是將MSD安（ān）裝在主回路中，內置高壓保險絲（sī），並設計有高壓互鎖功能。在外部發生短（duǎn）路時，保險絲熔斷切斷高壓回路；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。因此，一般來說（shuō），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（suǒ）功能，此外還包括密封件、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（jī）控製器  

9,增程器 Range-Extender

  高效增程器作為新能源車輛的核心動力部分（fèn），主要由：發動機、發動機控製器（EECU）、ISG電機、發電機（jī）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（hé）動力驅動向純電動驅動的一種可靠的過渡產品。在常（cháng）見的混合動力係統中，都是以發電機為主，電（diàn）動機為輔。而（ér）增程式電動車（chē），是以電動機為（wéi）主（zhǔ），發動機為輔。發動機的唯一（yī）作用是發電。

10,DC-DC 電（diàn）能(直（zhí）流-直流)變換（huàn）器

  DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變換（huàn）為可變的直流電壓,這（zhè）種技術被廣泛應用於（yú）無軌電（diàn）車、地鐵、列車、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（dào）節約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節約20％～30％的（de）電能。直流斬波器不僅能起到（dào）調壓（yā）的作（zuò）用(開關電源),同時還能（néng）起（qǐ）到有效抑製電（diàn）網側諧波電流噪聲的（de）作（zuò）用。

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

  傳（chuán）統燃油汽車的暖（nuǎn）風空調的熱源來自於發動機散發的熱量，但新能源電動車沒有了可以散（sàn）發大量熱量的發動機，隻能找外援。而這（zhè）外援就是PTC和熱泵。     新能源汽車空調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（yùn）熱。PTC是Positive Temperature Coefficient（正（zhèng）溫度係數） 的縮寫，泛指正溫度係數很（hěn）大的半導體材料或元器件。既通過給熱敏電阻通（tōng）電，使得（dé）電阻發熱來提高溫度。PTC在極致情況下，也隻能實現（xiàn）100%的能量轉換。  12,ADAS（Advanced Driving Assistant System）即高級駕（jià）駛輔（fǔ）助係統

  高級駕駛輔（fǔ）助係統是利用安裝於（yú）車（chē）上的各式各樣的傳感器， 在第一時（shí）間收集車（chē）內外的環境數據， 進行靜、動態物體的辨識、偵測與追蹤等技（jì）術上（shàng）的處理， 從而能夠讓駕駛者在最快的時間（jiān）察覺可能發生的危險， 以引起注意和提高安全性（xìng）的主動安全技術。ADAS 采用的傳（chuán）感器主要有攝像頭、雷達、激光和（hé）超聲（shēng）波等，可以探測光、熱、壓力或其它用於（yú）監測汽車狀態的變（biàn）量， 通常位於車輛的前後保（bǎo）險杠、側（cè）視鏡、駕駛杆內部或者擋風玻璃上。早期的ADAS 技術主要以被（bèi）動式報警為主，當車輛檢測到潛在危險時， 會發出警報提醒駕車者注意異常的車輛或道路情（qíng）況。對於最新的ADAS 技術來說，主動式幹預（yù）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車與基礎設施（shī）(vechile to infrainstructure)，V2P車（chē）與人(vehicle to people)，V2N車與雲（vehicle to network）。詳細一點就是車輛通過傳感器，網絡通訊技術與其它周邊車、人、物（wù）進行（háng）通訊交流，並根據收集的信息進行分析、決（jué）策的一項技術。

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

  CAN總線將（jiāng）多個（gè）控製單元原本獨（dú）立（lì）的處理過程通過雙絞線、光纜等相互聯（lián）係起來，從而實（shí）現在兩條CAN總線上多個（gè）控製單（dān）元間的信息共享。常用的CAN總線協議標準（zhǔn）SAE-J1939中，標準給OSI（開（kāi）放係統互聯參考模型）定義成七層：物理層（céng），數據鏈路層，網絡層，傳輸層，會話層，表示層，應用層。其中（zhōng）物（wù）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定義了應用（yòng）層的相關會話規則，所謂（wèi）通訊協議。因（yīn）此我國（guó）的CAN 通信協議的製定主要（yào）包括物理層和應用層協議兩個方麵，其中最主要的工（gōng）作還是集中在應用層上。

  我們（men）注意到（dào），除（chú）新能源車、充電樁之（zhī）外無人駕駛、智慧停車等延伸行業也步入快速發展期。上述行業都有一（yī）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發展中。