800V架構(gòu)下，給連接器帶來(lái)了哪些“改變”？
發(fā)布時(shí)間：2023年12月15日 |
文章來(lái)源：線(xiàn)束中國(guó) |
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訪(fǎng)問(wèn)原文
眾所周知，新能源汽車(chē)用連接器的作用主要是保證整車(chē)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(guò)獨(dú)立或與線(xiàn)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(hào)，并且保持各系統(tǒng)之間不發(fā)生信號(hào)失真和能量損失的變化，是構(gòu)成整個(gè)完整系統(tǒng)連接所必須的基礎(chǔ)元件。而一輛新能源汽車(chē)?yán)锏倪B接器大概有三種。
低壓連接器：電壓在24V之間，這個(gè)傳統(tǒng)燃油車(chē)?yán)镆灿校饕怯糜谌加蛙?chē)BMS，和空調(diào)車(chē)燈等系統(tǒng)。
高壓連接器：電壓在500-1000V之間，新能源汽車(chē)中的電池包、電機(jī)和電機(jī)控制器、PDU、充電系統(tǒng)、DCDC轉(zhuǎn)換器、空調(diào)壓縮機(jī)、PTC加熱器等這些高壓車(chē)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(chē)的車(chē)載傳感器，用量也增加不少，這對(duì)數(shù)據(jù)傳輸要求（高速高頻大數(shù)據(jù)量）相應(yīng)提高，車(chē)載射頻連接器使用量也隨之增長(zhǎng)，F(xiàn)AKRA、Mini-FAKRA（HFM）以及HSD(射頻)，其主要用于信息娛樂(lè)系統(tǒng)、導(dǎo)航、輔助駕駛系統(tǒng)、傳感器以及攝像頭等。
01.
電動(dòng)汽車(chē)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(xiàn)端的形式存在，母端的出線(xiàn)方式總體有銅排、螺栓和線(xiàn)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(gè)值的為小電流相反大于50A就是大電流連接器。
新能源汽車(chē)的高壓連接器主要由四個(gè)部分組成：觸點(diǎn)、絕緣子、外殼和附件。
觸點(diǎn)是連接器的核心部件，整個(gè)車(chē)輛的所有線(xiàn)路和系統(tǒng)都通過(guò)插入式觸點(diǎn)連接到行駛過(guò)程中所需的光電信號(hào)。
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(hù)作用，保證接插對(duì)準(zhǔn)和保護(hù)整個(gè)連接器。
附件是為了根據(jù)用戶(hù)要求完成對(duì)電纜和連接到連接器的其他零件的保護(hù)，并滿(mǎn)足工作環(huán)境的其他要求。
而高壓連接器按有無(wú)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(jiǎn)單，無(wú)屏蔽功能，成本相對(duì)較低，也節(jié)約了屏蔽功能的安裝成本，可以應(yīng)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(fù)雜，有屏蔽要求，成本相對(duì)較高。適用于必須有屏蔽功能的地方，適合應(yīng)用在高壓線(xiàn)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(xiàn)束相連處。
根據(jù)線(xiàn)束連接方式不同分為兩個(gè)類(lèi)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(chē)上經(jīng)?？匆?jiàn)的一種連接方式，這種方式的好處在于它的連接可靠性，螺栓的機(jī)械力是可以抵御汽車(chē)級(jí)的振動(dòng)影響的，其成本也相對(duì)低廉，但是其也存在一定的局限性，拆卸安裝和維護(hù)都有極高的成本，占的空間也大。
插合式連接器通過(guò)聯(lián)接兩個(gè)端子外殼來(lái)保證電氣連接的安全, 從而提供與該線(xiàn)束的連接。因?yàn)椴搴线B接直接可以手動(dòng)插合即可，所以從某種角度來(lái)說(shuō)，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(wú)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(duì)密封的要求也不同，大致可以分為S1、S2、S3這3個(gè)等級(jí)。濕區(qū)連接器一般會(huì)有密封要求，干區(qū)連接器則沒(méi)有密封要求，高壓連接器密封等級(jí)需滿(mǎn)足IP6K9K，同時(shí)還需要滿(mǎn)足IP67甚至IP68。高壓連接器防護(hù)等級(jí)未裝配滿(mǎn)足IPXXB，裝配后滿(mǎn)足IPXXD。IPXXB是防觸指防護(hù)等級(jí)，IPXXD是探針進(jìn)入探測(cè)等級(jí)。
02.
平臺(tái)架構(gòu)從400V升級(jí)至800V，相應(yīng)地要求連接器需要重新選型。要滿(mǎn)足高壓帶來(lái)的一些熱管理、EMC等問(wèn)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(xiàn)纜耐壓性提高，體積減下。因此，800V高壓平臺(tái)對(duì)連接器的要求其實(shí)無(wú)非就兩點(diǎn)：
一是產(chǎn)品品質(zhì)升級(jí)。800V架構(gòu)下在性能上相對(duì)傳統(tǒng)連接器也有更高的要求，如高壓互鎖HVIL、IP67/68、IP6K9K防護(hù)、阻燃等級(jí)V0、電磁防護(hù)等。另外，電動(dòng)汽車(chē)有很多的電子器件，電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，尤其是800V平臺(tái)的交流電頻率很快，導(dǎo)致的EMC問(wèn)題，這就需要整車(chē)零部件都要有抗干擾的能力，尤其是電動(dòng)汽車(chē)這整個(gè)電力載體，對(duì)于高壓系統(tǒng)而言，屏蔽連接器、電纜是非常重要的。
改進(jìn)方案就是會(huì)在接觸電阻上鍍金或鍍銀形成金屬屏蔽罩，電纜屏蔽層會(huì)跟金屬殼的屏蔽層相連，形成一個(gè)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(dǎo)電良好的金屬屏蔽體。
此外，現(xiàn)在的電車(chē)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(huà)說(shuō)，額定電壓要求越高，連接器越大，或者越長(zhǎng)，所以說(shuō)連接器的大小長(zhǎng)短的減少，對(duì)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(dòng)車(chē)充電的快充樁，電壓最高也就750V，目前的800V車(chē)型需考慮落地實(shí)用性，所以要兼容400V電車(chē)的充電樁，一般都是會(huì)在車(chē)上加個(gè)升壓模塊DCDC，致使連接器的數(shù)量增加。另外，若給800V電動(dòng)車(chē)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(jí)到800V平臺(tái)預(yù)計(jì)連接器數(shù)量較400V平臺(tái)提升15到20個(gè)。
保時(shí)捷的升壓方式是電容儲(chǔ)存升壓，是不需要線(xiàn)圈的，通過(guò)并聯(lián)電路對(duì)兩個(gè)電容進(jìn)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(gè)電容一個(gè)開(kāi)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(jí)解鎖的第4代高壓連接器。高壓連接器主要有兩種標(biāo)準(zhǔn)體系，分別為L(zhǎng)V標(biāo)準(zhǔn)插件，USCAR標(biāo)準(zhǔn)插件，目前以L(fǎng)V在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)流通性最大，工藝標(biāo)準(zhǔn)最完善，國(guó)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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