新能源汽车连接器性能要求剧增

2018年11月26日
         为了提高世界范围内的公众接受程度,混合动力汽车/纯电动汽车制造商仍面临着许多挑战。这些车辆的电

池系统需要更多的改进和更高的效率,以增加它们可以行驶的时间和距离,并减少充电时间,提高电能质量,所有
这些都是在比现在的系统更小和更轻的空间内完成。高密度连接器的创新提供更高的电流承载能力,并有助于开发
新的更高水平的纯电动和混合动力汽车。

混合动力汽车(HEV)和纯电动汽车(EV)的持续发展是大多数汽车制造商未来战略的核心。在不远的将来,混
合动力汽车和纯电动汽车将在道路上占据主导地位。近年来,纯电动和混合动力汽车技术取得了显著的进步,与传
统的内燃机相比具有许多优势。由于它们使用较少的汽油(HEV)或不使用汽油(EV),这些车辆安静得多,运行时更清
洁,加油费用更低,而且由于运动部件和随后的磨损较少,通常维护更少。
配图2
然而,为了提高世界范围内的公众接受程度,混合动力汽车/纯电动汽车制造商仍面临着许多挑战。这些车
辆的电池系统需要更多的改进和更高的效率,以增加它们可以行驶的时间和距离,并减少充电时间,提高电能质量
,所有这些都是在比现在的系统更小和更轻的空间内完成。在电池管理系统(BMS)中提高连接器的坚固性可以帮助提
高所有三个领域的性能。更具体地说,BMS应用程序需要更小占用空间的更高性能的连接器,同时满足汽车应用程序
中恶劣环境条件的要求。

BMS 的基本原理

混合动力(HEV)/纯电动汽车(EV)电池系统由多个电池组成。这些单独的电池可以有不同的性能特点。当制造
商将电池包装成电池组时,他们试图将同一批电池进行分组,并具有相似的性能特征,以使电池与电池之间的差异
最小化。然而,电池的性能往往因电池的工作温度、充放电电流、充电状态(SOC)和健康状态(SOH)而不同。

HEV/EV电池管理系统将传感器、控制器、连接器和计算设备与复杂的软件算法结合起来,以最大限度地提
高电池性能,并将包括充放电电流、SOC(列如:电池寿命)和SOH在内的重要信息从电池组传送到驱动器。BMS根据负
载需求、电源电压、电流、温度和电池SOC等变量监视和控制充放电速率,以优化系统性能。

单元平衡是汽车BMS的另一个基本功能,因为它允许系统补偿和纠正单个电池的保养不正常功能。
配图3
混合动力汽车/纯电动汽车电池的性能也取决于充电的质量。因此,BMS包括充放电控制。混合动力(HEV)/纯
电动汽车(EV)电池也可以通过再生制动充电,捕捉和存储移动车辆的动能,这使得电池管理系统更加复杂。

BMS 连接器的要求

在所有汽车应用中,连接器必须在耐热、冲击、振动、液体、灰尘/污垢和其他环境条件下保证高可靠的性
能。此外,电池管理系统需要坚固可靠的互连解决方案,可以处理更高的电流。电池通常是菊花链,一个电池接下
一个电池,以最大限度地利用电池的能量。用于菊花链功能的连接器对于单元平衡至关重要。

电池组密度大,电子设备多。因此,它们的所有内部部件,包括连接器,必须满足严格的尺寸和重量要求。
这些密集的电池组需要具有可靠接触连接和正锁定机械装置的连接器。
配图5
HEV/EV连接器的解决方案
连接器制造商继续开发坚固的,IP 67级互连解决方案,以满足HEV/EV应用要求。多功能线对板和线对线连
接器由电流额定值高达5A的小组件组成。这是一个明显的改进,以前的版本,只能支持3A;这对菊花链式动力电池
和增加驾驶范围的混合动力汽车/纯电动汽车来说是必需的。这些创新的连接器具有最小的约2.0mm螺距高度和8.0mm
的小尺寸,以确保大小和重量得到满足。
产品
Hirose公司的ZE 05系列连接器

Hirose公司的ZE 05系列连接器在恶劣的环境条件下能保持高性能,包括持续工作在超强振动和高达125°C
的高温下。Hirose的ZE 05系列连接器PCB安装面积比其他产品少30%。较旧的技术只允许PCB在板的一侧终止,因为
另一方需要接地,但较新的连接器,如ZE 05系列,没有这个限制。

在双列设计中,这些和其他先进的汽车连接器一样能提供了12或24的高引脚数,以及比以前更高的密度。这
些线对板和线对线连接器持续耐温更好,工作电流也更大。较高的标称温度和较高的载流能力确保了HEV/EV电池的
安全和快速充电。

许多新的连接器设计优点是终端位置(TPA)和连接器位置(CPA)的保险能力。这些设计元素确保连接器通过二
级锁定到位,并且通常具有清晰的触觉单击机械装置。连接器端子也是极化的,这意味着它们是倾斜的,就像平行
四边形一样,所以连接器只能在一个方向上匹配。这一安全特性进一步提高了可靠性。

汽车应用中重要因数是对可靠和耐用的连接器的需求,这些连接器能够在越来越小和更轻的空间中提供更多
的功能。HEV/EV电池管理系统也一样。创新的,高密度连接器,提供更高的电流承载能力,确保电池管理系统的性
能要求,帮助最大限度地延长驱动时间,降低充电时间,并提高BMS的电源性能。
来源:深圳欧米格科技有限公司