新能源汽（qì）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，隨著國家倡導綠色發展，一些國內造車（chē）新勢力，諸（zhū）如蔚來汽車，理想汽車，小鵬汽車等迅猛發展。特別（bié）是（shì）特斯拉超級工廠在上海投產之後，新能源汽車（chē）產業（yè）正以日新月異的速度浪湧而來，僅Tesla一（yī）家新能源車企，在全球年交付近50萬輛（liàng），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（cái）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（lái）越接受（shòu）新能源汽車帶來的駕駛（shǐ）便利（lì）和出（chū）行體驗。

   在新能源汽車的整個架構平台（tái）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（chí）管理係統)是最重要的核心技術，對整車的（de）動力（lì）性、經（jīng）濟性、可靠性和安全性等有著重要影響。在（zài）新能源汽車工業（yè）領域，高壓連接器是極為重要的組件，它作為模塊化連接的（de）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（jiē）器概述

  電動汽車上所用的高壓連接器有公（gōng）端和母端之分，公端往往以線端（duān）的形式存在，母端（duān）的出線方式（shì）總體有銅排、螺栓和線（xiàn）纜壓接三種（zhǒng）。在性能上相對傳統連接器也（yě）有更（gèng）高的要（yào）求，如高壓互鎖（suǒ）HVIL、IP67/68、IP6K9K防護、阻燃等級V0、電磁（cí）防護等。

  高壓連接器是（shì）通（tōng）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（de）功能元件。隨著新能源汽（qì）車的普及，高壓連接器的開發和使用正在增加（jiā）。那麽高壓連接器在汽車中（zhōng）起到什麽作用呢?

  用於新能源汽車的高壓連接器主要由四個部分組成：觸（chù）點，絕緣子，外殼和配件。其（qí）中，觸點是連接器的核心部件，整個車輛的所有線路和係統都（dōu）通過插入（rù）式觸點連接到（dào）行駛過程中所需（xū）的光電信號。絕緣子主要起絕（jué）緣作用。外殼主（zhǔ）要起到固定和（hé）保護作用; 附件是（shì）為了根據用戶要求完成對電纜和連接到（dào）連接器的其他零件的保護，並滿足工作環境的其（qí）他要求。接觸件的接觸可靠性取決於許多（duō）因素，例如（rú）接觸件的接（jiē）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部（bù）分：電（diàn）氣性能，機械性能和耐環境性。電氣性（xìng）能主要包括接觸電阻，絕緣耐壓（yā）和絕緣電阻。其（qí）中，接觸電阻由引腳和（hé）插座保證。主要有兩個要（yào）求：1.插針和插座的（de）接觸電阻（zǔ）必須小於規定的接觸電（diàn）阻; 2.插入插針和插座後，請確保（bǎo）接（jiē）觸（chù）的連續性（xìng），並且不（bú）要瞬時或長（zhǎng）期斷開接觸。僅通過完成這兩點，就（jiù）可以確保在連接到電連接器（qì）的組件之間可靠地（dì）傳輸光（guāng）和電信號。高壓連接器內部的絕緣體可確保耐壓和絕緣電阻，在工（gōng）作環境中需要較（jiào）高（gāo）的絕緣和耐擊穿電壓。

  在現有材（cái）料中，用於高壓連接器觸點的常用材料是：錫（xī）青銅（tóng），鈹青銅（tóng），黃銅，鉛（qiān）黃（huáng）銅（tóng），紅銅和其（qí）他銅合金（jīn）。銅具（jù）有高的（de）導電性和（hé）導熱性，耐腐蝕性以（yǐ）及良好的可操作性。

二，名詞（cí）解釋

   對於在新能源汽車及其相關行業工作的人員，實（shí）際工作中，會遇到各種與連接器應用相關的名（míng）詞，對大部（bù）分同事，特別（bié）是一些非專業開發人員，對這些名詞可能一知半解。本部分對相關資（zī）料進行係統整合，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（xiǎng）相對傳（chuán）統燃油汽車較小，其前景（jǐng）被廣（guǎng）泛看好。

電動汽車根據電（diàn）力構成分（fèn）為：

1）純（chún）電動汽車(BEV)

2）混合動力汽（qì）車(HEV)

  混合動力汽車根據動力（lì）係統結（jié）構形式又分為以下三類：串（chuàn）聯式混合動力汽車(SHEV),並聯式混合動力汽車（PHEV),混聯式混（hún）合動力汽車（CHEV).

 3） 燃料電池汽車（FCEV)

2,PDU(Power Distribution Unit) 高壓配電單元（電（diàn）源分配插座）

  功能是負責新能源車高壓係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（gāo）壓采樣、低壓控製等功（gōng）能，保護和監控高壓係（xì）統的（de）運（yùn）行（háng）。PDU也（yě）能夠集成BMS主控、充電模塊、DC模塊、PTC控製模塊等功能（néng），與傳統PDU相比多（duō）了整車功（gōng）能模塊，功能上更加集成化，結構上（shàng）更複雜（zá），具（jù）有水冷或（huò）是風冷等散熱結構。PDU配置靈活，可以（yǐ）根據（jù）客戶要求進（jìn）行定製開發，能夠滿足不同客戶不（bú）同（tóng）車型需求，比如三合一，四合一，五合（hé）一（yī）等。

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

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

  箱內（nèi）安裝式的（de）外殼一般為（wéi）塑（sù）料材質，沒有IP等級要求；箱外安（ān）裝式一般為鋁合金殼（ké）體（tǐ），滿足IP67等級要求。從電氣組成上看，PDU產（chǎn）品（pǐn）主要元（yuán）器件是MSD（選配），BMS（選（xuǎn）配），繼電器，熔斷器，預充電（diàn）阻，電流采集元件，銅排，連接（jiē）器與（yǔ）線束總（zǒng）成等。BDU產品主要元器件是（shì）繼電器，熔斷器，BMU(選配（pèi）)，電流采（cǎi）集元（yuán）件，銅排，連接（jiē）器與線束總成等。

  4,MCU (Moter Control Unit 電機控製器）

5,VCU （Vehicle Control Unit 整車控（kòng）製器（qì））

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

7,MSD （Manual Service Device）手動維修（xiū）開關

  為保護在高壓環境下維修電動汽（qì）車的（de）技術人員（yuán）安全，電池包通常安裝有手動維修開關MSD，以斷開（kāi）高壓回（huí）路，使維修等工作（zuò）處於一種較為安（ān）全的狀（zhuàng）態；或在（zài）突發短路時，可以快速分離高壓電路的連接。MSD雖然隻（zhī）是Pack的一個小（xiǎo）部件，由於這個部件涉及（jí）到產品的安全，它的設計和（hé）選型格外重要（yào），不容忽（hū）視。MSD工作的基本原理是將MSD安裝在主回路（lù）中，內置高壓保險絲，並設計（jì）有高壓互鎖功能（néng）。在外部發生短路時，保險絲熔斷切斷高壓回路；需要手動斷開高壓時，高壓互（hù）鎖會先斷開，然後再斷開高壓回路。因此，一般來說，保險絲、高壓（yā）互鎖（suǒ）HVIL接（jiē）口是MSD必備（bèi）的，其中有些具有二次（cì）解鎖功能，此外還包括密封件（jiàn）、手動斷開拉手、高壓警（jǐng）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（gāo）效增程器作為新能源車（chē）輛的核（hé）心動力部分，主要由：發動機、發動機控製器（EECU）、ISG電機（jī）、發（fā）電機控製（zhì）器（GCU）、增（zēng）程器控（kòng）製器（RECU）五部分構（gòu）成。

  增程器也可視（shì）其（qí）為從混合動力驅動向純電動驅動的一種可（kě）靠的過渡產品。在常見的（de）混合動力係統中，都是以（yǐ）發電機為主，電動機為輔。而增程式電（diàn）動車（chē），是以電動機為主，發動機為輔。發動（dòng）機的唯一作用是發電。

10,DC-DC 電能(直流-直（zhí）流)變換器

  DC/DC變換器將一個固（gù）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、列車、電動車的無級變速和控製，同時使上述控製具有加速平穩、快速響應的性（xìng）能,並同時收到節約電能的效果。用直流斬波器代替變阻（zǔ）器可節約20％～30％的電能。直流（liú）斬波器（qì）不僅能起到調壓的作用（yòng）(開（kāi）關電源),同時還能起到有效抑製電網側諧波電流噪聲（shēng）的作用。

11,PTC（Positive Temperature Coefficient）正（zhèng）溫度係數（shù）

  傳統燃油（yóu）汽（qì）車（chē）的暖風空調的熱源來自於發（fā）動（dòng）機散發的熱量（liàng），但新能源電動車沒有了可以散發大量熱量的發（fā）動機，隻能（néng）找外援。而這外援就是PTC和熱泵。     新能（néng）源汽車空調PTC製熱與熱泵製（zhì）熱的區別在（zài）於：其中（zhōng）PTC製熱=製（zhì）造熱，熱泵製熱=搬運熱（rè）。PTC是Positive Temperature Coefficient（正溫度（dù）係數） 的縮寫，泛指正溫度係數很大的（de）半導體材料或元器件。既通過（guò）給熱敏電阻通電，使得電阻發熱（rè）來提高溫度（dù）。PTC在極致情況下，也隻能實現100%的能量轉換。  12,ADAS（Advanced Driving Assistant System）即高級駕駛（shǐ）輔（fǔ）助係統

  高級駕駛輔（fǔ）助係統是利用安（ān）裝於車上的各式各樣的傳感器， 在第一時間收（shōu）集車內外（wài）的環境數據， 進行靜、動態物體的辨識、偵（zhēn）測與追（zhuī）蹤等技術上的處理， 從而能（néng）夠讓駕駛者在最快的時間察（chá）覺可能發生的危險， 以引起注意（yì）和提高安（ān）全性（xìng）的主動安全（quán）技術。ADAS 采用的傳感器主要（yào）有攝像頭（tóu）、雷達、激光和超聲（shēng）波等，可以探測光、熱、壓力或其它用於監測汽車（chē）狀態的變量， 通常位於車（chē）輛的前後保險杠、側視（shì）鏡、駕駛杆內部（bù）或者（zhě）擋風玻璃上。早期的ADAS 技術主要以被動式（shì）報警（jǐng）為主，當車（chē）輛檢測到潛在（zài）危險時， 會發出警報提醒駕車者注意異（yì）常的車輛或道路情況（kuàng）。對於最新的ADAS 技術（shù）來說，主動式（shì）幹預也很常見。

13,V2X全稱Vihicle to everything

  即車與任何事物的聯係，主要包括V2V車（chē）與車（chē）(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（tōng）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、決策的一項技術。

14,CAN：(Controller Area Network)控製（zhì）器局（jú）域（yù）網

  CAN總線將（jiāng）多個控製單元原本獨立的處理過程通過雙絞線、光（guāng）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（kǎo）模型）定義成七層：物理層，數據鏈路（lù）層，網絡層，傳輸層，會話層，表示層，應用層。其中物理層和數據鏈路層是最基（jī）礎的兩層，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（tōng）訊協議。因此我國的CAN 通信協議的製定（dìng）主要包括物理層和應用層（céng）協（xié）議兩個方（fāng）麵，其中最主（zhǔ）要（yào）的工作還是集中在應用（yòng）層上（shàng）。

  我們注意到，除新能源（yuán）車、充電樁之外無人駕駛（shǐ）、智慧（huì）停車等（děng）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（yīng）用（yòng）問（wèn）題（tí）始（shǐ）終貫穿在新（xīn）能源（yuán）行業的發展中。