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800V架構(gòu)下，給連接器帶來了哪些“改變”？
發(fā)布時間：2023年12月15日 |
文章來源：線束中國 |
瀏覽次數(shù)：1,793 |
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眾所周知，新能源汽車用連接器的作用主要是保證整車高壓互聯(lián)系統(tǒng)，即在內(nèi)部電路被阻斷或孤立不通處架起橋梁從而使電流流通，通過獨立或與線纜一起，為器件、組件、設(shè)備、子系統(tǒng)之間傳輸電流或光信號，并且保持各系統(tǒng)之間不發(fā)生信號失真和能量損失的變化，是構(gòu)成整個完整系統(tǒng)連接所必須的基礎(chǔ)元件。而一輛新能源汽車里的連接器大概有三種。
低壓連接器：電壓在24V之間，這個傳統(tǒng)燃油車里也有，主要是用于燃油車BMS，和空調(diào)車燈等系統(tǒng)。
高壓連接器：電壓在500-1000V之間，新能源汽車中的電池包、電機和電機控制器、PDU、充電系統(tǒng)、DCDC轉(zhuǎn)換器、空調(diào)壓縮機、PTC加熱器等這些高壓車身電子單元都用到了高壓連接器。
高速連接器：目前新能源汽車的車載傳感器，用量也增加不少，這對數(shù)據(jù)傳輸要求（高速高頻大數(shù)據(jù)量）相應提高，車載射頻連接器使用量也隨之增長，F(xiàn)AKRA、Mini-FAKRA（HFM）以及HSD(射頻)，其主要用于信息娛樂系統(tǒng)、導航、輔助駕駛系統(tǒng)、傳感器以及攝像頭等。
01.
電動汽車上所用的高壓連接器都有公端（Male connector）和母端（Female Connector）之分，公端往往以線端的形式存在，母端的出線方式總體有銅排、螺栓和線纜壓接三種，另外根據(jù)電流大小，還分為大電流高壓連接器和小電流高壓連接器，以50A為分界小于這個值的為小電流相反大于50A就是大電流連接器。
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、外殼和附件。
觸點是連接器的核心部件，整個車輛的所有線路和系統(tǒng)都通過插入式觸點連接到行駛過程中所需的光電信號。
絕緣子主要起絕緣作用，保證接觸件之間的絕緣，即內(nèi)塑殼。
外殼主要起到固定和保護作用，保證接插對準和保護整個連接器。
附件是為了根據(jù)用戶要求完成對電纜和連接到連接器的其他零件的保護，并滿足工作環(huán)境的其他要求。
而高壓連接器按有無屏蔽功能分為非屏蔽型鏈接器和屏蔽型連接器：
非屏蔽型連接器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單，無屏蔽功能，成本相對較低，也節(jié)約了屏蔽功能的安裝成本，可以應用在不需要屏蔽功能的部位上，如充電回路、控制器內(nèi)部、電池包殼體內(nèi)部及控制內(nèi)部等由金屬殼體包覆的電器上。
屏蔽型連接器則與之相反，屏蔽型連接器結(jié)構(gòu)復雜，有屏蔽要求，成本相對較高。適用于必須有屏蔽功能的地方，適合應用在高壓線束連接這種要求具有屏蔽功能的部位上，如用電器外部與高壓線束相連處。
根據(jù)線束連接方式不同分為兩個類別的連接固定式和插合式：
固定式連接器一般都是以螺栓直接連接的，螺栓連接是在整車上經(jīng)?？匆姷囊环N連接方式，這種方式的好處在于它的連接可靠性，螺栓的機械力是可以抵御汽車級的振動影響的，其成本也相對低廉，但是其也存在一定的局限性，拆卸安裝和維護都有極高的成本，占的空間也大。
插合式連接器通過聯(lián)接兩個端子外殼來保證電氣連接的安全, 從而提供與該線束的連接。因為插合連接直接可以手動插合即可，所以從某種角度來說，還是可以減少空間利用，尤其在一些狹小的操作空間。
根據(jù)有無密封要求可以分為密封連接器和非密封連接器：
高壓連接器根據(jù)使用部位的不同，對密封的要求也不同，大致可以分為S1、S2、S3這3個等級。濕區(qū)連接器一般會有密封要求，干區(qū)連接器則沒有密封要求，高壓連接器密封等級需滿足IP6K9K，同時還需要滿足IP67甚至IP68。高壓連接器防護等級未裝配滿足IPXXB，裝配后滿足IPXXD。IPXXB是防觸指防護等級，IPXXD是探針進入探測等級。
02.
平臺架構(gòu)從400V升級至800V，相應地要求連接器需要重新選型。要滿足高壓帶來的一些熱管理、EMC等問題，連接器數(shù)量需要增加（增加大功率快充接口）。在同等功率條件下，電壓提高，電流減小，線纜耐壓性提高，體積減下。因此，800V高壓平臺對連接器的要求其實無非就兩點：
一是產(chǎn)品品質(zhì)升級。800V架構(gòu)下在性能上相對傳統(tǒng)連接器也有更高的要求，如高壓互鎖HVIL、IP67/68、IP6K9K防護、阻燃等級V0、電磁防護等。另外，電動汽車有很多的電子器件，電流會產(chǎn)生磁場，尤其是800V平臺的交流電頻率很快，導致的EMC問題，這就需要整車零部件都要有抗干擾的能力，尤其是電動汽車這整個電力載體，對于高壓系統(tǒng)而言，屏蔽連接器、電纜是非常重要的。
改進方案就是會在接觸電阻上鍍金或鍍銀形成金屬屏蔽罩，電纜屏蔽層會跟金屬殼的屏蔽層相連，形成一個有效的360°的屏蔽層，屏蔽與非屏蔽連接器主要區(qū)別即為是否設(shè)置有導電良好的金屬屏蔽體。
此外，現(xiàn)在的電車都追求輕量化、集成化，這就需要產(chǎn)品盡可能的做的更小或更集成，額定電壓大小與爬電距離和電氣間隙成正比，換句話說，額定電壓要求越高，連接器越大，或者越長，所以說連接器的大小長短的減少，對技術(shù)的要求很高。
二是需求用量增大。首先目前市面上的充電樁，基本都是給400V電動車充電的快充樁，電壓最高也就750V，目前的800V車型需考慮落地實用性，所以要兼容400V電車的充電樁，一般都是會在車上加個升壓模塊DCDC，致使連接器的數(shù)量增加。另外，若給800V電動車充電，快充樁需提升至1000V，其充電樁也需要兼容400V的直充，充電樁內(nèi)部也需增加DCDC，這就又要增加連接器的數(shù)量了，升級到800V平臺預計連接器數(shù)量較400V平臺提升15到20個。
保時捷的升壓方式是電容儲存升壓，是不需要線圈的，通過并聯(lián)電路對兩個電容進行充電，再切換電路形成串聯(lián)電路（電壓加倍），再減去二極管的壓降，但也需要增加兩個電容一個開關(guān)，連接器的數(shù)量也是必不可免的增加。
目前的800V高壓連接器最主流的還是塑料+屏蔽功能+高壓互鎖+二級解鎖的第4代高壓連接器。高壓連接器主要有兩種標準體系，分別為LV標準插件，USCAR標準插件，目前以LV在國內(nèi)市場流通性最大，工藝標準最完善，國內(nèi)能做的企業(yè)不多，LV與USCAR這兩種都做的企業(yè)那就更少了。
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