新能源汽車安全靠譜背後的「支撐」

儘管面臨補貼退坡，然而從近期媒體不斷爆出的新建項目來看，新能源汽車尤其是電動汽車的投資熱度依然高漲。在今年年初舉辦的「2017電動汽車百人會論壇」上，工信部部長苗圩表示，工信部已牽頭編製了《汽車產業中長期發展規劃》，明確了到2020年新能源汽車年產量將達到200萬輛，以及到2025年新能源汽車銷量佔總銷量的比例達到20%以上的發展目標。

而在國外，節能減排法規的日益嚴苛，亦推動新能源汽車未來發展。麥肯錫在早前的一份報告中指出，到 2030 年電動汽車將佔到全球新車銷量的 50％。

新能源汽車未來發展可謂是一片「希望的田野」，不過，對於企業來說，機遇和挑戰向來相輔相生。

就目前來看，新能源汽車尤其電動汽車依然面臨著安全隱患、續航里程短、系統架構可靠性不足、產品質量參差不齊、高成本、充電難等問題。當中，最主要的挑戰莫屬系統的安全可靠性，畢竟對於市場發展及消費者而言，無論是再前瞻的技術，多誘人的優惠政策，「安全靠譜」是最關鍵也是最基本的保障。

這就要求各相關生產企業除了在電池、電機、電控等關鍵技術取得突破外，包括連接器、感測器、接觸器、繼電器等核心基礎元器件領域亦要有所作為；甚至這些原在傳統汽車領域的「配角」隨著電子電器架構的全面改進，應用數量日漸增加，對整個系統架構所呈現的可靠性、完美性起到關鍵性的支撐作用。

新電氣架構下的連接·感測·保護

以電動汽車系統構架為例，其由電池、驅動電機及電控、高壓配電盒、充電系統、高壓輔助用電器幾大部件構成。無論是從部件自身還是整個系統構架來說，都涉及到連接、感測和保護，而連接和感測是基準，通過連接、感測達成保護。不過與傳統汽車相比，高電壓和大電流系統架構下，這些核心的元器件均面臨著更加嚴苛的要求和挑戰。

首先，連接器作為電路系統電氣連接必需的核心基礎元件，在高電壓大電流下，其載流能力、耐壓能力及可靠性要求再度拔高。此外，如此高的功率下，電磁干擾是連接器所面臨的另一個重要問題。同時，高壓迴路下的帶電插拔操作會產生電弧，這會嚴重危害到電氣連接和電子設備，並且可能引起汽車燃燒，這些問題都需要連接器的特殊設計與開發。

而對於將動力電池與逆變器連接和斷開的主接觸器，新的電氣系統架構對其要求不僅包括處理非常高的連續電流，而且包括過載電流的安全開斷。一旦電池發生短路，這些接觸器必須能夠承載數千安培的電流，直至主保險絲切斷迴路。根據歐洲經濟委員會條例「ECE R-100，電池供電電動汽車」的規定，電池驅動的汽車通常必須配備保護器件，例如保險絲、斷路器或主接觸器，以防動力電池由於過電流而過熱。

再來看另一核心部件——感測器。據相關專家介紹，未來純電動汽車感測器的發展趨勢是實現微型化、多功能化、集成化和智能化。這就要求感測器不僅具備體積小、價格便宜、可靠性高等特點，而且在精度、功能性、智能化等方面要再度提高。

除了以上三類元器件外，還有電路保護器，手動維修開關，繼電器、線束等基礎元器件，在新的電氣架構下亦待升級。然而對於主機廠來說，單個元器件的創新固然重要，然其更為看重的是系統的穩定性、可靠性，需要的亦是更為「靠譜」的系統性解決方案。

對於此，全球連接及感測解決方案領先者TE Connectivity (TE) 利用其在高壓生成、傳輸和配電領域積累的豐富經驗，數年前已開始在新能源汽車領域不斷進行產品的改進和創新，致力提供安全可靠的系統解決方案。目前在新的電氣架構中的多個環節都有與之匹配的解決方案，以應對新能源汽車發展中的挑戰。

系統解決方案「護航」電氣架構每一環節

●電池包的連接和保護是整車安全至關重要的一環

作為新能源汽車當中最核心的零部件和動力來源，電池包不僅自重大，且結構比較複雜，它由多個電芯模組構成，每個模組有幾個到十幾個不等的電芯組成。其中，模組之間、電芯之間以及管理電芯的電池管理系統（BMS)內部的電流傳輸和信號傳輸需要各種連接以及電流、溫度的監控，而電池對外輸電要有高壓的連接器。因此電芯連接及模塊連接、高低壓介面、電流及溫度監控的可靠性至關重要。

此外，近年關於新能源汽車爆炸、自燃的事件時有發生，多數亦跟電池有關。據TE汽車事業部大中華區銷售和市場總經理李萬祥介紹，「高壓情況下，電流迴路的接觸和斷開非常危險，很容易產生電弧，如果管理不當，產品可能會產生爆炸和燃燒。」 這對預充迴路的設計、保險絲及接觸器的匹配等給予了較大考驗。

可以說，電池包的連接和保護是整車安全至關重要的一環。在此方面，TE除了提供電芯連接板（ICB）、模塊連接方案（M2M）、低壓信號連接器和電流感測器外，其富有挑戰性的高壓大電流連接器以及高壓接觸器產品系列已得到車企充分認可。

適用於大電流和優化尺寸的高性能連接器。 TE 的 AMP+ HVP 800 高壓連接器系統可通過在 50mm² 的導線中使用高達 250A 的電流，並安全地將大電流和高電壓從電池傳輸到變頻器和電動機。該連接器產品系列採用很寬的溫度和線徑範圍，以及多個防呆設計選項，適用於眾多的混合動力及純電動汽車應用。通過可實現低插入力的輔助拉杆簡化了裝配難度。據了解，除HVP800高壓連接器外，TE目前還開發出了HVP1100，PCON21等耐高壓大電流連接器產品。

TE 的 AMP+ HVP 800 高壓連接器系統

有效抑制開關電弧的高壓保險絲和高壓接觸器組合。與傳統汽車的油箱一樣，混合動力和純電動車輛的儲能系統必須進行熱過載保護。為了在車輛熄火后或出現故障時及時阻斷電流，通常會在動力電池和電氣迴路的連接部分使用高壓保險絲和高壓接觸器的組合。TE的EVC 250高壓接觸器正是一款專為這種應用要求而開發的安全器件。該產品擁有更大的接觸間隙和優化的開關動力，它具備高性能的滅弧磁體，結合其他措施，可有效地抑制開關電弧。並可實現連續的250A額定電流，能承載高達6, 000A 的過電流20ms而不影響任何關鍵性能。值得一提的是，EVC 250高壓接觸器的開關室經過優化設計，即使是在海拔高達 5,000米的低氣壓條件下也能完全切斷電流。

TE 的 EVC 250高壓主接觸器

除了EVC 250高壓接觸器外，TE還開發出EVC500、EVC135、EVC175，HV Mini-k等高壓接觸器及預充繼電器系列產品。在安全器件中，TE針對電池包維修過程中因誤操作導致的安全隱患，還專門開發出手動維修開關（MSD）。

「TE 對安全的責任感是開發新產品的關鍵因素，我們確保為所有應用提供安全可靠的解決方案。除此之外，現在國家對電池包的能量密度要求非常嚴，所有的電池包廠家都希望在盡量小的空間里能夠儲盡量多的電能，因此會對連接器或者是其他輔助的元器件空間要求非常嚴格的，我們現在用0.5毫米的連接器應對這方面的需求。」 李萬祥補充道。

● 充電技術的改進對於新能源發展至關重要

近兩年，因充電而引發的多起電動汽車起火事件將新能源車安全性問題再推向風口。TE一直把安全放在充電電纜產品的首要位置，並構建了充電解決方案所需的一切資源：從線纜到接觸器、從儀錶到讀卡器、從屏幕到插座。在安全可靠性上，TE充電系統擁有監控、檢測和保護等功能，包括：接地監控、布線錯誤檢測、避免過壓和欠壓影響充電、過流情況下短路保護、繼電器診斷以及過熱保護等；從而確保整個充電過程的安全性。

除了電池、充電系統外，電氣架構上的電機電控、高壓輔助用電器亦有很多的連接感測和保護方面相關的內容，如高壓屏蔽連接、旋變、溫度感測器、端子台、低壓信號連接等。而這些部件，TE目前都擁有系統的解決方案與之相匹配。

「TE作為零部件供應商，我們希望能充分發揮自己的專長來推動新能源汽車產業的快速發展。針對新能源車安全問題，一方面我們會嚴格按照車企或系統供應商的要求保證產品的可靠性、一致性；另一方面，我們會從專業的角度提出相應建議，完善客戶對於整個架構的考慮。這是我們的責任，也是使命所在。」 李萬祥在接受採訪時表示。

這讓記者想到了之前一次行業論壇中清華大學教授歐陽明高的一句評論，「新能源汽車的發展勢頭非常迅猛，不過猛過頭也不一定是好事，一旦有嚴重的安全事故發生，會對整個新能源汽車產業造成毀滅性打擊，這需要特別注意，企業更要存在敬畏之心。」這當中的「企業」除了主機廠，還包括產業鏈上的各個零部件供應商，共勉之吧