车用连接器设计挑战不小 安全可靠性首屈一指

车用连接器设计挑战不小 安全可靠性首屈一指

　　相比通信、军工、消费类等领域的应用，车用连接器有自身的特性，且对原厂的设计要求非常高，特别是安全性、可靠性的需求不同于其他应用领域，这对连接器厂商带来不小的挑战。

　　(一)传统车用连接器面临“小型化、安全性、可靠性”挑战

　　TE Connectivity中国汽车事业部销售和市场相关负责人称，根据技术特点，汽车连接器属于应用型连接器，基本是按需定制，对连接器厂商的设计能力有很高的要求。同时，汽车连接器的生产规模比较大，质量要求非常高。快速的市场响应、高效的设计、大规模且高品质的生产，是汽车连接器供应商的核心竞争力。

Molex中国销售总监Clark Chou

　　针对汽车连接器的设计挑战，Molex中国销售总监Clark Chou也总结了三个方面：

　　一是小型化设计，要在小型车辆内安装大量的电子产品，就需满足小型化这一关键要求。

　　二是功能的广泛性，这产生了各个功能间的相互配合以及连接器两端的信号和电源完整性方面的挑战。并且，功能不仅要实现广泛性，还要实现灵活性。

　　三是足够的可靠性。谨慎驾驶且维护良好的汽车可能有120,000英里的距离寿命。对于车载电子设备来说，这通常意味着要在120,000英里内持续经受振动、极端温度和刺激化学物质。

　　在上述三大挑战中，小型化是一个重要特征。为满足汽车制造商对“在同一空间内可与更多电子产品匹配的小型连接器”的需求，Molex Mini50?密封和非密封的线对板插座允许设备制造商通过利用较小的引脚、端子和电线在较紧密的空间中封装电路，比传统的USCAR 0.64mm带有密封或未密封Mini50单排和双列插座的连接器节省了50%的空间，同时降低成本。

　　除此，Molex还开发了Stac64?系统，这是一个模块化的0.64-、1.50-和2.80毫米终端接头系统，可让OEM厂商和设备制造商在设计方面更有灵活性。Stac64系统现与stAK50h?信号娱乐连接器系统配套使用，仅通过一个stAK50h连接器接口就可实现信号和以太网连接，无需两个独立的连接系统。

　　同样，TE连接方案在功能增加的基础上，也在小型化、轻量化方面不断创新突破，例如支持自动驾驶及汽车信息娱乐系统的高速连接，TE开发了更加小型化的同轴连接解决方案MATE-AX。而尺寸变小了，但频率和功能增加了，其在频率范围、数字传输容量方面比FAKRA更高，最高可达20GHz、9GHz带宽。典型的应用场景是，目前摄像头信号的传输都需要用到同轴线缆，一般的Auto Pilot要用到4-6个摄像头，特斯拉甚至已经用到了8个摄像头，这在小型化方面有着强烈的需求。

　　而在安全和可靠性方面，更是得到连接器原厂的重视。作为基础元器件，连接器的安全可靠性是基于不断的技术创新，无论是材料科学、结构设计，还是各种严苛应用条件下的反复验证。随着新能源汽车、互联汽车、自动驾驶等新技术的发展，汽车连接器在高频、高压、大电流等环境下的可靠性要求会更高，毕竟安全是消费者和汽车行业所关注的重中之重，任何技术上的创新都不该以牺牲安全为代价。

　　TE汽车连接器技术解决方案一方面以高可靠性确保其产品解决方案的竞争力，且具备大批量生产的能力，突出性价比优势;另一方面TE已做了大量前瞻性的预测、规划和投入，当新趋势来临时，能快速响应市场需求。

　　当然在很多新技术领域，车企都会寻求独特卖点，需求也就更多样化、个性化。除了要应对小型化、安全可靠性方面的挑战，作为连接解决方案的提供方，更需要在这一过程中努力推动连接的标准化，以实现规模化的生产。

　　(二)新能源汽车崛起 连接器面临“高压、高流”挑战

　　在“绿色、智能、互联”大主题的推动下，汽车行业正经历着新的变化，例如动力系统的革新、数据量的传输及处理以几何倍数增长，而体现汽车行业数据革命和动力革命的分别是自动驾驶和新能源汽车。

　　然而，随着新能源汽车电器系统电压、电流的提高，高电压和大电流环境下对于各部件的性能要求更为苛刻。连接器作为电路系统电气连接必需的核心基础元件，高电压、大电流下，其载流能力、耐压能力及可靠性要求也再度拔高。

　　Te中国汽车事业部销售和市场相关负责人表示，在如此高的功率下，电磁干扰是连接器所面临的另一个重要问题。同时，高压回路下的带电插拔操作会产生电弧，这会严重危害到电气连接和电子设备，并且可能引起汽车燃烧，这些都需要连接器的特殊设计与开发。

　　可见，高压、高流导致的汽车安全隐患要引起特别重视，这对连接器厂商来说是一大设计难题。TE告诉记者：“TE的高压连接器系统可安全地在混合动力汽车和纯电动汽车中传输大电流。TE多样的高压接触器和继电器产品通过创新设计，进一步优化开断电流的能力，提高了产品的安全性。例如，TE的EVC 250高压接触器正是一款专为这种应用要求而开发的安全器件，该产品拥有更大的接触间隙和优化的开关动力，它具备高性能的灭弧磁体，结合其他措施，可有效地抑制开关电弧。并可实现连续的250A额定电流，能承载高达6,000A的过电流20ms而不影响任何关键性能。”

　　TE强调，EVC 250的开关室经过优化设计，即使是在海拔高达5,000米的低气压条件下也能完全切断电流。此外，凭借着在连接和传感领域的技术优势，TE在电芯连接、高压屏蔽连接器等方面亦有较为成熟的解决方案来巩固系统的安全和稳定。

　　MolexClark Chou也认为，无论是混合动力汽车还是全电动汽车，都需要能够使其在恶劣条件下(电气配件和部件可能会受到冲击和振动或化学品的侵蚀和腐蚀)，保持较高可靠性的高压/大电流(HVHC)电气系统，这在当今的商业车辆中比较常见。

　　为满足电动汽车的需求，Molex提供了坚固耐用的Imperium高压/大电流(HVHC)连接器系统，这是一种高电压和电流解决方案，连接器可应对触点高达1000V的电压和250.0A电流，并可为车辆OEM和电气系统架构师提供卓越的屏蔽性能和电流密度。连接器的直径为8mm和11mm，目前正开发各种配置，以满足客户特定的应用需求。

　　无论是新能源汽车、智能汽车还是无人驾驶汽车，在新的技术领域，整车厂商也在不断探索和突破，因此，连接器厂商跟整车厂保持联动十分必要。

　　“产品是趋势的一小部分，最重要的是对于趋势的判断和把握。TE不单单提供所谓的产品，更重要的是在设计阶段就和系统厂商及整车厂商进行紧密的合作，共同设计开发产品。而且，TE对未来市场有前瞻性的预见，很早就已经对这些新兴领域进行规划和投入，并做好了准备。”TE表示。

赫联电子(Heilind)产品及市场经理David Ding

　　作为分销商，Heilind就更加重视同产业链上下游的联系，赫联电子(Heilind)产品及市场经理David Ding说：“新能源汽车技术相对成熟，规模效益会较快显现。作为分销商, 必须和原厂紧密联系信息互享。Heilind不仅覆盖了所有细分市场的客户，同时也会专注于垂直市场的投入，加大和原厂的合作，将更多Design In的项目带给客户，除通用产品外，还会提供更为定制化的专业产品及服务。”

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