新能（néng）源汽車，高壓（yā）連接器簡介

  目前，國內機（jī）動車保有（yǒu）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（sè）發展（zhǎn），一些國內造車新勢力，諸如蔚來汽車，理想汽車，小鵬汽車等迅（xùn）猛發展。特別是（shì）特斯拉超級工廠在上海投產之後，新能源汽車產（chǎn）業正以日新月異的速度浪湧而來，僅Tesla一家新能源車企，在全（quán）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（jìn）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（biàn）利和出行（háng）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（kòng）製（zhì）器)和 BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 電池管理係統)是最（zuì）重（chóng）要的核心技（jì）術，對整（zhěng）車的動力性、經濟性、可靠性和安全（quán）性等有著重要影（yǐng）響。在新能源（yuán）汽車（chē）工業領域，高壓連接器是極為重要的組件，它作（zuò）為模塊化（huà）連接的重要組成部分，已在（zài）整車和充電設備中大（dà）量（liàng）使用。

一，連接器概述

  電動汽車上所用的高壓（yā）連接器有公端和母端之分，公端往往以線端的形式（shì）存在，母端的出線（xiàn）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（jiē）器也有（yǒu）更高的要求，如高壓（yā）互鎖HVIL、IP67/68、IP6K9K防護、阻燃等級V0、電磁防護（hù）等。

  高壓連接器是通過電或光信號以及機械力連接，斷開或（huò）轉換電路和光通道（dào）的功能元件。隨著新能源汽車（chē）的普及（jí），高壓連接器的開發和使用正在增加。那（nà）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要由四個部分組成：觸點，絕緣子，外殼和配件。其中，觸點是（shì）連接器的（de）核心部件，整個車輛的所有線路和係統都通過（guò）插入式觸點連接到行駛過程中所需的光電信號。絕緣子主要起絕（jué）緣作用。外殼主要起到固定和保護（hù）作用; 附（fù）件是為了根據（jù）用戶要求完成對（duì）電纜和連接到連接器（qì）的其他零件的保護（hù），並滿足工作環境（jìng）的（de）其他要（yào）求。接觸件的（de）接觸可靠性取決於許多（duō）因素，例如接（jiē）觸件的（de）接觸形（xíng）式，表麵質（zhì）量（liàng），原材料性能和工作環境。

  高壓連接器的（de）基本性能主（zhǔ）要分為三（sān）個部分：電氣性能，機械性能和耐環（huán）境性。電氣性能主要包括接觸電阻，絕緣耐壓和絕緣電阻。其（qí）中，接觸電阻由引腳和插座保證。主要有兩個要求：1.插針和插座的接觸電阻必須小於規定的接觸電阻; 2.插入插針和插座後，請確保接觸的連續性，並且不要瞬時或長期斷開接觸。僅通過（guò）完成這兩點，就可以確保在連接到（dào）電連接器的組件之間可（kě）靠地傳（chuán）輸光和電信號。高壓連接器內部（bù）的絕緣體可確保耐壓和（hé）絕緣電阻，在工作環境中需要較高的絕緣和耐擊穿電壓。

  在（zài）現有材料中，用於高壓連接器觸點的常用材料是：錫（xī）青銅，鈹青銅，黃銅，鉛黃（huáng）銅，紅銅和其他銅合金。銅具有高的導電（diàn）性和導熱性，耐腐蝕性以及良好的可操作性（xìng）。

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（yù）到（dào）各種與連（lián）接器應用相關的名詞（cí），對（duì）大部分同事，特別是一些非（fēi）專業開發人員，對（duì）這些名詞可能一知半解。本部分對相（xiàng）關資料進行係統整合，供大家參考。

1,EV(Electric Vehicle)電動汽車

  電動汽車是指以（yǐ）車載電源（yuán）為動力（lì），用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安（ān）全法規各（gè）項要求的車輛。由於對環境影響相對傳統燃油汽車較小，其前景被（bèi）廣（guǎng）泛（fàn）看好。

電動汽車根據電力構成分為：

1）純電動（dòng）汽車(BEV)

2）混（hún）合動力汽車(HEV)

  混合（hé）動（dòng）力汽車根據動力（lì）係統結構形式又分為以下三類：串聯式混合動力汽車(SHEV),並聯式（shì）混（hún）合動力汽車（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) 高壓配電單元（電源分配插座）

  功能是負責新能源（yuán）車高壓係統中的（de）電（diàn）源（yuán）分配與（yǔ）管理，為整車提（tí）供充放電控製、高壓部件上電（diàn）控製、電路過載短（duǎn）路保護、高壓采樣、低壓控製等功（gōng）能，保護和監控高壓係統的運行。PDU也能夠集（jí）成BMS主（zhǔ）控、充電模塊、DC模塊、PTC控製模塊等功能，與傳（chuán）統（tǒng）PDU相比多了整車功能模塊，功能上更加集成化，結（jié）構上更複雜，具有水冷或是風冷等散熱（rè）結構。PDU配置靈活（huó），可以根據客戶要求進行定製開發，能夠滿足不同（tóng）客戶不同車型需求，比如三合一，四合一，五合一等。

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

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

  箱內安裝式的外殼一般為塑料材質，沒有IP等級（jí）要求；箱（xiāng）外安裝式一般為鋁合金殼體，滿足IP67等級要（yào）求。從電（diàn）氣組成（chéng）上看，PDU產品主要元器件是MSD（選配），BMS（選（xuǎn）配），繼電器，熔斷器，預充電阻，電流采集元件（jiàn），銅排，連接器與線束（shù）總成等。BDU產品主要元器件是繼電器，熔斷器，BMU(選配)，電（diàn）流采集元（yuán）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 整車控製器）

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

7,MSD （Manual Service Device）手動維修開（kāi）關

  為保護在高壓環境下（xià）維修電動汽車（chē）的技術人員安全，電池包通常安裝有手動維修開關MSD，以斷開高壓回路，使維修等工作處於一種較為安全的狀態；或在突發短路時，可以快速分離高壓電路的連（lián）接（jiē）。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（zài）主回路中，內置高壓保險絲，並設計有高壓互鎖功能。在外部發生短路時，保險絲熔斷切斷（duàn）高壓回路；需要手動斷開高壓時，高壓互鎖會先斷開，然後再斷開高壓回路。因（yīn）此，一般來說，保險絲、高壓互鎖HVIL接口是MSD必備的，其中有（yǒu）些具有二次解鎖功（gōng）能，此（cǐ）外還包括密封件、手動斷開拉手（shǒu）、高壓警示標識，以及殼體與固定結構等。

8,GCU 電（diàn）機（jī）控製器  

9,增程器 Range-Extender

  高效增（zēng）程（chéng）器作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（qì）（EECU）、ISG電機、發電機控製器（GCU）、增程（chéng）器控製器（qì）（RECU）五（wǔ）部分構成（chéng）。

  增程器也可視其為從混合（hé）動（dòng）力驅動向純（chún）電動驅動的一種（zhǒng）可靠的（de）過渡產品。在常見的（de）混合動力係統中，都是以發電機為主，電動（dòng）機為輔。而增程式電動車，是（shì）以電動機為主，發動機為（wéi）輔。發動機的唯一作用是發電。

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、快速響應的性能,並同（tóng）時（shí）收到節約（yuē）電能的效果。用直（zhí）流（liú）斬波器代替變阻器可節（jiē）約20％～30％的電能。直流（liú）斬波器（qì）不僅能起到調壓（yā）的作用(開關電源),同時還能起到（dào）有效（xiào）抑製電網側諧波電流噪聲（shēng）的作（zuò）用。

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

  傳統燃油汽車的暖風空調的熱源來自於發（fā）動機散發（fā）的熱量，但新能源電動車沒有了可以散（sàn）發大量熱量的發動機，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（yú）：其中PTC製熱=製（zhì）造熱，熱泵製熱=搬運（yùn）熱。PTC是Positive Temperature Coefficient（正溫度（dù）係（xì）數） 的縮寫（xiě），泛指正溫度係數很大的半導體材料或元器件。既通過（guò）給熱敏電阻通電，使得（dé）電阻發熱來提高溫度。PTC在極致情況下，也隻能（néng）實現100%的能量轉換。  12,ADAS（Advanced Driving Assistant System）即高級駕駛輔助（zhù）係（xì）統

  高級駕駛輔助係統是利用安（ān）裝於車上的各式各樣的傳感器， 在第一時間收集車內外的環境數據， 進（jìn）行靜、動態物體的辨識、偵（zhēn）測與追蹤等技術上的處理， 從而能夠讓駕駛者在最快的（de）時間察覺可能發生的危險， 以引起注（zhù）意（yì）和提高安全性的主動安全技術。ADAS 采用的傳感器主要有攝像頭、雷（léi）達、激光（guāng）和超聲波等（děng），可以探測光、熱、壓力或（huò）其它用於監測汽車狀態的（de）變量， 通常位（wèi）於車輛的前後（hòu）保險（xiǎn）杠、側視鏡、駕駛（shǐ）杆內部或者擋風玻璃上。早期的ADAS 技術主要以（yǐ）被動式報警為主，當車輛檢測到潛在危險時， 會發（fā）出警報提醒駕車者注意異常的車輛或道路情況。對於（yú）最新的ADAS 技術來說，主動式幹預也很常見（jiàn）。

13,V2X全稱Vihicle to everything

  即車與任何事物的聯係，主要包括V2V車與車(vehicle)，V2I車與基礎設施(vechile to infrainstructure)，V2P車（chē）與人(vehicle to people)，V2N車與雲（yún）（vehicle to network）。詳細一點就是車輛通過傳感器，網絡通（tōng）訊技術與其它周邊車、人（rén）、物進行（háng）通（tōng）訊交流，並根據收集（jí）的信息進行分析、決策的一項技術。

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過程通過（guò）雙絞線、光纜等相互（hù）聯（lián）係起來，從而實現在（zài）兩條CAN總線上多（duō）個控製單元間（jiān）的信息共（gòng）享。常（cháng）用的CAN總線協議標準SAE-J1939中，標（biāo）準給OSI（開放係統互聯參考模型）定義成七（qī）層：物理層，數據鏈路層，網（wǎng）絡層，傳輸層，會（huì）話層，表示層，應用層。其中物（wù）理（lǐ）層和數據（jù）鏈路層是最基礎（chǔ）的兩（liǎng）層，在標（biāo）準ISO 11898中進行定義（yì），並且不可變（biàn）更。而SAE-J1939定義了應用層的相關會（huì）話規則，所謂通訊協議。因此我國的CAN 通信協議的製定主要包括（kuò）物理層和（hé）應用層協議兩個（gè）方麵，其中最主要（yào）的工作還是集中在應用層上。

  我們注意到，除新能源車、充電樁之外無人駕駛、智慧停車等延（yán）伸行（háng）業（yè）也步入快速發展期。上述行業都有一個共（gòng）同點——使用CAN總（zǒng）線（xiàn），因此，CAN總線的應用（yòng）問題始終貫穿在新能源行業的發展中。