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新能源电池连接器助力电动汽车快速成长
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新能源电池连接器助力电动汽车快速成长

2022-11-28 16:47:17 来源:深圳市连接器行业协会 李亦平编译

【哔哥哔特导读】本文是一篇针对汽车电池连接的变化问题与TE连接公司的电子移动团队进行的访谈文章。

“我们正处于一场革命之中,”TE连接公司的电子移动专家说,因为汽车制造商在电池性能和电动传动系统效率方面取得了指数级增长。

电动汽车 

电动汽车电池的生态系统正在迅速发生变化。汽车OEM制造商、电池和电池组制造商正在投资新的电池化学材料、新的结构形式,以及支持充电和系统性能的互连。因此,电动汽车的续航里程正在迅速增加,充电时间正在缩短。在21世纪20年代中期,汽车市场上的电动汽车选择将扩大很多。

即便如此,仍存在许多挑战。对电池组及其连接件的需求是巨大的。在高功率直流电(DC)充电循环中,主电池连接需要携带高达600安培的持续电流几分钟,并在硬加速期间达到明显更高的峰值水平。此外,电池需要在-40℃到+75℃之间的温度下可靠地运行超过180,000英里,或大约10年,连接需要在150 ℃或以上的温度下运行。必须考虑电池单元和模块的互联性、热管理、安全保护、传感技术,以及电池的电子和管理系统。除了这些性能,降低成本也是优先事项,一辆新电动汽车的总材料清单中40%可以归因于其电池组。

为了解更多关于汽车电池连接的变化,我们与TE连接公司的电子移动团队进行了访谈。

管理热量积累是最大化电动汽车传动系统性能的重要组成部分。什么设计或材料使电动汽车中使用的连接器能够处理高温和高电压?

TE Connectivity产品管理高级总监Mihran Kireccioglu:今天的电动汽车预计将处理更长时间的峰值电力负荷。电气性能提高意味着电动汽车必须接受更高的电压和电流。当有更多的能量转移时,将产生更多热量。当电气元件加热时,它们会经历一个老化过程,随着时间推移会改变该元件的电气特性。

对于TE连接器设计,热管理不仅仅是一个设计特性,也是我们所有高压连接器产品一个关键功能。在我们的连接器平台内提供广泛的接触技术,最大限度地提高高压连接器的载流能力,特别是那些5级(>200安培)和6级(>400安培)的产品组合。这些大电流解决方案的需求更大,主要是由于对高功率充电、增加扭矩和增加速度的需求。

连接器

HC-STAK 25 HV连接器为高压电池与逆变器、配电系统提供安全可靠的连接

TE的5类和6类连接器设计为可堆叠的叉式触点,创建了一个灵活、多点连接,可以满足精确的电流要求,最大限度地增加能量传递,同时使热量产生最小化。TE高压端子采用增强技术,优化载流能力。我们有先进的金属端电镀解决方案,比标准涂层更强的耐久性和热管理。

除了我们的产品和解决方案,我们还进行系统级热模拟。这些模型提供了有价值的数据,OEM及其供应商可以用来优化设计。它们还可以在不影响其耐用性的情况下提供组件温度极限的真实视角。这些模拟工具使我们能够发现最适合该应用的连接器和电缆设计。

目前有许多新的电池化学材料和技术正在电动汽车电池中使用。电池差异如何影响连接器的选择?

TE电子移动性战略的高级总监Erik Schneider:新的电池技术是由不断增加的能量密度、充电性能、安全性、电池的预期寿命和成本优化所驱动的。可持续性、可回收性和循环经济也发挥着越来越重要的作用。电池化学对高压连接的选择有间接影响,因为不同的化学物质提供不同的功率密度,这可以转化为电动汽车结构中不同的电压和电流水平。TE提供了广泛的高压连接器系统,涵盖了任何电动汽车的所有电压和电流需求。

端子

TE的PCON产品包括一系列高压(HV)端子,专门设计用于支持混合动力和全电动汽车中高压互连系统的连接要求。

TE提供内部电池组连接的解决方案,包括从电池到电池、模块到模块的解决方案,以及通过测量电池电压水平、温度和电流,为适当的电池管理提供必要的信号采集和处理。新的电池技术,各种电池形状和大小,电池集成和电池管理都非常重要。我们提供了一系列的集成技术,包括满足这些需求的平面柔性电缆(FFC)和柔性印刷电路(FPC)。

虽然电气连接器是我们业务的核心,但我们也提供了连接器之外的解决方案。例如,TE提供了智能电池保护和开关系统的核心组件,包括我们的高压EVC系列接触器。开发正在进行中,这将使我们的接触器配备更大的电压和电流,并将实现新的集成功能,如双向充电。

TE还在面对和解决与电动汽车开发相关的哪些挑战?

Schneider: 尽管电动汽车正开始成为主流消费产品,但它们的架构仍在以令人难以置信的速度发展,这是今天与电动汽车开发相关的最大挑战。我们正处于一场革命之中。全球各地的汽车制造商正在从头开始改写他们的商业模式,并向电动汽车研发投资数十亿美元。工程师或设计师很难跟上最新的趋势和标准,这些趋势和标准可能因地区或制造商而异。

例如,空间和封装的限制仍然是一个挑战,因为新的电动汽车架构往往更紧凑和更简单,同时,大功率充电所需的大电流需要更大的电缆和组件。这可以肯定地说也是一个难题。

TE一直在努力工作,成为推动汽车电气化和新能源汽车的创新力量。我们的解决方案是可扩展和可持续的,几乎解决了现代电动汽车的所有连接、系统和安全需求。功率密度、使用寿命、热性能、安全特性、能量传递率、部件承受剧烈振动的能力以及成本都在很大程度上考虑到我们所有的产品设计中。此外,我们在开发的早期阶段直接与我们的客户接触,无论他们在世界各地,这样我们就可以共同创造一个适合客户特定需求的产品。

 

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