新能源汽車（chē），高壓連接器簡介

  目前，國內機動車保（bǎo）有量已經突破三億大關。由於（yú）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）程在全世界範圍內被提起。近年來，隨著國家倡導（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（qì）車等迅猛發展。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（yè）正以日新（xīn）月異的（de）速度（dù）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（xīn）能源汽車市場才剛剛（gāng）起（qǐ）步，整（zhěng）個行（háng）業會慢慢進入高速發展階段，人們也將越來越接受新能源（yuán）汽車帶來的駕駛便利和出行體驗。

   在新能源汽車的整個架構平台中，VCU (Vehicle Control Unit 整車控製器)、MCU (Moter Control Unit 電機控製（zhì）器)和 BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 電池管理係統)是最重（chóng）要（yào）的核心技術，對整車的動力性、經濟性、可靠性和安全性（xìng）等有著重要影響。在新能源汽車（chē）工業領域（yù），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，已在整車和充電設備中大量使用。

一，連接器概述

  電（diàn）動汽車（chē）上所用的高壓連接器有（yǒu）公端和（hé）母端之分，公端往往以線端的形式（shì）存在，母端的出線方式總（zǒng）體有銅排、螺栓和線纜壓接三種。在（zài）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（hù）、阻燃等級V0、電磁防（fáng）護等。

  高壓連接器是通（tōng）過電（diàn）或光信號以及機械力（lì）連接，斷開或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。那麽高壓連（lián）接（jiē）器在汽車中起到什麽作用呢?

  用於新（xīn）能源汽（qì）車的高壓連接器主要由四個部分組成（chéng）：觸點，絕緣子，外殼和配（pèi）件。其中，觸（chù）點是連（lián）接器的核心部件，整個車輛的所（suǒ）有線路和係統都通過插入（rù）式觸點連接到行駛（shǐ）過程中所需的光（guāng）電信號。絕緣子主要（yào）起絕緣作用。外（wài）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接到連接器的其（qí）他零件（jiàn）的保護，並滿足工作環境的其他（tā）要求。接觸件的接觸可靠性取（qǔ）決於（yú）許多因素，例如接觸件（jiàn）的接觸形式，表麵質量，原材料性（xìng）能和工作環境。

  高壓連接器的基本（běn）性能主要分為三個部（bù）分：電氣性能，機械性能（néng）和耐環境性。電（diàn）氣性能主要包括接觸電阻，絕緣耐壓和絕緣電阻。其中，接觸電阻由引腳和插（chā）座保證。主要有兩個要求：1.插（chā）針和插座的（de）接（jiē）觸電阻必須小於規定的接觸（chù）電阻（zǔ）; 2.插入插針和（hé）插座（zuò）後，請確保接（jiē）觸的（de）連續（xù）性，並且不要瞬時（shí）或（huò）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靠地傳輸光和電信號。高壓連接器內部的（de）絕緣體可確保耐壓和絕緣電阻（zǔ），在工作環境中需要較高的絕緣和耐擊穿電壓。

  在現有材料中，用於高壓連接器觸點的常（cháng）用材料是：錫青（qīng）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（zuò）性。

二，名詞解釋

   對於在（zài）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（yǔ）連接器應用相關的名詞（cí），對大部分同事，特別（bié）是（shì）一些非（fēi）專業開發人員，對這些名詞可能一知半解。本部分對相關（guān）資料進（jìn）行係統整合，供大家參考。

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（jī）驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由於對環境影響相對傳統（tǒng）燃（rán）油汽車較小，其前景被廣泛看好（hǎo）。

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（dòng）力汽車（chē）根據動力係統結構形式又分為以下三類：串聯式混合動力汽車(SHEV),並聯（lián）式混合動力汽車（PHEV),混聯式混合動力汽車（CHEV).

 3） 燃（rán）料電池汽車（chē）（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統中的電源分配與管（guǎn）理，為整車提供充放電控製、高壓部件上電（diàn）控製、電路過載短（duǎn）路保護（hù）、高壓采樣、低壓控製等功能（néng），保護和監控高壓係統（tǒng）的運行。PDU也能夠集（jí）成BMS主控、充電模塊、DC模塊、PTC控製模（mó）塊等功（gōng）能，與傳統（tǒng）PDU相比多了整車（chē）功能模（mó）塊，功能上（shàng）更加集成化，結構上更複雜，具有水冷（lěng）或是風冷等散熱結構。PDU配置靈活，可以根據客戶要（yào）求進行定製開發，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（hé）一等。

3,BDU(Battery Disconnect Unit )電池包斷路單元 （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都是根據車廠需求定製，因此收集客戶（hù）需求及（jí）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（wéi）電池箱內安裝式和箱外安裝式(也稱為battery junction box)。

  箱內安裝式（shì）的外殼一般為塑料材質（zhì），沒有IP等級要求；箱外（wài）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（jiàn）是MSD（選配），BMS（選配），繼電器，熔斷器，預充電阻（zǔ），電流采集元件，銅排，連接器與線束總成（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（jiàn），銅排，連（lián）接器與線束總成等。

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

5,VCU （Vehicle Control Unit 整（zhěng）車控製器）

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

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（ān）全，電池包通常安裝有手動維修開關MSD，以斷開高（gāo）壓回路，使維修（xiū）等工作處於一種較為（wéi）安（ān）全的狀態；或在突發短路時，可以（yǐ）快速分離高壓電路的連接。MSD雖然隻是Pack的一個小（xiǎo）部件，由於這個部件涉（shè）及到產品的安全，它的設計和選型格外重要，不容忽（hū）視。MSD工作的基本（běn）原理是將MSD安裝在主回（huí）路中，內置高壓保險絲，並設計有高壓互鎖功能（néng）。在外部發生短（duǎn）路時（shí），保險絲熔（róng）斷切斷高壓回路；需要手動斷開（kāi）高壓時，高壓互鎖會先斷開，然後再斷開高壓回路。因（yīn）此，一般來說，保（bǎo）險（xiǎn）絲（sī）、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（yā）警示標（biāo）識，以及殼體與固定結構等。

8,GCU 電機控製（zhì）器  

9,增程（chéng）器 Range-Extender

  高效增程器作為（wéi）新能源車輛的核心動力部（bù）分，主要由（yóu）：發動機（jī）、發動（dòng）機控製器（EECU）、ISG電機、發電機控製器（GCU）、增程器（qì）控製器（RECU）五部分（fèn）構成。

  增程器（qì）也可視其為（wéi）從混合動力驅動向純電動驅動的一種可靠的過（guò）渡（dù）產品。在（zài）常見的混合（hé）動力係統中，都是以發電機為主（zhǔ），電動機為輔。而增程（chéng）式電動（dòng）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 電能(直流-直（zhí）流)變換（huàn）器

  DC/DC變換器將一個固（gù）定的（de）直流電壓變換（huàn）為（wéi）可（kě）變的直（zhí）流電壓,這種技術被廣泛應用於無軌電車、地鐵、列車（chē）、電動車的無級變速和（hé）控製，同時使上述控製具有（yǒu）加速平穩、快速（sù）響應的（de）性能,並同時收到節約電能的（de）效果。用直（zhí）流斬波器代替（tì）變阻器可節約（yuē）20％～30％的（de）電能。直流（liú）斬（zhǎn）波器不僅能起到（dào）調壓的作用(開關電源),同時（shí）還能起到有效抑製電網側諧波電流噪聲的作用。

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

  傳統（tǒng）燃油汽車的暖風空調的熱源來自於發（fā）動機散發的熱量，但新能（néng）源電動車沒有了可以散發大量熱量的發動機，隻能找外援（yuán）。而這外援就是PTC和（hé）熱泵（bèng）。     新能源汽車空調PTC製熱與熱泵（bèng）製熱的區別在於：其中PTC製熱=製造熱，熱泵製熱（rè）=搬運熱。PTC是（shì）Positive Temperature Coefficient（正溫度係數） 的縮（suō）寫（xiě），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，使得電阻發熱來（lái）提高溫度。PTC在極（jí）致情況下，也隻（zhī）能實現100%的能量轉換。  12,ADAS（Advanced Driving Assistant System）即高級駕駛（shǐ）輔助係統

  高級駕駛輔助（zhù）係統是利用安裝於車上的各式各樣的傳感器， 在第一時間收集車內外的環境數據， 進行靜、動態物體（tǐ）的辨識、偵測與追蹤等技術上的處理（lǐ）， 從而能夠讓駕駛者在最快的時間（jiān）察覺可能發生的危險（xiǎn）， 以引（yǐn）起注意和提高安全性的主（zhǔ）動安全技術。ADAS 采（cǎi）用的傳（chuán）感器主要（yào）有攝像（xiàng）頭、雷達、激光和超聲波等，可以探測（cè）光、熱、壓力或其它用於（yú）監測汽車狀態的變量， 通常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ADAS 技術（shù）主要以被動式報警為主，當車（chē）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（liàng）或道路情況。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

  即車與任何事物的（de）聯係，主要（yào）包（bāo）括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（xiáng）細一點就是車輛通過傳感器，網絡（luò）通（tōng）訊（xùn）技術與其它周邊車、人、物進行通訊交流，並根據收集的信（xìn）息（xī）進行分析、決（jué）策的一項（xiàng）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（lǐ）過程通（tōng）過雙絞線、光纜等（děng）相互聯係起來，從而實現（xiàn）在兩（liǎng）條CAN總線上多個控製單元間（jiān）的信息共享。常（cháng）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（xíng））定義成七層：物（wù）理層，數據鏈路層，網絡層，傳輸（shū）層，會話層，表示層，應用層。其中物理層和數據鏈路層（céng）是（shì）最基礎（chǔ）的兩層，在標準ISO 11898中（zhōng）進行定義，並且不可變更。而SAE-J1939定（dìng）義（yì）了應用層的相關會話規則，所謂通（tōng）訊協議（yì）。因此我國的CAN 通信（xìn）協議（yì）的製定主要包（bāo）括（kuò）物理層和應用層協議兩個方（fāng）麵，其中最主要的工作還是集中在應用層上。

  我們注意到，除新能源車（chē）、充電樁之外無人駕駛、智慧停車等（děng）延伸行（háng）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，CAN總線的應用問題始終貫穿在（zài）新能源行（háng）業的發展中。