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)。
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(shì)。電池廠商及整車廠一方面通過對(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:
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(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:
1、小尺寸:薄型化緊湊設(shè)計(jì)
2、輕量化:適用于細(xì)徑導(dǎo)線(0.13mm2導(dǎo)線)
3、安全性:UL V0阻燃性能
4、人機(jī)工程:易于裝配,防止錯(cuò)插
5、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
解決方案二
ConnTAK50 20位,22位連接器
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:
1、小尺寸:薄型化緊湊設(shè)計(jì)
2、輕量化:適用于細(xì)徑導(dǎo)線(0.13mm2導(dǎo)線)
3、信號(hào)針位需求:3~8位
4、安全性:UL V0阻燃性能
解決方案一
Mini50 4位,8位連接器
解決方案二
ConnTAK50 2位,3位,4位,5位,6位連接器
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:
1、小尺寸:薄型化緊湊設(shè)計(jì)
2、安全性:UL V0阻燃性能
3、輕量化:適用于細(xì)徑導(dǎo)線(0.13mm2導(dǎo)線)
4、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
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)主控制器通過開關(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:
1、小尺寸:安裝空間緊湊
2、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
3、配對(duì)方式:線到線連接器
解決方案
HDAC64 10位,12位連接器
電芯電壓/溫度檢測(cè)連接器
在電池包中,多個(gè)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(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:
1、小尺寸:連接器高度10mm以內(nèi)
2、防短路:連接器端子保護(hù)設(shè)計(jì),防止意外短路
3、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
4、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
解決方案二
ConnTAK50 20位, 22位連接器