新能源（yuán）汽車，高（gāo）壓連接器簡介

  目前，國內機動（dòng）車保有量已經突破三億大關。由於大量的燃油車帶（dài）來嚴（yán）峻的環境問題，因此（cǐ）全麵禁售燃油車的日程在全世界範圍內被提起。近年來，隨著國家倡導綠色發展，一些國內造車新勢力（lì），諸如蔚來汽車，理想汽車，小鵬汽車等迅猛發展。特別是特斯拉超級工廠在上海投產之後，新能源汽車產業正以日（rì）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，但按（àn）照2020年全（quán）國約2000萬左右的汽車銷量，新能源汽車（chē）市場才剛剛起步，整個行業會慢慢進（jìn）入高速發（fā）展階段（duàn），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（yàn）。

   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)是最重要的核心技術，對整車的動力性、經（jīng）濟性、可靠性和安全性等有著重（chóng）要影響（xiǎng）。在新能源汽車工業（yè）領域，高壓連接器是極為重要（yào）的組件，它作為模塊化連（lián）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（gài）述（shù）

  電（diàn）動汽車（chē）上所用的高壓連接器有公端和母端（duān）之分，公端（duān）往往以線（xiàn）端的形式存在，母端的出線方式總體有銅排、螺栓和線纜壓接三種。在性能上相對（duì）傳統連接器也有更高（gāo）的要求，如高壓互鎖HVIL、IP67/68、IP6K9K防護、阻（zǔ）燃等級V0、電磁防護等。

  高壓連接器是通過電（diàn）或光信號以及機械力連接，斷開（kāi）或轉換電路和（hé）光通道的（de）功能元件。隨著新（xīn）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中起到什麽作用呢?

  用於新能源汽車的高壓連接器主（zhǔ）要由四個部分組成：觸點，絕緣子，外殼和配件。其（qí）中，觸點是連接器的核心部（bù）件，整個車輛的所有線路和係統都通過插（chā）入式觸點連接到行（háng）駛過程中所需的光電信號。絕緣子主要起絕緣作用。外殼主要起到固定和保護作用; 附件是為（wéi）了根據（jù）用戶要求完成對電纜和連（lián）接到連接器的其（qí）他零件的保護，並滿足工作環境的其他要（yào）求（qiú）。接觸件的接觸可靠（kào）性取決於（yú）許多（duō）因素，例如接觸件的接觸形式，表麵（miàn）質量，原材（cái）料性能和工（gōng）作環境。

  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（yào）包括接觸電阻，絕緣耐壓（yā）和絕緣電阻。其中，接觸（chù）電阻由引腳和插座保證。主要有兩（liǎng）個要求：1.插（chā）針（zhēn）和插座的接觸電（diàn）阻必須小於規定（dìng）的接觸電阻; 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（zhǎng）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（zhī）間可（kě）靠地傳（chuán）輸光和（hé）電（diàn）信號。高（gāo）壓連接器（qì）內部的絕緣體可確保耐壓和絕緣電阻，在（zài）工作環境中需要較（jiào）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（diǎn）的常用材料是：錫青銅，鈹青銅（tóng），黃銅，鉛黃銅，紅銅（tóng）和其他銅合金。銅具有高的導電性和導熱（rè）性，耐腐蝕性以（yǐ）及良好的（de）可操（cāo）作性。

二，名詞解釋

   對於（yú）在新能（néng）源汽車（chē）及其相關行業工作的（de）人員，實（shí）際工作中，會遇到（dào）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（yuán），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。

1,EV(Electric Vehicle)電動（dòng）汽車

  電動汽（qì）車是指以車載電源為動力，用電機驅動（dòng）車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項（xiàng）要（yào）求的車輛。由於對環境影（yǐng）響相對傳統燃油汽車較小，其前景被廣（guǎng）泛看好。

電動汽車根據電力構成分（fèn）為：

1）純電動汽車(BEV)

2）混合動力汽車(HEV)

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

 3） 燃料電池汽車（FCEV)

2,PDU(Power Distribution Unit) 高壓配電單（dān）元（電源分配插座）

  功能是負責新能源車高壓係統中的電（diàn）源分配與管（guǎn）理，為整車（chē）提供充放電控製、高壓部件上電（diàn）控製、電（diàn）路過（guò）載短路保護、高壓采樣、低壓控製等功能，保護和監控高壓係統的運行。PDU也能夠集成BMS主控、充電模塊、DC模塊、PTC控製模塊（kuài）等功能，與傳統PDU相比多了整車功能模塊（kuài），功能上更加集（jí）成化，結構（gòu）上更複雜，具有水冷或是風冷等散熱（rè）結構。PDU配（pèi）置（zhì）靈活，可以根據（jù）客戶要求進行定製開發，能（néng）夠滿（mǎn）足不同客戶不同（tóng）車型需求，比如三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（bāo）內部設計，也是配電盒的（de）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（chē）電氣性能很重要。根據BDU在電池包的位置，可以分為電池（chí）箱（xiāng）內安裝式和箱外安裝式(也稱為（wéi）battery junction box)。

  箱內安裝（zhuāng）式的外殼一般為（wéi）塑料材（cái）質，沒有IP等級要求；箱外安裝式一般為鋁合金殼體，滿（mǎn）足IP67等級要求。從電氣組成上（shàng）看，PDU產品（pǐn）主要元器（qì）件是MSD（選配），BMS（選配），繼電器，熔（róng）斷器，預充電阻，電流采集元件（jiàn），銅排，連接（jiē）器與線束總成等。BDU產品（pǐn）主要元器（qì）件是繼電器，熔斷器，BMU(選配)，電流采集元件，銅排，連接器與線（xiàn）束總成等。

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

5,VCU （Vehicle Control Unit 整車控製器）

6,BMS （BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 電池管理係統）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（wéi）修電動汽車的（de）技術人員安全，電池包通常安（ān）裝有（yǒu）手動維修開（kāi）關MSD，以斷開高（gāo）壓回路，使維修（xiū）等工作處於一種較為安全的（de）狀態；或在突發短路時（shí），可以快速分離高壓（yā）電路的連接。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，它的設計和選型格外重要，不（bú）容忽（hū）視。MSD工（gōng）作的基本原理是將MSD安裝在主回路中，內置高壓保險絲（sī），並設計有高壓互鎖功能。在外部（bù）發生短路時，保險絲熔斷（duàn）切斷高壓回路；需要手動斷開（kāi）高壓（yā）時，高（gāo）壓互鎖會（huì）先斷（duàn）開，然後再斷開高壓回路。因此，一般來說，保險絲、高壓（yā）互（hù）鎖HVIL接口是MSD必（bì）備的，其中有些具有二次解鎖功能，此外還包括密（mì）封件、手動斷開拉手、高壓警示標識，以及殼體與固定結構等。

8,GCU 電機控製器  

9,增程器 Range-Extender

  高效增程器作為新能源車輛的核心（xīn）動力部（bù）分（fèn），主要由：發動機、發動機控製器（EECU）、ISG電機、發電機控製器（GCU）、增程器控（kòng）製器（RECU）五部分構成。

  增程器也可視其為從混合動力驅動向純電動驅動的一（yī）種可靠的過（guò）渡產品。在（zài）常見的混合動力係統中（zhōng），都是以發（fā）電機為主，電動機為輔。而增程式電動車（chē），是以電（diàn）動機為主（zhǔ），發動機為輔。發動機（jī）的唯一（yī）作用（yòng）是發（fā）電。

10,DC-DC 電能(直流-直流)變換器

  DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變換為可變（biàn）的直流電壓,這種技術被廣泛應用於無軌電車、地鐵（tiě）、列車、電動車的無級變速和控製，同時使上述控製具有加（jiā）速平穩、快速響應的性能（néng）,並同時收到節約電能的效果。用直流斬波（bō）器代替變（biàn）阻器可節約20％～30％的電能。直流斬波器不僅（jǐn）能起到調壓的作用（yòng）(開關（guān）電源),同時還能起到有效抑（yì）製電網（wǎng）側諧（xié）波電流噪（zào）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（de）熱源（yuán）來自（zì）於發動機散發的熱量，但新能源電動車沒有了可以散發大（dà）量（liàng）熱量的發動機（jī），隻能找外援。而這外援就是PTC和熱泵。     新能源汽車空調PTC製熱與熱泵製熱的區別在於：其中PTC製熱=製造熱，熱泵製熱=搬運熱。PTC是Positive Temperature Coefficient（正溫度係（xì）數） 的縮（suō）寫，泛（fàn）指正溫度係數很大的半導體材料或元器（qì）件。既通過給（gěi）熱敏電阻通電，使得電（diàn）阻發（fā）熱（rè）來提高溫度。PTC在極（jí）致情況下，也隻能實現100%的能量（liàng）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上的各式各（gè）樣的傳感（gǎn）器， 在第一時間收集車內外的環境數據， 進行靜、動（dòng）態物體的辨識、偵測與追蹤等技術上的處理， 從而能夠讓駕駛者在最快（kuài）的時間察覺可能發生的危險， 以引起注意和提高安全性的主動安全技術。ADAS 采用的傳感器主要（yào）有攝像頭、雷達、激光和超聲波等（děng），可以探測光、熱、壓力或其它（tā）用於監（jiān）測汽車（chē）狀（zhuàng）態的變量， 通常（cháng）位於車輛的前後保險杠、側視鏡、駕駛杆內（nèi）部或者擋風玻璃上。早期的ADAS 技術（shù）主要以被動式報警為主，當車輛（liàng）檢測到潛在危險（xiǎn）時， 會發出警報提醒駕車者注意異（yì）常的車（chē）輛或道路情況。對於最新的ADAS 技術來說，主動（dòng）式幹預也很常見。

13,V2X全稱Vihicle to everything

  即（jí）車與（yǔ）任何事（shì）物的聯係，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（qì），網絡通（tōng）訊技（jì）術與其它周邊車、人（rén）、物進行通訊交流，並根據收（shōu）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（wǎng）

  CAN總線將多個控製單元原本獨立的處理過（guò）程通過雙絞線、光纜等相互聯係起來，從而實現在兩條CAN總線上多個控製單元間的（de）信息共享（xiǎng）。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（xíng））定義成七層：物（wù）理層（céng），數據鏈路層，網絡層，傳輸層（céng），會話（huà）層，表示層，應用層。其中（zhōng）物理層和數據鏈路層是最基礎的兩（liǎng）層，在標準ISO 11898中進行定義，並且不可變（biàn）更（gèng）。而SAE-J1939定義了應用層的相關會話規則，所謂通訊（xùn）協議。因此我國的CAN 通（tōng）信協（xié）議的製定主要包括物理層和應用層協議兩個方麵，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（yuán）車、充電樁之外無人駕駛、智慧停車等延伸行業也步入快速發（fā）展期。上述行業都有一個共同點——使用CAN總線（xiàn），因此，CAN總線的應用問題始終貫穿在新（xīn）能源（yuán）行（háng）業的發展中。