新能源汽車，高壓連接器簡介

  目前，國內機（jī）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環境問題（tí），因此全麵禁售燃油車的日程在全世界範圍內被提起。近年來，隨（suí）著國家倡導綠色發展，一些國內造車新勢力，諸（zhū）如蔚來汽車，理想汽車，小鵬汽車等迅猛發（fā）展。特別是（shì）特斯拉超級（jí）工廠（chǎng）在上（shàng）海投產之後，新能源汽車產業（yè）正（zhèng）以日新月異的速度浪湧而來，僅Tesla一家新能源車企，在全球年交付近50萬輛，但（dàn）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（rén）們也將越來越（yuè）接受新能（néng）源汽車帶來（lái）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 電機控製器)和 BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 電池管理係統)是（shì）最重（chóng）要的核心技術，對整車的（de）動力性、經濟（jì）性、可靠性和安全性等有著重要影響。在新能（néng）源汽車工業（yè）領域，高（gāo）壓連接器是極為重要的組件（jiàn），它作為模塊化連（lián）接的重要組（zǔ）成部分，已在整車和充電設（shè）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（gōng）端往往以線端的形式存在，母端（duān）的出線方式總體有銅排、螺栓和線纜壓接三種。在性能上（shàng）相對傳統連接器也有更高的要求，如高（gāo）壓互鎖HVIL、IP67/68、IP6K9K防護、阻燃等級V0、電磁防（fáng）護等。

  高壓連接器是通過（guò）電或光信號以及機械（xiè）力連接，斷開或轉換電路（lù）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。那麽高壓連接器在汽車（chē）中起到什（shí）麽作用呢?

  用於新能源汽車的高壓連接器主要（yào）由四個部分組成：觸（chù）點，絕緣子，外殼和配件。其（qí）中，觸點是連接器的核心部（bù）件，整個車輛的所（suǒ）有線路和係統都通過插（chā）入式觸點連接到行駛過程中（zhōng）所（suǒ）需的光電信號（hào）。絕緣子主要起絕（jué）緣作用。外殼主要起到固定和保護作用; 附件（jiàn）是為了根據用戶要求完成（chéng）對（duì）電纜和連接到（dào）連接器的其他零件（jiàn）的保護（hù），並滿足工（gōng）作環境的其他要求。接觸件的接觸（chù）可靠性取決於許多因素，例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（gè）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（jué）緣電阻。其中，接觸電（diàn）阻由引（yǐn）腳（jiǎo）和插座保證。主（zhǔ）要有兩個要求：1.插針和插座的接觸電阻必須小於（yú）規定的接觸電（diàn）阻; 2.插入插針和插（chā）座後，請確保接觸的連續性，並且不要瞬時或（huò）長期（qī）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（zǔ）件之間可（kě）靠地傳輸光和電信號。高壓（yā）連接器內部的絕緣體可確保耐壓和絕緣電阻（zǔ），在工作環境（jìng）中需要較高（gāo）的絕緣和耐擊穿電（diàn）壓（yā）。

  在現有材（cái）料中，用於高壓（yā）連（lián）接器觸點的常用材料是（shì）：錫青銅，鈹青銅，黃銅，鉛黃（huáng）銅，紅銅和其他（tā）銅（tóng）合金。銅具有高（gāo）的導電性和（hé）導熱性，耐腐蝕性以及良好的可操作性。

二，名詞解釋

   對於在新能源汽車及其相關行業工作的人員，實際工作（zuò）中，會遇到各種與連（lián）接器應（yīng）用相關的（de）名詞，對大部分同事，特別是一（yī）些非專業開發（fā）人員，對這些（xiē）名詞可能一知半解。本部分對相關資料進行係統（tǒng）整合，供大（dà）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，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規（guī）各項要求的車輛。由於對環境影響相對傳統（tǒng）燃油汽車較小（xiǎo），其前景被廣（guǎng）泛（fàn）看好。

電動汽車根據電（diàn）力構成分（fèn）為（wéi）：

1）純電動汽車(BEV)

2）混合動力汽車(HEV)

  混（hún）合動力汽車根據動（dòng）力係統結構形式又分為以下三類：串聯式混（hún）合動力汽車（chē）(SHEV),並聯式混合動力汽車（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（電源分配插（chā）座）

  功能是負責新能源車高壓係（xì）統中的電源分配與管理，為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（kòng）高壓係統的運行。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相比多了整車功能（néng）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構。PDU配置靈活，可以根（gēn）據客戶要求進行（háng）定製開發，能夠滿足不同客戶不同車型（xíng）需求，比如三合一（yī），四合一，五合一等。

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

  專為電池（chí）包內部設計，也是配電（diàn）盒的一種。目前（qián）BDU都是根據車廠需求定製，因此收集客戶需求（qiú）及客戶（hù）整車電（diàn）氣性能很重要。根（gēn）據BDU在電池包的位置，可以（yǐ）分為電（diàn）池箱內（nèi）安裝式和（hé）箱外安裝式(也稱為battery junction box)。

  箱（xiāng）內安裝式的外殼一般為塑料材（cái）質，沒有IP等級（jí）要求；箱外安裝式一般為鋁合金殼體，滿（mǎn）足IP67等級要求。從電氣（qì）組成上看，PDU產品主要元器件是MSD（選（xuǎn）配），BMS（選配），繼電（diàn）器，熔斷器，預充電阻，電流（liú）采集元件，銅排，連接器與線束總成等。BDU產（chǎn）品主（zhǔ）要元器件是繼電器，熔（róng）斷器，BMU(選配)，電流采集（jí）元件，銅排，連接器與線束總成等。

  4,MCU (Moter Control Unit 電機控製器）

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

6,BMS （BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 電池管理係統）俗稱電（diàn）池（chí）包

7,MSD （Manual Service Device）手動（dòng）維修開關

  為保護在高（gāo）壓環境下（xià）維修電動（dòng）汽車的（de）技術人員安全，電池包通常安裝有手動維修開（kāi）關MSD，以斷開高壓回（huí）路，使維修等工作處於一種較為安全的（de）狀態；或在突發短（duǎn）路時，可以（yǐ）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（bù）件涉及到產品的安（ān）全（quán），它的設計和選（xuǎn）型格外重要，不容忽視。MSD工作（zuò）的基本（běn）原（yuán）理是將（jiāng）MSD安裝在主回路中，內置高壓保險絲，並設計有（yǒu）高壓互（hù）鎖功能（néng）。在外部發生（shēng）短路時，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（xiān）斷開（kāi），然後再斷開高壓回路。因此，一般（bān）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（hái）包括密封件（jiàn）、手動斷開拉手、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（néng）源車（chē）輛（liàng）的核心動力部分，主要由：發動機（jī）、發動機控製器（EECU）、ISG電機（jī）、發電機控製器（GCU）、增程器控（kòng）製器（RECU）五部分構（gòu）成。

  增程器也可（kě）視其（qí）為（wéi）從混合（hé）動力驅動向（xiàng）純電動驅動（dòng）的一種可（kě）靠的過渡產品（pǐn）。在常見的混合動力係統中，都是以發電機（jī）為主，電動機為輔。而增程式電動（dòng）車，是以電動（dòng）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-直流)變換器（qì）

  DC/DC變換器將一個固定的（de）直流電壓（yā）變（biàn）換為可變的（de）直流電壓,這（zhè）種技術被廣泛應（yīng）用於無軌電車、地鐵、列車、電動車（chē）的無級變速和控（kòng）製，同時使（shǐ）上述控製具有加速平（píng）穩、快速響應的性能,並同時收到節約電能（néng）的效果。用直流斬波（bō）器代替變阻器可節約（yuē）20％～30％的電能。直流斬波器（qì）不僅（jǐn）能起到調壓的作用(開關電源),同時還能起到有效抑製電網側諧波（bō）電流噪聲的作用。

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

  傳統燃油（yóu）汽車的暖風空調（diào）的（de）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，隻能找外援。而這外援就是PTC和熱泵（bèng）。     新能源（yuán）汽車空調PTC製熱與熱（rè）泵製（zhì）熱的（de）區別在於：其中PTC製（zhì）熱=製（zhì）造熱，熱（rè）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，使得電阻發熱來提高溫（wēn）度。PTC在極致情況下，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（zhù）係統

  高級駕駛輔助係統是（shì）利用安（ān）裝於車上的各式各樣的傳感器， 在第一時間收集車內外的（de）環境數據， 進行靜、動態（tài）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（kuài）的時間察（chá）覺（jiào）可能發生的危險（xiǎn）， 以引（yǐn）起注意（yì）和提（tí）高安全性的主動安（ān）全技（jì）術。ADAS 采用（yòng）的（de）傳感器主要有攝像頭、雷達、激（jī）光和超聲（shēng）波等，可以探測光（guāng）、熱、壓力或其它用於監（jiān）測汽車狀態的變量， 通常位於車輛的前後保險杠、側視鏡（jìng）、駕（jià）駛杆內部或者擋風玻璃上。早期的ADAS 技術主要以被動式報警為主，當（dāng）車輛檢測到潛在危（wēi）險時， 會發出警報提醒駕車者注（zhù）意（yì）異（yì）常的車輛（liàng）或道路情況。對於最（zuì）新的ADAS 技術來說，主動（dòng）式幹（gàn）預也很常見。

13,V2X全稱Vihicle to everything

  即車與任（rèn）何事物（wù）的聯係，主要包括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）。詳細一點就是車輛通過傳感器，網（wǎng）絡通訊技術與其它周邊車、人、物進行通訊（xùn）交（jiāo）流，並根據收集的信（xìn）息進行分析、決策的一項技術。

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

  CAN總線（xiàn）將（jiāng）多個控製單元原本獨立的處（chù）理過（guò）程通過雙絞線、光纜等相互聯係（xì）起來，從而實現在兩條CAN總線上多（duō）個控製單元間的信息共享。常用的CAN總線協議標準SAE-J1939中，標準給OSI（開放係統互聯參考模型）定義成（chéng）七層：物理層，數據鏈路層，網絡層，傳輸層，會話（huà）層，表示層，應用層。其（qí）中（zhōng）物理層和數據（jù）鏈路層是最基礎的兩層（céng），在（zài）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（xùn）協議。因此（cǐ）我國的CAN 通信（xìn）協議的製定主要包括物理層和應用層協議兩個方麵（miàn），其中最主要的工作還是集（jí）中在應用層上。

  我（wǒ）們注意到，除新能源（yuán）車、充電樁之外無人駕駛、智慧停車等延伸行業也步（bù）入快速發展期。上述行業都有（yǒu）一個共同點——使用CAN總線，因此，CAN總線的應（yīng）用問題始終貫穿在新能源行業的發展中。