电动汽车高压动力线束解决方案 HV系列连接器

新能源汽车高压连接器可靠性研究作者：刘昕伟周美玲陈剑美张义伟朱庆芹来源：《时代汽车》2021年第06期摘要：近几年，随着国家倡导绿色发展，新能源汽车产业发展迅速，我国新能源汽车保有量的快速增长，新能源汽车安全问题愈发得到人们的重视。

要保证汽车在任何环境和条件下都能正常运行，这对汽车所有零部件的质量和性能提出了更高的要求，新能源汽车高压连接系统中，往往都应用大量了高压连接器，每一辆新能源电动汽车上所使用电连接器数量将达到600～1500只，故连接器对整个新能源汽车的质量保证起着举足轻重的作用。

连接器一旦失效，后果十分严重，汽车温度局部升高或发生燃烧事件，甚至出现交通意外。

本文从新能源汽车用的高压连接器发展现状及趋势基础上，对高压连接器的失效分析和性能指标做了概述，为后续研究提供理论基础。

关键词：新能源汽车高压连接器1 高压连接器在新能源汽车系统中的应用连接器是电子设备中不可缺少的元器件之一，起到传递电流或信号的作用。

连接器形式和结构各不相同，可应用于不同的场所[1]。

新能源汽车用高压连接器中接触件是其核心部件，通过插针护套和插孔护套间的接插、配合，可实现信号接通和导电的功能[2];绝缘体和外壳主要起固定、绝缘和机械保护作用。

新能源汽车中，高压连接器遍布于整车、充电设施上。

新能源汽车高压系统中高压连接器的电压等级比传统高压大电流连接器相更高，连接器使用工况更为复杂多变，对于维修和使用者来说人身危险系数大大增加，因此，对连接器的各方面性能提出了更高的要求;除此，高压连接器产品的绝缘、防护要求等也提出了更高的要求。

高压连接器产品的质量和精度直接影响到连接器的电气、机械、环境等性能，进而影响电动车辆的行车安全。

2 高压连接器发展过程随着发展绿色交通系统和节能环保的提出，国家技术加快新能源汽车的推广和使用。

国家的政策导向，决定了连接器的发展方向[3]。

2008年左右，在当时的工业连接器基础上改进而出现了第1代高压连接器。

电动汽车高压连接器和线束EMC叙述因为不知道写点什么，之前留言大家，希望大家能够给点建议，回复的朋友不少，问题也非常好，因为是结构出身，电子学基础基本上全部还给老师了，所以很多问题对我也是空白，同时也是一种挑战；我把之前大家的留言简单的做了整理，挑出了几个比较有代表性的问题做个汇总，因为篇幅关系，很难一篇讲完，我会分成2~3期把它说完，还请多见谅，同时会兑现之前的承诺，留言问题被采纳的朋友会得到50元的红包奖励本期恭喜获奖的朋友：“独孤求胜”留言问题汇总1.EMC中高压连接器和电缆相关的应用及现状介绍和分析2.与振动相关的标准，测试以及应用失效评估，包括正旋和随机部分以及振动超标后对接插件的影响，同时分享提高连接器和线束振动等级的措施有哪些?3.高压连接器端子插拔次数和镀层结构的关系，10000次插拔如何实现?4.连接器的温升因素，在不进行大变更的基础上如何降低温升?5.特斯拉MODEY 充电线束解析，外部金属管和IPT插件等在说EMC这个话题之前，先聊一下”电位均衡“概念电动汽车相比传统的燃油车最大的区别是，电动汽车是电力组件驱动的，而我们都知道电力组件2大核心就是电池和电机，而如果需要驱动更高的功率电机来实现续航等需求时，就需要高压总线中有更高的电压，LV123和国标GB18384.3都对此做了定义，这个地方需要知道一个概念就是，高压系统和传统的12V系统是不同的，高压系统相对是绝缘的，高压总线也是独立的，这个不像低压供电系统那样将车身用作返回导体；高压系统里所说的”接地“不是真的让你拖个大铁链子和大地相连，(拖个大铁链子的车那是为了放掉车上的静电，而且一般是那种容易爆炸的特种车辆，毕竟一个小火花就能很多人嗝屁；)而是指的是”虚拟的地' 你可以把车身底盘刚结构件理解为那个“大地”，而设备外壳都和这个底盘结构件相连接，这样保证电压差近乎等于0，这就是电位均衡的概念，其实也就是没有电压降，大家电压相同，如果没有压差，那么就是安全的，真正搞死人的是电压，不是电流；另外这个地方需要记住一个数值，小于0.1Ω；裸露的可导电外壳之间的电阻要小于0.1Ω；这个在LV123里也有要求的；写到这，很多朋友开始会疑惑，这和高压连接和电缆的屏蔽有什么关系呢？上面写了高压接地概念，其实这个高压系统接地还有一个特别重要的作用，没错，就是屏蔽，所以这个地方接地接的靠不靠谱对屏蔽的影响就很关键了，这个在后面我们再叙；电磁干扰 EMI（electromagnetic interference）回到开头的内容，电力组件2大核心就是电池和电机，这2个核心肩负着车辆的电源、充电；如果需要车跑起来，还得必须有器件驱动电池的电到电机以及其它需要用电的部件，这个地方就需要逆变器或者转换器，把直流变交流，把高压转低压等，亦或者把交流转直流给电池充电，就是需要驱动系统；而在IGBT反复牵引逆变器开关工作时就会产生率范围为100.0kHz至200.0MHz电磁干扰，而且随着目前整车电压平台越来越高，这种干扰就会越发的严重，而一般这种干扰主要以共模电流的形式沿高压电缆和底盘传播，来自这些高压电缆的电磁干扰噪声信号可能导致LV电子设备、MCU、车载通信网络(LIN、CAN、Flexray、MOST等)、AM无线电等故障；总结一下，会产生电磁干扰的主要是逆变等电源转换器件或者开关器件，以及连接器的线路；怎么抑制或者消除这种干扰呢？目前一般有三种办法：接地、屏蔽和滤波第一个就是接地，接地上面我提及了一部分，所以你看接地是非常重要的，如我上面所说的，理想的接地层是零电位，零阻抗的主体，可以用作关联电路中所有信号的参考，并且可以将任何不希望有的电流传递到其上，比如感应电流等，以消除其影响。

新能源汽车高压线束高压互锁原理和应用浅析摘要：随着我国大力提倡节能减排、环保交通，新能源的发展已成为我国能源技术领域的重要课题。

而新能源汽车的崛起，也是一个很大的市场。

高压电力是新能源汽车的主要动力系统，而其中的高压线束是该系统的核心部件，其技术和实际应用是本文的重点。

本文将对高压线束互锁的工作原理及该技术的应用进行深入地探讨。

关键词：新能源汽车；高压电线；连锁理论；引言：新能源汽车行业的崛起，促进了新能源技术的研发，而电动车则是新能源汽车发展的重要方向。

在电动车的大量生产中，其安全性、技术成熟和技术开发应用的水平是判断其安全性的重要因素。

其中，高压系统的安全性能是决定整个电动车安全性能的关键因素，与过去的车辆电压约为16伏特，而采用220V 的高压电动车则有较大的危险。

为了极大地提高电动车的安全性能，对高压线路进行了研究，对高压线路的连锁机理和应用进行了深入的研究。

一、高压互锁的概念和功能新能源汽车高压系统的元件安装标准，按照国际标准，新能源汽车的高压系统部件应该有一个高压互锁。

高压互锁的作用是对高压线路进行检测，避免出现断路、短路等问题。

高压互锁设备采用低电压输入高压系统，对高压线路进行整体试验，以保证高压系统各部分和高压电线的完整性，如果系统发生故障，必须进行维修，以保证高压系统的安全。

高压互锁设备在发现高压系统存在短路、断路等故障时，通过对其安全性评价，通过对其当前状态进行分析，并提出相应的解决方案。

（一）过流的探测与排除在高压系统运行良好的情况下，为了保证高压系统的安全，不能使用过电流来破坏系统的元件，而对高压系统进行过电流的检测，可以有效地判定高压系统的线路故障。

一旦发现有过流现象，则会立刻进行故障处理，切断线路，并开启报警装置，从而提高电动车的安全性。

（二）高压电源的断开与故障处理在高压系统出现带你路故障的情况下，应及时切断高压电源，从而降低电力供应，从而阻止电动车辆向前行驶。

新能源电动车在低电量下，会使高压线路中的压力不足，使其在低压下工作，从而损坏高压系统的部分，从而避免因电力不足而引起的低电压损失，维护电力供应系统，并在一定时间内供应电力。

本规范规定了电动汽车系列高压连接器（以下简称连接器）的技术要求、质量保证规定、试验方法。

本规范适用于GB/T 18384.3－2015规定的B级电压电路的电动汽车高压连接器。

2.引用文件：下列文件中的有关条款通过引用而成为本规范的条款。

凡注日期或版次的引用文件，其后的任何修改单（不包括勘误的内容）或修订版本都不适用于本规范，但提倡使用本规范的各方探讨使用其最新版本的可能性。

凡不注日期或版次的引用文件，其最新版本适用于本规范。

GB/T 18384.3-2015 电动汽车安全要求第3部分：人员触电防护GB/T 5095.2-1997 电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法第二部分：一般检查、电连续性和接触电阻测试、绝缘试验和电压应力试验GB/T 5095.3-1997电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法第3部分：载容流量实验GB/T 5095.5-1997 电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法第5部分：机械负荷和寿命试验GB/T 5095.6-1997 电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法第6部分：气候试验和锡焊试验GB/T 5095.8-1997 电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法第8部分：连接器、接触件及引出端的机械试验GB/T 28046.3-2011道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分_机械负荷标准GB/T 28046.4-2011道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分_气候负荷标准GB/T 28046.5-2013道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第5部分_化学负荷标准GB/T 4208-2008 外壳防护等级(IP代码)GB/T 2423.2-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T 2423.5-1995 电工电子产品环境试验第二部分：试验方法试验Ea和导则:冲击GB/T 2423.17-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ka：盐雾GB/T 2048-2008 塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法QC/T 413-2002 汽车电子设备基本技术条件QC/T 417.1-2001 车用电线束插接器QC/T 29106-2014汽车电线束技术条件GB/T 2828 计数抽样检验程序SAE J2223-2-2011 Connections for On-Board Road V ehicle Electrical Wiring Harnesses—Part 2: Tests and General Performance RequirementsSAE_J1742-2005 Connections_for_High_V oltage_On-Board_Road_Vehicle_Electrical_Wiring_HarnessesSAE USCAR-2-2013 Performance Specification For Automotive Electrical Connector SystemsLV215-1-2009 Electrical/ Electronic Requirements of HV Connectors3.1 总则连接器应符合本规范所有要求。

新能源汽车高压连接器技术概述01一新能源高压连接器发展简述1.新能源汽车高压连接器分类新能源汽车发展到今天，越来越多的新能源汽车走进我们的生活，无论是增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、纯电动汽车、或其他新能源汽车等，都需要大量的连接器，与传统燃料汽车不同的是电动汽车往往有较高的电压和电流平台，所以新能源汽车上往往有大量的高压连接器，单纯从连接器本身的角度来说，连接器有很多的分类类型：比如从形状上分有圆形的、矩形的等，从频率来说也有高频和低频等，不同的行业也会有所不同，我们今天不展开叙述，只针对新能源汽车的高压连接器做点分享；2.固定式和插合式我们在整车上往往可以看见各种各样的高压连接器，这其中根据线束连接方式不同，我们将其分为两个类别的连接：一种是以螺栓直接连接的固定式；一种是插合式连接；螺栓连接是我们在整车上经常看见的一种连接方，这种方式的好处在于它的连接可靠性，螺栓的机械力是可以抵御汽车级的振动的影响的，其成本也相对低廉，当然它的不便之处螺栓连接是需要一定的的操作安装空间的，对于区域越发平台化，越来越合理的车内空间，是无法留出过多的安装空间的，而且从批量化作业和售后维护的角度来说也不适合，而且螺栓越多越存在人为失误的风险，所以它也有它的一定的局限性；在早期的日美混动车型上我们经常看见类似产品，当然现在在一些乘用车的三相电机线以及一些商用车的电池动力输入输出线我们依然可以看见很多类似的连接，这类连接一般都需要借助外在的盒子实现防护等其他功能要求，所以是否使用这种方式需要从整车的动力线设计布置的角度出发结合售后等要求；相比之下, 插合连接器通过联接两个端子外壳来保证电气连接的安全, 从而提供与该线束的连接。

因为插合连接直接可以手动插合即可，所以从某种角度来说，还是可以减少空间的利用的，尤其在一些狭小的操作空间；插合连接也随着电缆截面积加大，电流加大的同时从早期的公母端直接接触过渡到了中间有弹性导体接触材料的方式，中间采用弹性导体的接触方式更适合较大电流的连接，其更好的导电材料以及更好的弹性设计结构也有利于降低接触电阻，从而使得大电流的连接更可靠我们可以称中间弹性导体为contact，contact的方式行业里有很多种，比如我们比较熟悉的簧式、冠簧、片簧、线簧、爪簧等，当然也有弹簧式、MC的表带式 ODU的线簧式等，之前的文章做过简单的梳理，在此不做详细叙述，实际插合形式我们可以看见，也有圆形的插合方式和片式的插合两种方式，对于圆形的我们在国内很多车型上都非常的常见，Amphenol TE 这些8mm及以上的大电流也都采用的是圆形的方式，在此不做过多叙述；对于“片式”的比较代表性的是类似kostal的PLK contact这种，从早期的日美混动车型发展来看，片式的应用还是比较多，比如早期的prius、tssla都或多或少都采用了这种方式，包括bmw bolt 一些部位也都采用了一些这种方式，从成本和热对流的角度来说，片式的确会比传统的圆形的簧式会好一点，但是我个人认为选择什么样的方式一方面取决于你实际的应用需求，一方面也和各家的设计风格有很大关系。

新能源汽车高电压组件结构浅析（一）作者：吴书龙来源：《汽车维护与修理·汽修职教》 2018年第10期无锡汽车工程高等职业技术学校吴书龙新能源汽车上的高电压组件一方面用于驱动车辆，另一方面用于执行一些舒适功能。

这些组件均以高电压运行，只有具备一定资质且熟悉高压组件结构的维修人员才能对高压组件进行维修，且要严格遵守安全规定，按照维修说明进行操作。

1 高压连接器新能源汽车上的高压组件通过高压连接器连接在一起。

1.1 高压互锁（High Voltage Interlock）在设计高压连接器时，需要考虑插拔过程中的高压安全保护，如断开时，高压互锁应先断开，然后高压端子再断开，接合时则相反。

高压互锁一般分为内置式和外置式（图1）。

内置式高压互锁回路安装在高压端子之间，结构紧凑、体积较小，目前被广泛应用。

高压互锁回路通过电平或PWM信号进行监测，主要失效模式为短路或断路。

1.2 高压连接器的防护等级要求高压连接器的防护等级一般要求至少达到IP67。

IP是国际防护代码（International Protection code）， IP后面第1个数字表示固态防护等级，范围为0~6，表示对从大颗粒异物到灰尘的防护等级； IP后面第2个数字表示液态防护等级，范围为0~8，表示对从垂直水滴到水底压力情况下的防护等级。

IP67表示能够防止灰尘进入，且经得起短暂浸泡。

1.3 高压连接器端子接触件结构高压连接器端子接触件结构主要有片簧式、冠簧式、扭簧式等，不同的结构形式决定了电接触方式（面接触、线接触和多点接触）的不同，选用何种形式由连接器的应用场合决定。

片簧式连接器（图2）是第一代传统连接器，它是应用最为广泛的工业连接器。

冠簧式连接器（图3）比片簧式连接器端子结构复杂，母头从1个零件增加到2个零件，核心的接触弹片为精密冲压的百叶窗形状的栅栏，它的接触点多达几十个，改善了连接的可靠性。

扭簧式连接器（图4）的电流承载能力很强，适用于充电枪和充电插座。

新能源高压连接器新能源高压连接器（New Energy High Voltage Connector）随着新能源汽车的快速发展，新能源高压连接器作为新能源汽车的重要部件也越来越受到关注。

新能源高压连接器是指在新能源汽车中传输高压电能的关键设备，其主要作用是连接电动汽车的高压电池和电机系统，实现高压电能的传输和控制。

新能源汽车的高压连接器主要用于电池组与电动机之间的电力传输，其功能主要包括电能传输、信号传输和控制信号传输。

根据不同的连接方式和接口，新能源高压连接器可以分为插拔连接器和导轨连接器两种类型。

插拔连接器是一种常见的高压连接器，其主要特点是连接简单、灵活、插拔方便。

这种连接器通常使用金属接点或针脚来实现高压电能的传输，具有较高的可靠性和耐用性。

插拔连接器广泛应用于电动汽车的电池组和电机系统之间的连接，实现高压电能的传输和控制。

导轨连接器是一种新型的高压连接器，其主要特点是连接可靠、稳定、安全。

这种连接器通常使用金属导轨和导电接头来实现高压电能的传输，具有更高的安全性和可靠性。

导轨连接器广泛应用于电动汽车的电池组和电机系统之间的连接，实现高压电能的传输和控制。

新能源高压连接器的设计和制造需要考虑多方面的因素。

首先，连接器需要具有较高的电流承载能力和耐受能力，以满足电池组和电机系统之间高压电能的传输需求。

其次，连接器需要具有较好的防水、防尘和抗震性能，以适应不同的环境条件和工作场景。

同时，连接器还需要具有较高的耐热性和耐腐蚀性，以确保在高温、高湿度和腐蚀环境下的可靠工作。

为了确保新能源高压连接器的质量和安全性，相关标准和规范也越来越完善。

目前，国内外已有多项标准和规范对新能源高压连接器的设计、制造和测试进行了详细规定。

这些标准和规范主要包括连接器的电气性能、机械性能、环境适应性、防火性能等方面的要求。

新能源高压连接器的发展离不开材料科学和制造技术的进步。

随着材料科学和制造技术的不断发展，新能源高压连接器的材料和工艺也在不断优化和改进。

新能源汽车混合动力系统整车高压线束设计随着环保意识的日益增强和汽车行业的不断发展，新能源汽车已经成为未来汽车发展的趋势。

混合动力汽车是新能源汽车的一种，其采用混合动力系统，将内燃机和电动机结合起来使用，既可以减少排放，又可以提高燃油利用率。

而高压线束则是混合动力汽车核心部件之一，是将高压电能从电池传递到电动机的关键部件。

在设计新能源汽车混合动力系统整车高压线束时，需要考虑以下几个方面：1. 材料选择：因为高压线束需要承受高电压和高温，所以线束需要采用高温、高压、耐磨的材料。

常见的材料有特殊橡胶、硅胶、氟橡胶、玻璃纤维布等，而首选材料是聚酰亚胺。

2. 线径选择：高压线束需要承受较高的电压和电流，因此线径要足够粗，以保证电能传输的安全性和可靠性。

而线径的选择需要考虑电池输出电压、电动机功率和线束长度等因素。

3. 接头设计：高压线束的接头设计也是非常关键的，要能够承受高电压和高温，同时还要具备防水、防爆等功能。

根据车辆使用环境，接头采用防护结构设计，比如采用橡胶、硅胶材质，添加密封胶等。

4. 布线方式：由于高压线束需要长距离输送电能，因此需要采用恰当的布线方式，以尽量减少对整车结构的影响。

通常采用丝绸带式布线和膜式布线，能有效减少空间的占用。

综合考虑以上几个方面，在设计新能源汽车混合动力系统整车高压线束时，需要注意以下几点：1. 图纸设计：在进行高压线束设计前，需要制作设计图纸，包括布线方案、电线直径、连接方式等。

2. 测试验证：设计后需要进行测试验证，以确保线束的安全性和可靠性。

3. 尽量减少空间占用：高压线束需要穿过整个车身，需要尽量减少空间占用，以保证车内空间的充裕。

4. 合理的布线方式：应根据车辆的具体结构和使用情况，选择合适的布线方式，以达到最佳的线束布局效果。

总之，设计新能源汽车混合动力系统整车高压线束是一项非常重要的工作，需要综合考虑各个方面的因素，以保证线束的安全性和可靠性。

只有这样，新能源汽车才能更好地为人们的生活带来便利和环保的效益。

新能源汽车⾼压线束主要部件（连接器、线缆）【导语】：【导语】：新能源汽车⾼压线束主要由连接器、端⼦、电线、覆盖物等零件组成。

新能源汽车⾼压线束可以根据不同的电压等级配置于电动汽车内部及外部线束连接。

主要应⽤配电盒内部线束信号分配，⾼效优质地传输电能，屏蔽外界信号⼲扰。

⼀、产业链及部件构成汽车线束是车辆电器元件⼯作的桥梁和纽带，是车辆的电⼒和信号传输分配的神经系统。

汽车线束产品属于汽车零部件，处于整个汽车产业链的中游，其上游产业为铜材、橡胶、塑料、电线线材等，下游则主要为汽车整车制造商及部分零部件配套供应商。

图表1 汽车线束产业链资料来源：⼀览众咨询新能源汽车⾼压线束可以根据不同的电压等级配置于电动汽车内部及外部线束连接。

主要应⽤配电盒内部线束信号分配，⾼效优质地传输电能，屏蔽外界信号⼲扰。

⾼压线束主要由连接器、端⼦、电线、覆盖物等零件组成。

DC/DC 、⽔暖PTC 、充电机、风暖PTC 、直流充电⼝、电机控制器、⾼压线束、维修开关、逆变器、动⼒电池、⾼压箱、电动空调、交流充电⼝等都需要⽤到连接器。

图表 2新能源汽车⾼压线束材料及应⽤部件资料来源：⼀览众咨询⼆、连接器概述打开凤凰新闻，查看更多⾼清图⽚连接器是完成信号转接、能量传递的重要功能元件，在两个器件、组件、系统相互之间进⾏光和信号传递、电流传输时都需要功能与结构相匹配的连接器，因此连接器是构成整个电⼦装备所必须的基础元件。

单从技术上看，连接器有三种基本的划分办法：按外形结构：圆形和矩形（横截⾯）；按⼯作频率：低频和⾼频（以3MHz为界）；按标准性：应⽤型和标准型，前者⼀般需要定制，后者设计固定，应⽤场景⼴泛；此外，考虑到连接器的技术发展和实际情况，从其通⽤性和相关的技术标准，连接器可以分为低频圆形连接器、矩形连接器、印制电路连接器、射频连接器、光纤连接器。

图表 3 连接器的分类连接器的基本性能可分为三⼤类：即机械性能、电⽓性能和环境性能。

图表 4 连接器的性能新能源汽车⽤⾼压连接器是机电⼀体化产品，主要由接触件、绝缘体、壳体及附件四部分构成，其中：接触件是连接器完成光、电信号连接的核⼼部件，通过接触件的插合完成车辆在⾏车中所需的光、电信号的连接；绝缘体和外壳主要起固定、绝缘和机械保护作⽤。