高壓連接器的案例
電動汽車高壓連接器概述及測試驗證
無論是純電動、混合、燃料電池汽車，都需有一套完整的高壓連接系統，這個系統中，往往都應用大量的高壓連接器，這一點與傳統汽車有著明顯的區別。高壓系統工作時放電電流有可能達到數幾十安，甚至高達數百安。
但是在新能源電動汽車發展初期，高壓連接器并沒有得到整車企業的足夠重視，認為高壓連接與傳統低壓線連接類似，重心在“三電”（電驅、電池、電控）上面，但隨著時間的推移，大家發現高壓連接系統比較容易發生問題，且一旦發生問題，后果都比較嚴重，輕則過熱，嚴重時容易發生高溫或燃燒事件。
本研究圍繞高壓連接器的發展歷程展開，分析中國電動汽車用高壓連接器的標準體系、測試方法，針對產品使用過程中的性能指標，搭建高壓連接器測試系統，開展高壓連接器的物理連接、電氣性能等方面的測試，為產品的不斷改進提供了支撐。
1. 高壓連接器的發展歷程
電動汽車高壓連接器的發展與電動汽車的發展是同步進行的，從連接器角度來說，國內電動汽車連接器發展經歷以下幾代。
1）第1代高壓連接器（圖1），2008年左右開始，主要是由當時工業連接器改款而來。這代產品的特點，以金屬連殼體為主，無高壓互鎖功能，防誤插入（防呆）效果較差。比較有代表性產品有安費諾HV系列的金屬連接器，后來市場上很多款連接器是基于這種類型產品延伸擴展出來的。
2）第2代高壓連接器（圖2），在第1代的基礎上增加了高壓互鎖功能，連接器的外殼也逐漸由金屬變為塑料。
3）第3代高壓連接器（圖3），塑料+屏蔽功能+高壓互鎖的高壓連接器。
展開 高壓連接器之低壓連接器
大家好，本期將為大家介紹一類名字很特別的高壓連接器——低壓連接器。那么這是一類什么樣的連接器呢？就讓小編我帶領大家進入今天的文章來了解下吧。
車用連接器分為數據連接器和高壓連接器2大類，高壓連接器板塊里面有一塊大家可能還不太熟悉的低壓連接器板塊，所謂低壓連接器相較于數據連接器的話，電壓還是高出許多的，只是不像高壓連接器那樣可以承載1000V直流。大家可以參考下圖的羅森伯格低壓連接器的規格和示意圖：
從圖中不難發現，低壓連接器的外形和大家所熟知的數據連接器和高壓連接器較為不同，低壓連接器作為一款較為小眾的連接器產品，可能還不像數據連接器和高壓連接器那樣被大家所熟知。
在這里我先簡單介紹一下什么是數據連接器和高壓連接器：
數據連接器主要用于數據傳輸，例如GPS信號傳輸，FM廣播信號傳輸，藍牙信號傳輸，WiFi信號傳輸，攝像頭信號傳輸，倒車雷達信號傳輸，激光雷達信號傳輸，智能儀表盤信號傳輸，娛樂主機信號傳輸，以太網信號傳輸，以及各類信號傳輸等。
展開 新能源汽車高壓連接器概述及測試驗證
無論是純電動、混合、燃料電池汽車，都需有一套完整的高壓連接系統，這個系統中，往往都應用大量的高壓連接器，這一點與傳統汽車有著明顯的區別。高壓系統工作時放電電流有可能達到數幾十安，甚至高達數百安。
但是在新能源電動汽車發展初期，高壓連接器并沒有得到整車企業的足夠重視，認為高壓連接與傳統低壓線連接類似，重心在“三電”（電驅、電池、電控）上面，但隨著時間的推移，大家發現高壓連接系統比較容易發生問題，且一旦發生問題，后果都比較嚴重，輕則過熱，嚴重時容易發生高溫或燃燒事件。
本研究圍繞高壓連接器的發展歷程展開，分析中國電動汽車用高壓連接器的標準體系、測試方法，針對產品使用過程中的性能指標，搭建高壓連接器測試系統，開展高壓連接器的物理連接、電氣性能等方面的測試，為產品的不斷改進提供了支撐。
01
高壓連接器的發展歷程
電動汽車高壓連接器的發展與電動汽車的發展是同步進行的，從連接器角度來說，國內電動汽車連接器發展經歷以下幾代。
1）第1代高壓連接器（圖1），2008年左右開始，主要是由當時工業連接器改款而來。這代產品的特點，以金屬連殼體為主，無高壓互鎖功能，防誤插入（防呆）效果較差。比較有代表性產品有安費諾HV系列的金屬連接器，后來市場上很多款連接器是基于這種類型產品延伸擴展出來的。
2）第2代高壓連接器（圖2），在第1代的基礎上增加了高壓互鎖功能，連接器的外殼也逐漸由金屬變為塑料。
3）第3代高壓連接器（圖3），塑料+屏蔽功能+高壓互鎖的高壓連接器。
展開 新能源高壓連接器結構解析及應用
1.高壓連接器組成，基本上由：機殼（公端、母端）、端子（公母端子）、屏蔽罩、密封（尾部、半端、線端、接觸）尾部防護蓋、高壓互鎖系統、CPA系統等結構組成
2.高壓連接器的標準
高壓連接器目前都是基于行業標準；從標準來說有安規、性能等要求標準，也有測試標準，目前連接器廠家最為主流的設計基本上會參照歐洲四大主機廠：奧迪、寶馬、戴姆勒、保時捷聯合制定的行業標準LV系列標準；而在北美主要是來自己SAEuscar的相關標準，uscar本身不起草標準，我們經常使用的uscar2、 37等相關標準主要是離自克萊斯勒、福特、通用美國三大主機廠聯合的線束連接組織EWCAP，之前在連線的論壇上也提到過，這個組織94年就已經成立，08年為了適應越來越多的HEV的要求，該組織更新了SAE-USCAR 2 ，將電壓等級從原有的20V提升到了我們現在看到的600V;
對于歐洲基本上基本上也是由歐洲三駕馬（VW BMW Daimler）主機廠聯合制定的，作為汽車大佬的德國在其標準的制定和推動上也起到了非常重要的作用，當然VW在相關行業標準里面的利益體現也得到了展示，對于AK工作組，甚至還細化了安裝界面尺寸等要求，這也基本上符合歐美主機廠的一貫風格，TE Amphenol Kostal molex delphi 等也都加入了這些標準；
對于GB，我們也也發布了我們自己的高壓線束和高壓連接器的標準，但是就標準內容來看，很多地方還需要進一步的完善和提升，在此不做多敘述；
因為高壓連接器一般不可能以單獨產品的形式在車輛上出現，一般都是需要搭載cable，所以其線束的標準要求也很重要，行業里一般參照 SAE j1742的會比較多；
展開 
新能源高壓連接器結構解析及應用
1.高壓連接器組成，基本上由：機殼（公端、母端）、端子（公母端子）、屏蔽罩、密封（尾部、半端、線端、接觸）尾部防護蓋、高壓互鎖系統、CPA系統等結構組成
2.高壓連接器的標準
高壓連接器目前都是基于行業標準；從標準來說有安規、性能等要求標準，也有測試標準，目前連接器廠家最為主流的設計基本上會參照歐洲四大主機廠：奧迪、寶馬、戴姆勒、保時捷聯合制定的行業標準LV系列標準；而在北美主要是來自己SAEuscar的相關標準，uscar本身不起草標準，我們經常使用的uscar2、 37等相關標準主要是離自克萊斯勒、福特、通用美國三大主機廠聯合的線束連接組織EWCAP，之前在連線的論壇上也提到過，這個組織94年就已經成立，08年為了適應越來越多的HEV的要求，該組織更新了SAE-USCAR 2 ，將電壓等級從原有的20V提升到了我們現在看到的600V;
對于歐洲基本上基本上也是由歐洲三駕馬（VW BMW Daimler）主機廠聯合制定的，作為汽車大佬的德國在其標準的制定和推動上也起到了非常重要的作用，當然VW在相關行業標準里面的利益體現也得到了展示，對于AK工作組，甚至還細化了安裝界面尺寸等要求，這也基本上符合歐美主機廠的一貫風格，TE Amphenol Kostal molex delphi 等也都加入了這些標準；
對于GB，我們也也發布了我們自己的高壓線束和高壓連接器的標準，但是就標準內容來看，很多地方還需要進一步的完善和提升，在此不做多敘述；
因為高壓連接器一般不可能以單獨產品的形式在車輛上出現，一般都是需要搭載cable，所以其線束的標準要求也很重要，行業里一般參照 SAE j1742的會比較多；
展開 新能源高壓連接器結構解析及應用
1.高壓連接器組成，基本上由：機殼（公端、母端）、端子（公母端子）、屏蔽罩、密封（尾部、半端、線端、接觸）尾部防護蓋、高壓互鎖系統、CPA系統等結構組成
2.高壓連接器的標準
高壓連接器目前都是基于行業標準；從標準來說有安規、性能等要求標準，也有測試標準，目前連接器廠家最為主流的設計基本上會參照歐洲四大主機廠：奧迪、寶馬、戴姆勒、保時捷聯合制定的行業標準LV系列標準；而在北美主要是來自己SAEuscar的相關標準，uscar本身不起草標準，我們經常使用的uscar2、 37等相關標準主要是離自克萊斯勒、福特、通用美國三大主機廠聯合的線束連接組織EWCAP，之前在連線的論壇上也提到過，這個組織94年就已經成立，08年為了適應越來越多的HEV的要求，該組織更新了SAE-USCAR 2 ，將電壓等級從原有的20V提升到了我們現在看到的600V;
對于歐洲基本上基本上也是由歐洲三駕馬（VW BMW Daimler）主機廠聯合制定的，作為汽車大佬的德國在其標準的制定和推動上也起到了非常重要的作用，當然VW在相關行業標準里面的利益體現也得到了展示，對于AK工作組，甚至還細化了安裝界面尺寸等要求，這也基本上符合歐美主機廠的一貫風格，TE Amphenol Kostal molex delphi 等也都加入了這些標準；
對于GB，我們也也發布了我們自己的高壓線束和高壓連接器的標準，但是就標準內容來看，很多地方還需要進一步的完善和提升，在此不做多敘述；
因為高壓連接器一般不可能以單獨產品的形式在車輛上出現，一般都是需要搭載cable，所以其線束的標準要求也很重要，行業里一般參照 SAE j1742的會比較多；
展開 新能源高壓連接器結構解析及應用
1.高壓連接器組成，基本上由：機殼（公端、母端）、端子（公母端子）、屏蔽罩、密封（尾部、半端、線端、接觸）尾部防護蓋、高壓互鎖系統、CPA系統等結構組成
2.高壓連接器的標準
高壓連接器目前都是基于行業標準；從標準來說有安規、性能等要求標準，也有測試標準，目前連接器廠家最為主流的設計基本上會參照歐洲四大主機廠：奧迪、寶馬、戴姆勒、保時捷聯合制定的行業標準LV系列標準；而在北美主要是來自己SAEuscar的相關標準，uscar本身不起草標準，我們經常使用的uscar2、 37等相關標準主要是離自克萊斯勒、福特、通用美國三大主機廠聯合的線束連接組織EWCAP，之前在連線的論壇上也提到過，這個組織94年就已經成立，08年為了適應越來越多的HEV的要求，該組織更新了SAE-USCAR 2 ，將電壓等級從原有的20V提升到了我們現在看到的600V;
對于歐洲基本上基本上也是由歐洲三駕馬（VW BMW Daimler）主機廠聯合制定的，作為汽車大佬的德國在其標準的制定和推動上也起到了非常重要的作用，當然VW在相關行業標準里面的利益體現也得到了展示，對于AK工作組，甚至還細化了安裝界面尺寸等要求，這也基本上符合歐美主機廠的一貫風格，TE Amphenol Kostal molex delphi 等也都加入了這些標準；
對于GB，我們也也發布了我們自己的高壓線束和高壓連接器的標準，但是就標準內容來看，很多地方還需要進一步的完善和提升，在此不做多敘述；
因為高壓連接器一般不可能以單獨產品的形式在車輛上出現，一般都是需要搭載cable，所以其線束的標準要求也很重要，行業里一般參照 SAE j1742的會比較多；
展開 高壓連接器的內接觸結構
圖7 片簧接觸結構
圖8 新型的圓柱形冠簧
7 彈性高壓插頭
以上無論哪種接觸結構都是通過中間介體形成了二次接觸，并非插頭和插座的直接接觸，增加了風險。我們開發的彈性高壓插頭 （圖9） （專利已受理）在插頭接觸端的線性彈性接觸片可以與插座直接形成線性接觸保證了插頭插座的良好接觸，不需要冠簧等中介體。通過不銹鋼環狀開口線性彈片嵌入到線性彈性接觸片下面，提高了線性接觸彈片的抗疲勞能力，延長了使用壽命。采用銀鎳、或銀鎳納米石墨片、或銀鎳碳納米管復合鍍層代替常規的銀或金鍍層，提高了鍍層的硬度和耐磨性，增加了高壓端子的插拔次數。在高壓花瓣插座的基礎上，把插頭表面做成牙型螺紋，同樣在不需要中間介體的基礎上實現插頭與插座的線性接觸來保證高壓連接器接觸的可靠性。
圖9 彈性高壓插頭
8 結論
總之，高壓連接器的結構設計有兩種趨勢。一種是由原來低壓的面接觸改為高壓下雙螺旋曲線結構、線簧結構、多孔耐磨結構、片簧接觸結構、彈性插孔結構的線接觸以增加接觸面積，降低接觸電阻，提高載流能力。而另一種則是采用多觸點接觸環、具有陣列凸點的鏤空連接管、新型的圓柱形冠簧直接實現點接觸來降低接觸電阻，提高載流能力。
展開 大眾MEB平臺高壓部件解析（電池、連接器、高壓線、充電座、動力系統）文末領取原文檔
ID.4高壓部件布置圖示
ID.4高壓線束及連接器設計亮點分析
1.高壓連接器采用非屏蔽高壓線束及連接器，
得益于高壓電氣部件EMC性能的提升，特別是電機控制器，ID.4高壓線束采用非屏蔽高壓線束和非屏蔽的連接器，使連接器設計更簡單、小型，目前大多數車型為了避免高壓線束傳導輻射均采用屏蔽線束和屏蔽連接器，ID.4從發射源著手解決了此問題。
2.采用IPXXB防護等級的連接器，取消連接器高壓互鎖回路
，GB18384對電動汽車人員防觸電有以下要求，正是因為實現防觸指功能，達到高壓安全要求取消互鎖回路
3.均采用快插結構，不適用螺栓固定結構。
4.大電流連接器采用片式端子
ID.4高壓電路設計亮點分析
取消配電盒或者配電接口，直接在線路中使用分線連接器進行分支供電。
以線束路徑最短的原則，后端高壓部件進行互聯，前端高壓線束進行互聯,以下為供電原理圖。
ID.4電池系統及電池連接器
高壓線束長度及電纜直徑
充電插座：線徑70mm2，長度1.6米；
動力電纜：線徑50mm2，長度1.47米；
附件電纜：8.21米。
實車圖片介紹
下方為切開的電池包實物圖片，可以比較清晰的看到條狀集成連接器。
展開 【汽車知識】新能源汽車高壓連接器技術、設計及趨勢
近年來，由于受到全球經濟波動的影響，北美、歐洲和日本連接器市場增長緩慢，而以中國為代表的新興市場呈現持續增長勢頭，成為推動全球連接器市場增長的主要動力。為此，全球知名連接器企業紛紛把生產基地轉移到國內，包括TE Connectivity、Molex、Delphi等持續在國內投資建廠，中國已經成為全球最大的連接器生產基地，尤其在政府的政策推動激勵下，我國新能源汽車行業穩健發展帶動了汽車連接器的持續發展。我國連接器經過了多年的技術積累，無論在設計能力還是自動化生產能力上已經滿足了新能源汽車高壓連接器所要求的技術水平。在下游廠商國產化和技術能力足夠滿足的前提下，國內廠商已經占領了新能源汽車高壓連接器的至高點，比如四川永貴、中航光電、巴斯巴等知名企業。希望在這個新的領域實現彎道超車，有機會打破外商在傳統汽車連接器的壟斷地位。
1 高壓連接器技術分析
1.1 高壓連接器在整車系統中的應用
新能源汽車用連接器是連接器大類中的一種，是近幾年隨著國家新能源汽車的發展，逐漸從傳統高壓大電流和傳統低壓汽車連接器中分離出來的一類連接器。相較于傳統高壓大電流連接器，新能源汽車用連接器的使用工況更復雜多變，對連接器的可靠性要求更高；相較于傳統低壓汽車連接器，由于電壓等級的提高（目前主流系統的電壓均高于300V DC），增加了人體受到電擊傷害的風險，對連接器的安全性要求更高；所以對產品的絕緣、防護要求等比傳統低壓插件均有所提高。
新能源汽車用連接器的作用主要是保證整車高壓互聯系統，即在內部電路被阻斷或孤立不通處架起橋梁從而使電流流通。新能源車用連接器的組成一般可分為：外殼、密封件等輔助結構，絕緣件，導電接觸對三部分組成。
展開 雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析
2、PDU到電機控制器
連接形式：金屬外殼連接器、片式端子；
固定形式：線束較短，無固定；
電纜防護形式：波紋管；
3、PDU到電池、PDU到電池加熱器、PDU到電池（交流充接口）
連接形式：大電流金屬外殼連接器、片式端子、小電流注塑連接器；
固定形式：線束使用注塑線槽配合扎帶固定；
電纜防護形式：波紋管、線槽；
此處充電時Bolt竟然設計了兩個路徑到電池，直流快充時使用金屬大線徑的線束，此線束在車輛工作時將電池電流傳遞給PDU，在交流充電時用小線徑傳遞給電池
4、PDU到車載充電機、DCDC、空調壓縮機
連接形式：注塑連接器；
固定形式：扎帶固定；
電纜防護形式：波紋管、多根電纜使用1個波紋管防護然后再進行分支；
5、充電插座到PDU
連接形式：金屬外殼連接器；
固定形式：扎帶固定；
電纜防護形式：波紋管；
總結：Bolt的高壓部件布置集中，各部件設計了相互組裝的固定支座，大電流線束（充電插座、電池到PDU、PDU到電機控制器）使用了金屬外殼片式端子連接器，金屬外殼與其部件外殼比較協調，強度更好，電磁屏蔽更優，電機高壓線束線束上帶好接線盒，比較獨特，電機線使用鋁管成型，線束外都使用波紋管防護，多根線使用線槽固定，整體設計線束布置簡潔徑最優。
特斯拉的連接器也沒有讓我們失望，從Model X、Model S、Model 3再到Model X，每次新車型的推出，都成為行業拆解對標的對象，今天我們就一起來領略下特斯拉高壓連接器設計的奇思妙想。
下邊是前期對特斯拉高壓線束和連接器的分析。
展開 
雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析
2、PDU到電機控制器
連接形式：金屬外殼連接器、片式端子；
固定形式：線束較短，無固定；
電纜防護形式：波紋管；
3、PDU到電池、PDU到電池加熱器、PDU到電池（交流充接口）
連接形式：大電流金屬外殼連接器、片式端子、小電流注塑連接器；
固定形式：線束使用注塑線槽配合扎帶固定；
電纜防護形式：波紋管、線槽；
此處充電時Bolt竟然設計了兩個路徑到電池，直流快充時使用金屬大線徑的線束，此線束在車輛工作時將電池電流傳遞給PDU，在交流充電時用小線徑傳遞給電池
4、PDU到車載充電機、DCDC、空調壓縮機
連接形式：注塑連接器；
固定形式：扎帶固定；
電纜防護形式：波紋管、多根電纜使用1個波紋管防護然后再進行分支；
5、充電插座到PDU
連接形式：金屬外殼連接器；
固定形式：扎帶固定；
電纜防護形式：波紋管；
總結：Bolt的高壓部件布置集中，各部件設計了相互組裝的固定支座，大電流線束（充電插座、電池到PDU、PDU到電機控制器）使用了金屬外殼片式端子連接器，金屬外殼與其部件外殼比較協調，強度更好，電磁屏蔽更優，電機高壓線束線束上帶好接線盒，比較獨特，電機線使用鋁管成型，線束外都使用波紋管防護，多根線使用線槽固定，整體設計線束布置簡潔，路徑最優。
特斯拉的連接器也沒有讓我們失望，從Model X、Model S、Model 3再到Model X，每次新車型的推出，都成為行業拆解對標的對象，今天我們就一起來領略下特斯拉高壓連接器設計的奇思妙想。
下邊是前期對特斯拉高壓線束和連接器的分析。
展開 車載高壓連接器模塊化設計思路
一，引言
純電動汽車正代表著一場真正的汽車制造革命，不同于傳統的燃油車，電動汽車采用了幾乎沒有任何聲音的傳動動力，同時享受著快速的加速；傳統的汽車制造商必須要逐步適應這種不同尋常的動力系統，例如 大功率的電池組，逆變，以及電機電控等，伴隨著這個動力系統的發展，“雙高” -高電壓和高電流 正在被廣泛的引入汽車，也使得高壓電纜作為連接被使用在必要的動力系統之間，由于組裝和售后等原因，harness和接頭是必須可維護的；下圖給了一個典型的EV連接方案，本文將討論這些連接的的接頭的類型和要求，并給出了用于簡化高壓安全連接的設計方案；
1
優化線束設計-連接器模塊方案
通過在所有高壓動力連接中使用相同部件的高壓連接器（HVC)系列，可以實現高壓線束的簡化工作，這種適用的連接必須具有成本效益，并且需要滿足不同的高壓部件和相關的高壓安全要求，而成本效益只能通過一個整體的概念來實現，比如2芯和3芯的直角和彎角的版本，2種連接器盡量需要保持大量相同共用的部件，同時需要考慮高壓的安全要求，一般高壓的安全要求大致如下：
不容易老化的接觸技術
先導觸點，用于自動關閉系統（HVIL)
連接器分離時間要求>3s或5s的時間
低電磁輻射
可接受的附著力和分離力連接器
斷開時IP2B
以及重要的技術條件，如：
對振動的魯棒性
耐化學性
耐受不同的溫度和氣候效應
注：小編理解，作者在這個地方想強調的是高壓連接器的設計應該從系統級考慮，在滿足動力系列連接的方案的要求同時，彼此連接器之間盡量最大化的共零件設計
展開 高壓大電流連接器的載流能力評估 -溫升仿真 ￥50
應用在新能源領域的高壓電氣連接系統，由線纜、連接器、銅/鋁排組成。其中，搭接部分的連接器，是產品載流能力的瓶頸點，其本身的載流能力決定整個系統的載流能力。
目前行業應用的高壓大電流連接器，涵蓋40A~500A的載流要求。如何在設計之初就能準確評估產品的載流能力（即評估其溫升能力），是連接器行業亟需解決的技術難題。本文針對載流能力設置為200A的載高壓連接器進行詳細的電流溫升仿真，計算此連接器在各種電流載荷下的溫升數據，與實驗溫升結果一一對應，可知此評估方式可靠、準確。
采用CAE仿真工具，可以得出較精確的溫升分析結果。
下面的例子是電動乘用車中應用的載流能力最高等級-200A高壓大電流連接器，對其進行載流能力仿真，并與測試結果進行了詳細對比。
溫升仿真的CAE模型
核心端子處的電流密度分布圖
核心端子處的溫度分布云圖
展開 USCAR37-LV215-LV216（高壓連接器）標準測試項
USCAR 37 對SAE/USCAR-2的補充高壓連接器的性能
1. 連接器和/或端子，循環配合實驗
2.端子至端子的嚙合力和分離力實驗
2.端子彎曲阻力實驗
3.連接器/端子插入拔出力實驗
4.屏蔽端子環保持實驗
5.屏蔽端子絕緣電阻測試
6.干電路電阻測試
7.電壓降測試
8. 最大測試電流容量的測試
9. 1008小時的電流循環實驗
10. 混合部件的嚙合/分離力
11.振動/機械沖擊實驗
12. 連接器跌落試驗
13.連接器電性能實驗
14. 絕緣體承受電壓試驗
15. 熱沖擊
16. 溫度濕度循環
17. 高溫暴露
18. 流體阻力
19. 浸泡-密封實驗
20.壓力-密封實驗
21.鹽霧暴露實驗
LV215 高壓連接器的電氣/電子要求
1. 組件絕緣電阻的測量
2. HV組件的鑒別
3. 與活性組件直接接觸的防護
4. 電量
5. 功能互鎖
6. 屏蔽轉移
7. 氣隙和爬電距離
8.
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