【導(dǎo)讀】在電動(dòng)汽車的發(fā)展過(guò)程中，其安全性、續(xù)航里程以及成本一直備受消費(fèi)者和市場(chǎng)關(guān)注，因而也成為各大車企及配套廠商持續(xù)優(yōu)化的重點(diǎn)。電池包作為電動(dòng)汽車核心部件之一，囊括了三電系統(tǒng)中的 “電池系統(tǒng)” 以及一部分 “電控系統(tǒng)”，在電動(dòng)汽車電氣架構(gòu)中占據(jù)著舉足輕重的分量，是提升安全性和續(xù)航里程的關(guān)鍵，也是降低整車成本的重點(diǎn)。
Molex電池包低壓專用連接器方案助力提升電動(dòng)汽車安全性及續(xù)航里程，節(jié)省綜合制造成本。
在電動(dòng)汽車的發(fā)展過(guò)程中，其安全性、續(xù)航里程以及成本一直備受消費(fèi)者和市場(chǎng)關(guān)注，因而也成為各大車企及配套廠商持續(xù)優(yōu)化的重點(diǎn)。電池包作為電動(dòng)汽車核心部件之一，囊括了三電系統(tǒng)中的 “電池系統(tǒng)” 以及一部分 “電控系統(tǒng)”，在電動(dòng)汽車電氣架構(gòu)中占據(jù)著舉足輕重的分量，是提升安全性和續(xù)航里程的關(guān)鍵，也是降低整車成本的重點(diǎn)。
介紹
近年來(lái)，電池包的設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出高安全性、輕量化、緊湊化、高度集成等趨勢(shì)。電池廠商及整車廠一方面通過(guò)對(duì)電池正極材料及電芯集成技術(shù)等方面的創(chuàng)新，不斷提升電池包的安全性和能量密度并降低綜合成本。
另一方面，這個(gè)行業(yè)也對(duì)電池包中的電氣連接方案也提出了一系列新的要求，例如：出于提升安全性的考慮，電池管理系統(tǒng)的監(jiān)控信號(hào)數(shù)量在不斷增加，其所需的電路連接位數(shù)也隨之相應(yīng)增加；在電芯電壓溫度監(jiān)控應(yīng)用中，F(xiàn)PC以其輕薄、易于自動(dòng)化裝配等優(yōu)勢(shì)，逐漸替代傳統(tǒng)線纜或PCB，同時(shí)對(duì)連接器提出諸如“防短路“、”小型化“等新要求；電池包內(nèi)原本分立的單一功能設(shè)備逐步演變?yōu)楦呒啥鹊木C合設(shè)備，因此對(duì)大位數(shù)連接器的需求不斷增加；為了提升組裝效率，降低制造成本，電氣連接方案應(yīng)易于裝配人員操作或適用于自動(dòng)化組裝工藝。
面對(duì)新的市場(chǎng)需求，Molex認(rèn)真傾聽(tīng)客戶聲音，深入了解行業(yè)痛點(diǎn)，針對(duì)電池包內(nèi)電氣連接的應(yīng)用特點(diǎn)，推出電池包專用連接器方案，助力客戶提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
根據(jù)對(duì)電池包應(yīng)用的研究及業(yè)內(nèi)客戶的反饋，并結(jié)合產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，Molex針對(duì)電池包內(nèi)以下8處典型應(yīng)用提供專用連接器解決方案：
圖1 – 典型電池包電氣架構(gòu)
掃碼下載新能源電池包: 連接器解決方案
電池包對(duì)外通信接口
電池包對(duì)外通信接口是電池包內(nèi)的電池管理模塊（BMU）與整車控制器（VCU）、車載充電機(jī)（OBC）等設(shè)備 進(jìn)行通信的接口。BMU實(shí)時(shí)監(jiān)控電池包的總電流，總電壓，電芯電壓、溫度，電池包荷電狀態(tài)SOC（State of Charge）及健康狀態(tài)SOH（State of Health），并通過(guò)電池包對(duì)外通信接口與VCU、OBC進(jìn)行信息同步，同時(shí)根據(jù)VCU、OBC的指令執(zhí)行充放電動(dòng)作。
連接器設(shè)計(jì)需求：
? 安裝及連接方式電池包對(duì)外通信連接器采用面板裝嵌方式安裝于電池包外殼，采用線對(duì)線配對(duì)方式。
? 防塵防水要求:電池包安裝于車輛底盤，工作環(huán)境較為惡劣，連接器須達(dá)到IP67、IPX9K防護(hù)等級(jí)。
? 電池包對(duì)外通信接共需要16~20位信號(hào)針及4位電源針（12V或24V, 5A Max.）
解決方案一
MX150 12位, 20位面板安裝式線對(duì)線連接器
解決方案二
CMC 32位面板安裝式線對(duì)線連接器
在大巴車及部分小型乘用車的電池系統(tǒng)中，電池管理模塊（BMU）位于電池包外部。在此類應(yīng)用中，電池包內(nèi)的電池管理從控制器（CSC）需通過(guò)電池包對(duì)外連接器接受BMU供電，并將實(shí)時(shí)采樣的電芯電壓及溫度信號(hào)通過(guò)CAN總線上傳至BMU。
連接器設(shè)計(jì)需求：
? 安裝及連接方式
電池包對(duì)外通信連接器采用面板裝嵌方式安裝于電池包外殼，采用線對(duì)線配對(duì)方式。
? 防塵防水要求
電池包安裝于車輛底盤，工作環(huán)境較為惡劣，連接器須達(dá)到IP67、IPX9K防護(hù)等級(jí)。
? 電池包對(duì)外通信接共需要5位信號(hào)針及2~4位電源針（12V或24V, 5A Max.）
解決方案
MX150 12位，20位面板安裝式線對(duì)線連接器
電池管理主控制器（BMU) 通信接口
電池管理主控制器（BMU）是電池包的核心控制單元。對(duì)內(nèi)，它通過(guò)CAN總線或菊花鏈與從控制器通信（或與電芯采樣電路直接相連），實(shí)時(shí)監(jiān)控電芯電壓及模組溫度；向斷路器輸出繼電器開(kāi)關(guān)信號(hào)，控制電池包充放電狀態(tài)；監(jiān)控電池包總電壓、總電流及絕緣狀態(tài)。對(duì)外，BMU與VCU、OBC進(jìn)行信息交互，并接收VCU、OBC對(duì)電池包的充放電指令。
連接器設(shè)計(jì)需求：
? 小尺寸：薄型化緊湊設(shè)計(jì)
? 輕量化：適用于細(xì)徑導(dǎo)線（0.13mm2導(dǎo)線）
? 安全性：UL V0阻燃性能
? 人機(jī)工程：易于裝配，防止錯(cuò)插
? 針位需求：對(duì)內(nèi)通信16~24位，對(duì)外通信18~24位
解決方案一
Mini50 16位, 20位, 24位連接器
? 連接器高度12.17mm
? 物理極性防錯(cuò)，匹配灰、黑、深灰3種顏色，實(shí)現(xiàn)目視化防錯(cuò)管理
? SMT/通孔方式可選
? 連接器二次鎖提供至少100N鎖止力
? 連接器互配力小于70N
? UL V0 阻燃材料
? 通過(guò)USCAR-2 規(guī)范驗(yàn)證
? CTX50 0.5mm 小型化端子適用于0.13 mm2導(dǎo)線，有效減輕線束重量
解決方案二
ConnTAK50 20位, 22位連接器
? 連接器高度10.49mm
? 物理極性防錯(cuò)，匹配灰、黑、藍(lán)、紫4種顏色，實(shí)現(xiàn)目視化防錯(cuò)管理
? SMT安裝方式
? 可選連接器二次鎖（占用2針位）
? 連接器互配力小于70N
? UL V0 阻燃材料
? 通過(guò)USCAR-2、LV214 規(guī)范驗(yàn)證
? TAK50 0.5mm 小型化端子適用于0.13 mm2導(dǎo)線，有效減輕線束重量
從控對(duì)主控通信接口
電池管理從控制器應(yīng)用于分布式電池管理系統(tǒng)中。它通過(guò)電芯采樣FPC實(shí)時(shí)采集電芯電壓及溫度，并將電壓及溫度信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后通過(guò)CAN總線或菊花鏈通信協(xié)議傳輸至電池管理系統(tǒng)主控制器。
連接器設(shè)計(jì)需求：
? 小尺寸：薄型化緊湊設(shè)計(jì)
? 輕量化：適用于細(xì)徑導(dǎo)線（0.13mm2導(dǎo)線）
? 信號(hào)針位需求：3~8位
? 安全性：UL V0阻燃性能
解決方案一
Mini50 4位, 8位連接器
? 連接器高度9.94mm
? 物理極性防錯(cuò)，匹配灰、黑、深灰3種顏色，實(shí)現(xiàn)目視化防錯(cuò)管理
? SMT/通孔方式可選
? 連接器二次鎖提供至少100N鎖止力
? 連接器互配力小于70N
? UL V0 阻燃材料
? 通過(guò)USCAR-2 規(guī)范驗(yàn)證
? CTX50 0.5mm 小型化端子適用于0.13 mm2導(dǎo)線，有效減輕線束重量
解決方案二
ConnTAK50 2位, 3位, 4位, 5位, 6位連接器
? 連接器高度6.05mm
? 2~6位連續(xù)針位靈活可選
? 物理極性防錯(cuò)，匹配灰、黑、藍(lán)、紫4種顏色，實(shí)現(xiàn)目視化防錯(cuò)管理
? SMT安裝方式
? 連接器互配力小于70N
? UL V0 阻燃材料
? 通過(guò)USCAR-2、LV214 規(guī)范驗(yàn)證
? TAK50 0.5mm 小型化端子適用于0.13 mm2導(dǎo)線，有效減輕線束重量
高壓采樣輸入/輸出接口
高壓采樣模塊對(duì)高壓母線電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將高壓模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后通過(guò)CAN總線傳輸至電池管理系統(tǒng)主控板。
連接器設(shè)計(jì)需求：
? 小尺寸：薄型化緊湊設(shè)計(jì)
? 安全性：UL V0阻燃性能
? 輕量化：適用于細(xì)徑導(dǎo)線（0.13mm2導(dǎo)線）
? 信號(hào)針位需求：輸入接口：2位 (300~700VDC 高壓采樣信號(hào))輸出接口：2位 (CAN總線)
解決方案
Mini50 8位, 2位連接器
高壓采樣輸出：Mini50 2位連接器
? 高度僅9.94mm
? 連接器二次鎖提供至少100N鎖止力
? 互配力小于70N
? UL V0阻燃材料
? 通過(guò)USCAR-2 規(guī)范驗(yàn)證
? CTX50 0.5mm 小型化端子適用于0.13 mm2
導(dǎo)線,有效減輕線束重量
高壓采樣輸入：Mini50 8位連接器
跳針應(yīng)用，左右端子間距14mm，滿足IEC 60664-1 3級(jí)污染等級(jí)條件1000V爬電距離要求
斷路器接口
電池包斷路器中集成多個(gè)繼電器及電流傳感器。電池管理系統(tǒng)主控制器通過(guò)開(kāi)關(guān)信號(hào)控制繼電器閉合狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電池包充放電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換；同時(shí)主控制器讀取電流傳感器信號(hào)，監(jiān)控充放電電流。
連接器設(shè)計(jì)需求：
? 小尺寸：安裝空間緊湊
? 信號(hào)針位需求：10~12位，其中
? 繼電器控制：6~8位
? 電流傳感器：4位
? 配對(duì)方式：線到線連接器
解決方案
HDAC64 10位，12位連接器
? 線到線連接器，提供固定卡槽，便于線束固定
? 互配力小于70N
? 通過(guò)USCAR-2 規(guī)范驗(yàn)范
電芯電壓/溫度監(jiān)測(cè)連接器
在電池包中，多個(gè)單體電芯通過(guò)特定的串并聯(lián)方式組成電池模組。電芯監(jiān)控電路對(duì)單體電芯的電壓及溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣和監(jiān)控。電池管理系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)切換電池包的工作狀態(tài)，并對(duì)電芯進(jìn)行壽命均衡控制。當(dāng)電芯發(fā)生熱失控等意外時(shí)，電池管理系統(tǒng)按既定程序切斷電路以降低損失，并及時(shí)將故障上報(bào)整車控制器，為車內(nèi)人員爭(zhēng)取寶貴的逃生時(shí)間。在這個(gè)應(yīng)用中，大位數(shù)的非密封線到板連接器起到信號(hào)傳輸?shù)淖饔茫隗w積上，為了盡可能的節(jié)省空間給到電芯模組，小型化的連接器是非常有幫助的解決方案。
連接器設(shè)計(jì)需求：
? 小尺寸：連接器高度10mm以內(nèi)
? 防短路：連接器端子保護(hù)設(shè)計(jì)，防止意外短路
? 信號(hào)針位需求：
? 12通道監(jiān)控芯片：24位
? 18通道監(jiān)控芯片：32位
? 安全性：UL V0阻燃性能
解決方案一
Mini50 12位，16位, 20位, 24位, 34位, 38位連接器
? 連接器高度12.17mm
? 物理極性防錯(cuò)，匹配灰、黑、深灰3種顏色，實(shí)現(xiàn)目視化防錯(cuò)管理
? SMT/通孔方式可選
? 連接器二次鎖提供至少100N鎖止力
? 連接器互配力小于70N
? UL V0 阻燃材料
? 通過(guò)USCAR-2 規(guī)范驗(yàn)證
? 34/38位為3排設(shè)計(jì)，節(jié)省PCBA占板空間
? 34/38為可拼接設(shè)計(jì)，最多可拼接三個(gè)口，擴(kuò)展位數(shù)至114位
解決方案二
ConnTAK50 20位, 22位連接器
? 連接器高度10.49mm
? 物理極性防錯(cuò)，匹配灰、黑、藍(lán)、紫4種顏色，實(shí)現(xiàn)目視化防錯(cuò)管理
? SMT安裝方式
? 可選連接器二次鎖（占用2針位）
? 連接器互配力小于70N
? UL V0 阻燃材料
? 通過(guò)USCAR-2、LV214 規(guī)范驗(yàn)證
? TAK50 0.5mm 小型化端子適用于0.13 mm2導(dǎo)線，有效減輕線束重量
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