【導(dǎo)讀】在電動汽車的發(fā)展過程中，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汽車安全性及續(xù)航里程，節(jié)省綜合制造成本。
在電動汽車的發(fā)展過程中，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，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。電池廠商及整車廠一方面通過對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，這個行業(yè)也對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、易于自動化裝配等優(yōu)勢，逐漸替代傳統(tǒng)線纜或PCB，同時(shí)對連接器提出諸如“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化組裝工藝。
面對新的市場需求，Molex認(rèn)真傾聽客戶聲音，深入了解行業(yè)痛點(diǎn)，針對電池包內(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)品競爭力。
根據(jù)對電池包應(yīng)用的研究及業(yè)內(nèi)客戶的反饋，并結(jié)合產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢，Molex針對電池包內(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
電池包對外通信接口
電池包對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），并通過電池包對外通信接口與VCU、OBC進(jìn)行信息同步，同時(shí)根據(jù)VCU、OBC的指令執(zhí)行充放電動作。
連接器設(shè)計(jì)需求：
? 安裝及連接方式電池包對外通信連接器采用面板裝嵌方式安裝于電池包外殼，采用線對線配對方式。
? 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。
? 電池包對外通信接共需要16~20位信號針及4位電源針（12V或24V, 5A Max.）
解決方案一
MX150 12位, 20位面板安裝式線對線連接器
解決方案二
CMC 32位面板安裝式線對線連接器
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）需通過電池包對外連接器接受BMU供電，并將實(shí)時(shí)采樣的電芯電壓及溫度信號通過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，采用線對線配對方式。
? 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。
? 電池包對外通信接共需要5位信號針及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。對內(nèi)，它通過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關(guān)信號，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)。對外，BMU與VCU、OBC進(jìn)行信息交互，并接收VCU、OBC對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，防止錯插
? 針位需求：對內(nèi)通信16~24位，對外通信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，匹配灰、黑、深灰3種顏色，實(shí)現(xiàn)目視化防錯管理
? 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，匹配灰、黑、藍(lán)、紫4種顏色，實(shí)現(xiàn)目視化防錯管理
? 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)字信號后通過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，匹配灰、黑、深灰3種顏色，實(shí)現(xiàn)目視化防錯管理
? 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，匹配灰、黑、藍(lán)、紫4種顏色，實(shí)現(xiàn)目視化防錯管理
? SMT安裝方式
? 連接器互配力小于70N
? UL V0 阻燃材料
? 通過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)字信號后通過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）
? 信號針位需求：輸入接口：2位 (300~700VDC 高壓采樣信號)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級污染等級條件1000V爬電距離要求
斷路器接口
電池包斷路器中集成多個繼電器及電流傳感器。電池管理系統(tǒng)主控制器通過開關(guān)信號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，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USCAR-2 規(guī)范驗(yàn)范
電芯電壓/溫度監(jiān)測連接器
在電池包中，多個單體電芯通過特定的串并聯(lián)方式組成電池模組。電芯監(jiān)控電路對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)人員爭取寶貴的逃生時(shí)間。在這個應(yīng)用中，大位數(shù)的非密封線到板連接器起到信號傳輸?shù)淖饔?，在體積上，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，匹配灰、黑、深灰3種顏色，實(shí)現(xiàn)目視化防錯管理
? 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，匹配灰、黑、藍(lán)、紫4種顏色，實(shí)現(xiàn)目視化防錯管理
? 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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