新能源汽車，高壓連接（jiē）器簡介

  目前，國內機動車保有量已經突破（pò）三億大關。由於大量的燃油車帶來嚴峻的環境問題，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，隨著國家倡導綠色（sè）發（fā）展，一些國內造車新勢力，諸（zhū）如蔚來汽車，理（lǐ）想（xiǎng）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（zhī）後，新能源汽車產業正以日新月異的速度浪湧而（ér）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新能源汽車帶來的駕駛便利（lì）和出行體驗。

   在新能源汽車的整個架構平（píng）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（diàn）池管理係統)是（shì）最重（chóng）要的核心技術，對整車的動力性、經濟性、可靠性和安全性等有著重要（yào）影響。在新能源汽（qì）車工（gōng）業領域（yù），高壓連接器是極為（wéi）重要的組件，它作（zuò）為模塊化連（lián）接的（de）重要組成部分，已在整車和充電設備中大量使用。

一，連（lián）接器概述

  電動（dòng）汽車上所（suǒ）用的（de）高壓連接器有公端和母端之分，公端往往（wǎng）以線端的形式存在，母端的出線方式總體有銅排、螺栓和線纜壓接三種。在性能上相對傳統連接器也有更（gèng）高的要求，如高（gāo）壓互鎖HVIL、IP67/68、IP6K9K防護、阻燃等級（jí）V0、電（diàn）磁防護等。

  高壓連接器是通過電或光（guāng）信號（hào）以及機械力連接，斷開或轉（zhuǎn）換電路和光通道的（de）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（qì）車（chē）中起到（dào）什麽作用呢?

  用於新（xīn）能源汽車的高壓連接器主要由四個部分組成：觸點（diǎn），絕緣（yuán）子，外殼和配件。其中，觸點是連接器的核心部件，整個車輛的所有線路和係統都通過插入式觸點連接到行駛過程中所需的光（guāng）電信號。絕緣子主要起絕緣作用（yòng）。外殼主要起到固（gù）定和保護作用; 附件是為了根據用（yòng）戶要求完成對電（diàn）纜（lǎn）和連接到（dào）連接器（qì）的其（qí）他零件的保護，並滿足工作環境的其他要求。接觸件的接觸可靠性取決於許多因素，例如接觸（chù）件的接觸形式，表麵質量，原材料性能（néng）和工作環境。

  高壓連接器的基本性能（néng）主要（yào）分為（wéi）三個部分：電氣性能，機械性能和耐環境（jìng）性。電氣（qì）性能主要包括接（jiē）觸電阻，絕緣耐壓和（hé）絕緣電（diàn）阻。其中，接觸電阻由引腳和插座（zuò）保證。主要有（yǒu）兩個要求：1.插針和插座的接觸電阻必須小於（yú）規定的接觸電阻（zǔ）; 2.插（chā）入插針和插座後，請確保（bǎo）接觸的連續性，並且不要（yào）瞬時或長期斷開接觸（chù）。僅通過完成（chéng）這兩點，就可以確保在連接到電連接（jiē）器的組件之間可靠地傳輸光和電（diàn）信號。高壓連接器內部的絕緣體（tǐ）可確保耐壓和絕緣電阻，在工（gōng）作（zuò）環境中需要較高的絕緣和耐擊穿電（diàn）壓。

  在現有材料中，用於高壓連接器觸點的常用材料是：錫青銅，鈹青銅（tóng），黃銅，鉛黃銅，紅銅和其他銅合金。銅具有高的導電性和導（dǎo）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（gōng）作的人員，實際工作中，會（huì）遇到各種與連接器（qì）應用相關的名詞，對大部分同事，特別是一些非（fēi）專業開發人（rén）員，對這些名詞可能一知半解。本部（bù）分對相關資料進行係統整合（hé），供大家參考（kǎo）。

1,EV(Electric Vehicle)電動汽車

  電動汽車是指以車（chē）載電（diàn）源為動力（lì），用電機驅動車（chē）輪行駛，符合道路交通、安全（quán）法規各項要求的車輛。由（yóu）於對環境影響相對傳統燃油汽車較小，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（hé）動力汽車（chē）根據（jù）動力係統結構（gòu）形式又分為以下三（sān）類：串聯式混合動力汽車（chē）(SHEV),並聯式混合動力汽車（PHEV),混聯式混合動力汽車（CHEV).

 3） 燃料電（diàn）池汽車（FCEV)

2,PDU(Power Distribution Unit) 高壓（yā）配電單元（電（diàn）源（yuán）分配插座）

  功能是負責新能源車高壓係統中的電源分配（pèi）與管理，為整車提供充（chōng）放電控製、高壓部件上電控製（zhì）、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（yā）係統的運行。PDU也能夠集成BMS主控、充電模塊、DC模塊、PTC控製（zhì）模塊等功能，與傳統PDU相比多了整車功能模塊，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，可以根據客戶要（yào）求進行定製開發，能夠滿足不同客（kè）戶不同車型需求，比如三合一（yī），四合一，五合一（yī）等。

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

  專為電（diàn）池包內部設計，也是配電盒的一種（zhǒng）。目前BDU都是根（gēn）據車廠需求定製，因此收集客戶需求及客（kè）戶整車電氣性能很重要。根據BDU在電池包（bāo）的位置，可以分為電池箱內安裝式和箱外安裝式(也稱為battery junction box)。

  箱內安裝式的外殼一般（bān）為塑料材質，沒有IP等級要求；箱（xiāng）外（wài）安裝式（shì）一般為鋁合金殼體（tǐ），滿足IP67等級要（yào）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（chōng）電阻，電流采集元件（jiàn），銅排，連接器與線束總成等（děng）。BDU產（chǎn）品主要元器件是繼（jì）電器，熔斷器，BMU(選配)，電流采集元件，銅排，連接器與線束總成等。

  4,MCU (Moter Control Unit 電機（jī）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（bǎo）護在高壓環境下維修電動汽車的技術人員安全，電池包通常安裝有手動維修開（kāi）關MSD，以斷開高壓回路，使維修等工作處（chù）於一種較為安全的（de）狀（zhuàng）態（tài）；或在突發短路時，可（kě）以快（kuài）速分（fèn）離高壓電路的連接。MSD雖然隻是Pack的一個小部件，由於這個部件涉及到（dào）產品的安全，它的設計和選型格外重要，不容忽視。MSD工作的基本原理是將MSD安裝在主回（huí）路中，內置（zhì）高壓保險絲，並設計有（yǒu）高壓互鎖功能。在（zài）外部發（fā）生短路時，保險絲熔斷切斷高壓回路（lù）；需要手動斷開高壓（yā）時，高壓（yā）互（hù）鎖會先斷開，然後再斷開高壓回路（lù）。因此，一般來（lái）說，保險絲、高壓互鎖HVIL接口是MSD必（bì）備的，其中（zhōng）有些具有（yǒu）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（tǐ）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（zuò）為新能源車輛的核心動（dòng）力部分，主要由：發動機、發動機控製器（EECU）、ISG電機、發（fā）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種（zhǒng）可靠的過渡產品。在常見的混合動力係統中，都是以發電機為主，電動機為輔（fǔ）。而增程式（shì）電（diàn）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-直流)變換器

  DC/DC變（biàn）換器將一個固定的直流電壓（yā）變換（huàn）為可變（biàn）的（de）直流電壓,這種（zhǒng）技術被廣泛應用於無軌電車、地鐵、列車、電動車的無級（jí）變速和控製，同（tóng）時使上述控製具有加速平穩（wěn）、快速響應的性能,並（bìng）同時收到節約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節（jiē）約20％～30％的電能。直流斬波器不僅（jǐn）能起到調壓的作用(開關電源),同時（shí）還能起到有效抑製電網側諧波（bō）電流噪聲的作用。

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

  傳統燃油汽車的暖風空調的熱（rè）源來自於發動機散發的熱量，但新能源（yuán）電動車沒有了可以散發大量熱量的發動機，隻（zhī）能找外（wài）援。而這（zhè）外援就（jiù）是PTC和熱泵。     新能源汽車空調（diào）PTC製熱與熱泵製熱的區別在於：其中（zhōng）PTC製熱=製造熱，熱泵製熱=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（lái）提高溫度。PTC在極致情況下，也隻能（néng）實現（xiàn）100%的能量轉（zhuǎn）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（shàng）的各式各樣的（de）傳感器， 在第（dì）一時間收集車（chē）內外的環境數據， 進行靜、動態物體的辨識、偵測與追（zhuī）蹤等技術上的處理， 從而能夠讓駕駛（shǐ）者在最快的時間察覺可能發生的危險， 以引（yǐn）起注（zhù）意和提高安全性（xìng）的主動安全技術。ADAS 采用的傳感（gǎn）器主要有攝像頭、雷達、激光和（hé）超聲波等，可以探測光、熱、壓力或（huò）其它（tā）用於監測汽車狀態的變量， 通常（cháng）位於（yú）車輛（liàng）的前後保險（xiǎn）杠、側視鏡、駕駛杆內（nèi）部或者擋風玻璃上。早期的ADAS 技術主要以被動式報警為主，當車輛檢測到潛在危險時（shí）， 會發出警報提（tí）醒駕車者注意異常的車輛或道路情況。對於最新的ADAS 技術來（lái）說，主動式幹預也很常見。

13,V2X全稱Vihicle to everything

  即車與任何事（shì）物的聯係，主要包括V2V車與（yǔ）車(vehicle)，V2I車與基礎設（shè）施(vechile to infrainstructure)，V2P車與人(vehicle to people)，V2N車與雲（yún）（vehicle to network）。詳細一點就（jiù）是車輛通過傳感器，網絡通訊技術與其它周邊車、人、物進行通訊交流，並根據收集的信息進行分析、決策的一項技（jì）術。

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

  CAN總線將多個（gè）控製（zhì）單元原本獨立的處理過程通過（guò）雙絞線、光纜等（děng）相互（hù）聯係起來，從而實現在兩條CAN總線（xiàn）上多個控製單元（yuán）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）定義成七層：物理層，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是最基礎的兩層，在標準ISO 11898中進行定義，並且（qiě）不可變更。而SAE-J1939定義了應用（yòng）層的相關會話規則，所（suǒ）謂通（tōng）訊協議。因此我國的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（zhōng）最主要的工作還是集中在應用層上。

  我（wǒ）們注意到，除新能源車、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（shǐ）終貫穿在新能源行業的發展中。