新能源汽車，高壓連接器簡介

  目前，國內機動車保有量已經突破三億大關。由（yóu）於大（dà）量的燃油車帶來嚴峻（jun4）的環境問題，因此全（quán）麵禁售燃油車的日程在全世界範圍內被提起。近年（nián）來，隨著國家（jiā）倡（chàng）導（dǎo）綠色發展，一些國內造車新勢力，諸如蔚來汽車，理想汽車，小鵬汽車等（děng）迅猛發展。特別是特斯拉超級工廠在上海投產之後，新（xīn）能源汽車產業正以（yǐ）日新月異（yì）的速（sù）度浪湧而來，僅Tesla一家新能源車企，在全球年（nián）交付（fù）近50萬輛，但按照2020年全國約2000萬左右的汽（qì）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發展階段，人們也將越來越接受（shòu）新（xīn）能源汽車帶來的駕駛便利和出行體驗（yàn）。

   在新能（néng）源汽車的整（zhěng）個架構平台中，VCU (Vehicle Control Unit 整車控製器)、MCU (Moter Control Unit 電機控製器)和（hé） 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（lǐng）域，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（chéng）部分，已（yǐ）在整車和充電設備中大量使用。

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，公端往往以線端的形（xíng）式存在，母端的出線方式（shì）總體有銅排、螺栓和線纜壓接三種。在性能上相對傳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、電磁防護等。

  高（gāo）壓連接器是（shì）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的功能元件。隨（suí）著新能源汽車的普（pǔ）及，高壓連接器的開發和使用正在增加。那麽高壓連接（jiē）器在汽車中起到什麽（me）作用呢?

  用於新能源汽車的高壓連接（jiē）器主要由四個部分組成：觸點，絕緣子（zǐ），外殼和配（pèi）件。其中，觸點是連接器的核心部件，整個車輛的所（suǒ）有線路（lù）和係統都通過插入式觸點（diǎn）連（lián）接（jiē）到（dào）行駛過程中所需的光電信（xìn）號。絕緣子主要起絕（jué）緣作用。外殼主要起到固定和（hé）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件的保護，並滿足工作環境的（de）其他要求。接觸（chù）件（jiàn）的接觸可靠（kào）性取決於許多因素，例如接觸件的接觸形式，表麵（miàn）質量，原材料性能和工作環境。

  高壓連接器的基本性能（néng）主（zhǔ）要分為三個部分：電氣性能，機械性能和耐環（huán）境性。電氣性能主要包（bāo）括（kuò）接（jiē）觸電阻，絕緣耐壓和絕緣電阻。其中（zhōng），接觸電阻（zǔ）由引腳和插座保證。主（zhǔ）要有兩個要求：1.插針和插座的接觸電（diàn）阻必須小於規定（dìng）的接觸（chù）電（diàn）阻; 2.插入插針和插座後，請確保接觸的連續性，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組件之間可（kě）靠地傳輸光和電信（xìn）號。高壓連接（jiē）器內（nèi）部（bù）的絕緣（yuán）體可確保耐壓和絕緣電阻，在工作（zuò）環（huán）境中（zhōng）需要較高的絕緣和（hé）耐擊穿電壓。

  在現有材料中，用於高壓連接器觸點的常（cháng）用材料是：錫青銅，鈹青銅，黃（huáng）銅，鉛（qiān）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（jí）良好的可操作性。

二，名詞（cí）解（jiě）釋

   對於在新能源汽車及其相關行業（yè）工作的人（rén）員，實（shí）際工（gōng）作中，會遇到各種與連接器應用相關的名詞，對大部（bù）分同事，特別是一些（xiē）非專業開發人員，對這（zhè）些名詞可能一知半解。本部分（fèn）對相關資（zī）料進行係統整合（hé），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，用電機驅（qū）動車輪行駛，符合道路（lù）交通、安全法規各項要求（qiú）的（de）車輛（liàng）。由於對環（huán）境影響相對傳（chuán）統燃油汽車較小（xiǎo），其前景被廣（guǎng）泛看好。

電動汽車根據電（diàn）力構成分為：

1）純電動（dòng）汽車（chē）(BEV)

2）混（hún）合動力汽車(HEV)

  混合動力汽車根據動力係統結構形式（shì）又分為以下三類：串聯式混合動（dòng）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（gāo）壓配電單（dān）元（電源分配插座）

  功能是負責新能源（yuán）車高壓係統中的電源分配與管理，為整（zhěng）車提供充放電控製、高（gāo）壓部件（jiàn）上電控製、電路過載短路保護、高壓采樣、低壓控製等功（gōng）能，保護和監控高壓係統的運行。PDU也能夠集成（chéng）BMS主控、充電模塊、DC模塊（kuài）、PTC控製模塊等（děng）功能，與傳統PDU相比多（duō）了整車功能模塊，功能上（shàng）更（gèng）加集成化（huà），結構上更複雜，具有水冷或是風冷（lěng）等散熱結構。PDU配置靈活（huó），可以根據客戶要求進（jìn）行定製開發（fā），能夠滿足不同客（kè）戶不同車型需求，比如（rú）三合一，四合一，五合一等。

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

  專為電池包內部設計，也是配電盒的一種。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性能很重（chóng）要。根（gēn）據BDU在電池包的位置，可以分（fèn）為電池箱內安裝式（shì）和箱外（wài）安裝式(也稱為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金殼體，滿足（zú）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（diàn）阻，電流采集元件，銅（tóng）排，連接器與（yǔ）線束總成等。BDU產品主要元器件是繼電（diàn）器，熔（róng）斷器，BMU(選配)，電流采集元件，銅排，連接器與線束總成等。

  4,MCU (Moter Control Unit 電機（jī）控製器（qì））

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

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

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

  為保護在高壓環境下（xià）維修電動汽車的技術（shù）人員安全，電池（chí）包（bāo）通常安裝有手動維修開關MSD，以（yǐ）斷開高（gāo）壓（yā）回路，使維修等工作處於（yú）一種較為安全的狀態；或在突發短路時，可以快速分（fèn）離高（gāo）壓（yā）電路的連（lián）接。MSD雖然隻是Pack的一（yī）個小部件，由於（yú）這個部件涉及到產品的安（ān）全，它的設計和選型格（gé）外重要，不容忽視。MSD工作的基本原理是（shì）將MSD安裝在主回路中，內置（zhì）高壓保險絲，並設（shè）計有高壓互（hù）鎖功能。在外部發生短路（lù）時（shí），保險絲熔斷切斷（duàn）高（gāo）壓回路；需要手動斷開高（gāo）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，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（cǐ）外還包括密封件、手動斷開拉手、高壓警示標（biāo）識，以及殼體與固（gù）定結（jié）構（gòu）等（děng）。

8,GCU 電機控製器  

9,增（zēng）程（chéng）器 Range-Extender

  高效增程器作（zuò）為新能源車輛的（de）核心動力部分，主要由：發動（dòng）機、發動機（jī）控（kòng）製器（EECU）、ISG電機、發電機控製器（GCU）、增程器（qì）控製（zhì）器（RECU）五部分（fèn）構成。

  增程（chéng）器也（yě）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（guò）渡產品。在常見的（de）混合動力係統中，都是以發電機為主，電動（dòng）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（de）唯一作用是發電。

10,DC-DC 電能(直流-直（zhí）流)變換器

  DC/DC變換器將一（yī）個固定的（de）直流電壓變換為可變的（de）直流電壓,這（zhè）種技術（shù）被廣泛應用於無軌電（diàn）車、地鐵、列車、電動車的無級變速（sù）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。用直流斬波器代替（tì）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(開關電源),同時還能起到有效抑製電（diàn）網側諧波電（diàn）流噪聲的作用。

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

  傳統燃油汽車的暖風空（kōng）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（yǐ）散發大量熱量的發動機（jī），隻能（néng）找外援。而（ér）這外援就是PTC和熱泵。     新能源汽車空調PTC製熱與（yǔ）熱泵製熱的區別在於：其中PTC製（zhì）熱=製（zhì）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（zhǐ）正溫度係數很（hěn）大的半導體材（cái）料或元（yuán）器（qì）件。既通過給熱敏電阻通電，使得電阻發熱來提高（gāo）溫度。PTC在（zài）極致情況下，也隻能實現100%的能量轉換。  12,ADAS（Advanced Driving Assistant System）即高級駕（jià）駛輔助係（xì）統

  高級駕駛輔助係（xì）統（tǒng）是利用安裝於車上的各式各樣的傳感（gǎn）器， 在第一時間收集車內外的環境數據， 進行（háng）靜、動態物體的辨識、偵測（cè）與追（zhuī）蹤等技（jì）術上的處理， 從而能（néng）夠讓駕駛者在最快的時間察覺可（kě）能發生的危（wēi）險， 以（yǐ）引起注意和提高安全性的主動安全（quán）技術。ADAS 采用的傳感器主要有攝像頭、雷達、激（jī）光（guāng）和超聲波（bō）等（děng），可以（yǐ）探測光、熱、壓力或其它（tā）用於監測汽車狀態的變（biàn）量， 通常（cháng）位於車輛的前後保險杠、側視鏡、駕駛杆內部或（huò）者擋風玻璃上。早期的（de）ADAS 技術主要以被動式報（bào）警為主，當車輛（liàng）檢測到潛在（zài）危（wēi）險時， 會發出警報提醒駕車者注意異常（cháng）的車輛或道路情況。對於最新的ADAS 技術來說，主動式幹預也很（hěn）常見。

13,V2X全稱（chēng）Vihicle to everything

  即（jí）車與任何（hé）事物的（de）聯係，主要包括V2V車與車（chē）(vehicle)，V2I車與基礎設施(vechile to infrainstructure)，V2P車與人(vehicle to people)，V2N車與（yǔ）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（tā）周邊車、人（rén）、物進行通訊交流，並根據收集的信息進行（háng）分（fèn）析、決策的一項技術。

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

  CAN總線將多個控製單元原本獨立的處理過程通過雙絞線、光纜等相（xiàng）互聯係起來，從而實現在兩條CAN總線上多個控製單元間的信息共享。常用的CAN總線協（xié）議標準（zhǔn）SAE-J1939中，標準給OSI（開放係統（tǒng）互聯參考模型）定義成七層：物理（lǐ）層，數據鏈路層，網絡層，傳輸層，會話層（céng），表示層，應用層。其中物理（lǐ）層和數據鏈路層（céng）是最（zuì）基礎的兩（liǎng）層，在標準ISO 11898中進行定義，並且不可變更。而SAE-J1939定義了應用層的相關會話規則，所謂通訊協議（yì）。因此我國的CAN 通信協議的製定主要包括物（wù）理（lǐ）層和應用層協（xié）議（yì）兩個方麵，其中最主要的工作還是集中在應用層上。

  我們注（zhù）意到，除新能源車、充電樁之外（wài）無人駕駛、智慧停車等（děng）延伸行業也步入快速發展期。上述行業（yè）都有一個共同點——使用CAN總（zǒng）線，因此，CAN總線的應用問（wèn）題始終貫穿在新能源行業的發展中（zhōng）。