電動汽車頻發(fā)事故，連接器如何守好安全線？

隨著新能源汽車滲透率的不斷增長，連接器行業(yè)該如何應(yīng)對頻發(fā)的安全事故？線束在整車中發(fā)揮了哪些作用？在新材料、新技術(shù)的不斷突破下，連接器行業(yè)將迎來什么挑戰(zhàn)？

「當(dāng)前市場上絕大部分電池的安全系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠」。

在一場世界動力電池大會上，寧德時代的董事長曾毓群這樣犀利直言。

從汽車開始向電動化轉(zhuǎn)型升級那天起，動力電池的安全隱患就一直是個老生常談的話題了。曾毓群的這句話，直接點明了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與困境。

在新能源汽車成為主流市場后的當(dāng)下，高安全才是汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的生命線。

但在新能源汽車不斷高壓化升級趨勢下，頻發(fā)的汽車事故中卻總能見到新能源汽車的身影。想要追求高速、長續(xù)航又安全的汽車駕駛體驗，真的是既要又要嗎?

在新能源汽車市場保有量不斷擴(kuò)大的背景下，再談安全課題絕對不是在炒冷飯，這關(guān)乎每個人的生命安全以及新能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展命數(shù)。

01

「汽車起火」

為何動力電池安全系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠

日前，寶馬因Mini Cooper SE電動車型的電池可能引發(fā)火災(zāi)隱患，將在全球范圍內(nèi)召回15萬輛新能源汽車;浙江一輛奔馳EQB新能源汽車在靜置狀態(tài)下突然自燃起火...層出不窮的汽車事故似乎印證了曾毓群的這句話。

上月，韓國發(fā)生了重大新能源汽車著火事故，經(jīng)相關(guān)消防局發(fā)言人證實，火災(zāi)表現(xiàn)出由電池引起的所有跡象。

韓國官方披露，起火的梅賽德斯奔馳EQE汽車搭載的動力電池為孚能科技的鎳鈷錳 (NCM) 811電池。而此前搭載了孚能科技動力電池的北汽也曾因“動力電池系統(tǒng)的一致性差異”原因召回了3萬多輛電動汽車。(注：動力系統(tǒng)一致性是指容量、內(nèi)阻、電壓、放電曲線、壽命達(dá)到一致性)

目前，市面上主流的動力電池材料主要為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。而由于含有液態(tài)電解質(zhì)，液態(tài)電池有潛在的泄漏風(fēng)險，電解液被揮發(fā)也將縮短電池的使用壽命，增加安全風(fēng)險。

在極端高溫、過度充電或放電等條件下，液態(tài)電池還可能發(fā)生熱失控，造成電池組急劇升溫，有引發(fā)汽車失火的風(fēng)險。

02

「汽車涉水」

車規(guī)級線束如何成為“保護(hù)罩”

除自燃、碰撞起火外，新能源汽車線束的涉水能力也是車主極為關(guān)注的點。特別是今年暴雨、臺風(fēng)等極端天氣頻發(fā)，如何避免汽車進(jìn)水觸電導(dǎo)致車輛故障，考驗著汽車線束與連接器的防水性能。

新能源汽車的高壓系統(tǒng)包括多個高壓組件、汽車線束和汽車連接器，過充、過放、內(nèi)部短路、溫度過高或外部沖擊等都可能導(dǎo)致安全風(fēng)險。

汽車線束需要有耐高壓且防水的絕緣材料。

新能源汽車高壓大電流平臺下的汽車線束更粗重，發(fā)熱量更高。一旦汽車線束絕緣層損壞并與車輛底盤發(fā)生不實接觸，就會導(dǎo)致熔斷器與線束接觸點的電阻值超過熔斷器的設(shè)計耐受范圍，熔斷器無法及時切斷電路，導(dǎo)致電纜過熱。

汽車高壓線束通常通過雙重絕緣來確保安全，利用非導(dǎo)電材料隔離或包裹導(dǎo)電體，常見的汽車線束絕緣材料有PVC、XLPE、硅橡膠和TPE等。

▲高壓線束 圖源/琥正電子官網(wǎng)

QC/T 29106-2014標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，汽車駕駛室、乘員艙、行李艙外的濕區(qū)汽車線束與汽車連接器防水等級要達(dá)到IPX7以上，處于汽車暴露位置的汽車連接器防水等級更要達(dá)到IPX9K以上。

濕區(qū)汽車線束的絕緣橡膠材料還需要經(jīng)過0.3MPa水壓的噴水試驗和浸泡1小時3%鹽水的浸水實驗，并且通過嚴(yán)格的氣壓測試，確保汽車線束及汽車連接器內(nèi)部無氣體泄露。

汽車連接器通過擴(kuò)大接觸面積、選用高強(qiáng)材料和改良設(shè)計結(jié)構(gòu)來提升連接的穩(wěn)固性，并且使用先進(jìn)的壓接或焊接工藝，增強(qiáng)抗振動與抗高溫的可靠性能。

另外，在導(dǎo)線壓接、焊接的部位可采用熱縮管、防水膠等材料，保證汽車線束的密封性與防水性能。

住友電工安裝在新能源汽車地板下的高壓汽車線束采用鋁管，具備電磁屏蔽功能，實現(xiàn)了節(jié)省空間、輕量化和低成本。

▲地板下管道高壓線束 圖片/截自住友電工官網(wǎng)

JAE MX23A系列連接器嵌合時使用防水密封環(huán)，導(dǎo)線連接處使用扣眼防水。

▲JAE MX23A系列 圖片/截自JAE連接器官網(wǎng)

而市場上常見的國產(chǎn)汽車高壓連接器產(chǎn)品有瑞可達(dá)、君灝新能源、琥正電子等高壓連接器。

君灝新能源250A高壓大電流連接器應(yīng)用于汽車的電池、OBC系統(tǒng)中，最大絕緣電阻達(dá)0.5mΩ，能承受3000V最大電壓，防水級別達(dá)到了IPX7等級，振動級別達(dá)到了USCAR-2，V2。

▲君灝新能源250A高壓大電流連接器

03

新能源汽車安全挑戰(zhàn)下，連接器走向何方?

比亞迪CEO王傳福曾多次強(qiáng)調(diào)「安全才是新能源汽車最大的豪華」。

動力電池與汽車線束作為新能源汽車的核心組件，其安全性直接關(guān)系到車輛的性能和車主的安全。

背靠寧德時代光速實現(xiàn)業(yè)績起飛的西典新能，參與寧德時代T項目大模組電芯連接方案設(shè)計及產(chǎn)品定制開發(fā)，完成大尺寸 FPC 采樣電池連接系統(tǒng)的規(guī)模量產(chǎn)。

今年，西典新能不斷擴(kuò)大電池連接系統(tǒng)的產(chǎn)能，著力推出采用了單層薄膜熱壓合技術(shù)的薄膜技術(shù)。與以往的熱壓合技術(shù)相比，材料成本降低，自動化程度提高，降低了產(chǎn)品的整體成本。

▲EV-CCS 電池管理解決方案，集成了溫度傳感器和電壓信號采集、連接器以及保險絲保護(hù)等貼裝器件，空間更緊湊，體積更小。截自/西典新能源官網(wǎng)

瑞可達(dá)與寧德時代合作，其新能源連接器業(yè)務(wù)收入的增加拉動了公司今年上半年的整體營收的增長。

▲RED系列2/3芯高壓塑料屏蔽連接器集成屏蔽互鎖功能，應(yīng)用于汽車電池、儲能模塊上。圖源/瑞可達(dá)官網(wǎng)

未來隨著新材料與技術(shù)的不斷研發(fā)突破，汽車高壓化趨勢下的汽車連接器將開發(fā)出更高性能的材料，以及設(shè)計更緊湊、更輕量化的汽車連接器結(jié)構(gòu)，以保障整車的安全性。

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審核編輯 黃宇