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为 EV 电池管理系统设计高安全性互连—简易牛角连接器-板对板连接器-插座插针-排针排母厂家「宇熙精密连接器」行业资讯

2023-04-09 04:03:14

电动汽车正在成为道路上的新常态——根据美国交通统计局的数据,截至2021年第一季度,美国人购买的电动汽车比以往任何时候都多。仅在 2021年3月,消费者就购买了超过 122000 辆电动汽车,使电动汽车占轻型汽车市场份额的7.6%,而且这一比例预计将继续增长。

随着越来越多的功能被添加到电动汽车中,电池管理系统的使用对于确定车辆所有系统的优先级和供电至关重要。电池管理系统智能地控制电池充电,以保护其免受超出安全限制的操作。电池管理系统内的各种互连决定了准确性、性能和可靠性,同时确保其在符合各种安全标准的情况下运行。

由于电动汽车内电池供电系统的增加,汽车内的组件必须优先考虑节省空间,同时能够承受恶劣的环境。电池管理系统已成为车辆不可或缺的一部分,确保系统正常运行的互连必须能够满足各种设计要求。

电池管理系统

图1:许多智能系统在电池管理系统内协同工作,它们都需要连接。

电池管理系统:汽车的大脑

电池管理系统应被视为一个完整的子系统集,而不仅仅是一个系统。它通常包括一个获取数据和管理安全的电池监控单元、一个管理电池温度的系统,以及与整个车辆的所有系统进行通信的能力。

电池管理系统是汽车不可或缺的一部分,近年来变得越来越复杂——它需要为安全系统提供动力,使用逻辑来平衡要管理的系统,并确保关键系统始终有电。随着从高级辅助驾驶系统到按摩功能的附加功能被添加到车辆中,电池管理系统需要能够评估哪些系统需要恒定功率,同时管理温度、电力输出和其他安全组件。

对于电动汽车应用,电池系统分为几个主要阶段:将单个电池单元制成模块,再组织成电池组。这些电池组之间以及从这几个阶段到汽车中其他系统的互连,对于电池管理系统的成功至关重要,并且必须以标准的形式满足特定的安全标准。美国汽车研究委员会(USCAR) 性能标准及其欧洲 LV214标准要求这些组件经过严格测试,以确保它们适用于电动汽车。测试涉及许多方面,包括温度、稳健性以及冲击和振动。

一旦互连被认为符合USCAR或LV214要求,根据市场情况,车辆设计人员就可以相信连接器将适用于电池管理系统。如果设计人员在整个车辆中使用相同的互连系列,他们只需对连接器进行一次鉴定即可满足认证要求,这可以节省大量时间。

系统设计考虑

并非每个制造商都会有相同的组件要求——他们的系统配置方式有利于他们制造的产品,但并非每辆汽车都是相同的。电池管理系统都具有相同的功能,但它们的连接方式以及各种信号和电源要求可能有很大差异。

电池管理系统

图2:为了定制车辆的电池管理系统,制造商通常与互连供应商密切合作以获得特定的解决方案。

使用符合安全标准的互连可确保它们与电池管理系统兼容。之后,根据用例的不同会有很多变数。这些包括不同的连接方法,无论是在电池模块本身上使用离散电线还是半刚性柔性电线,以及电源和信号要求。在保持相同的互连技术的同时,还可以定制连接器在触点间距和引脚数方面的尺寸。

作为对这些需求的回应,互连供应商开始放弃行业标准的1.8毫米间距,提供更紧凑、间距更小的汽车级连接器解决方案,同时保持所需的电流能力要求。互连技术和设计的进步导致最近推出了更紧凑的1.27毫米间距尺寸互连,它节省了空间,同时提供相同的电流能力——通常为4A/触点,所有触点都通电。

随着行业的发展而发展

虽然汽车标准是汽车中可以使用哪些组件的基准,但电动汽车的进步正在推动更多的组件定制。大多数主要电动汽车制造商都遵循振动、冲击和坚固性方面的行业标准。但除了这些要求之外,由于在车辆中添加更多传感器和功能时需要节省空间和重量,设计人员通常会寻求使用更小间距的高电流能力。

供应商不断看到通过新的连接方法或当前要求来延长和改进电池寿命和性能的新趋势。虽然新出现的设计要求很难预测,但与电池管理系统设计师和工程师关系密切的供应商可以预测新出现的设计趋势,并为互连技术的下一次发展做好准备。

在新的技术发展方向方面,供应商看到了更多对防水组件的要求,以确保即使在恶劣环境下也能保持可靠性。随着节省空间和重量变得越来越重要,一些制造商正在远离电线,转向重量更轻的柔性连接器。这些不仅节省空间,而且使组装更容易,这是制造商越来越重要的另一个考虑因素。

电动汽车的开发和设计速度不断加快,互连供应商必须能够在非常有限的时间内生产出可靠的新系统。与拥有满足汽车安全标准的既定互连线的供应商合作,使设计师和工程师能够共同努力,以现有技术为基础,加快上市时间,即使在电动汽车领域不断出现新的创新。

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