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随着新能源汽车市场的快速发展和车辆智能化程度的不断提升,越来越多的汽车电气化部件被应用于新能源汽车。作为新能源与智能化系统的“神经网络”,车载线束和连接器的使用量大幅增加,但由于车内空间的限制和车辆轻量化的要求,对于传统的车用连接器提出了小型化的要求。
车用连接器小型化,并配套更细线束的需求可以追溯到上世纪80年代,并在车辆轻型化的趋势下不断提升。在原有的分布式ECU架构中,由于ECU分布于不同位置,仅仅针对单一功能模块,因此为了连接上百个ECU,需要使用长达数公里的线束,导致整车重量增加、生产自动化程度低的缺点。但由于空间限制较少,因此当时的连接器的尺寸主要是1.5mm2,以配合当时主流的线束尺寸。
随着现阶段“域”架构(Domain)的出现,全车被分为五个功能域(博世公司的划分定义,包括动力域、底盘域、车身域、座舱域、自动驾驶域)。域控制器间通过以太网和 CAN FD( CAN with Flexible Data Rate )相连。这就不可避免的导致域控制器处的密集连接,进而造成安装空间的紧张,这就进一步推动了连接器小型化的需求。相对于1.5mm2尺寸的传统连接器,越来越多的连接器采用0.5mm2尺寸,可以配套容纳0.35mm2到0.13mm2的线束。根据一家跨国主流连接器企业的研究,这种小尺寸连接器可以在满足技术要求的前提下,节省高达50%的空间。
采用小型化的连接器需要配套使用更细的线束。且由于其尺寸非常小,难以采用传统的人工安装,需要采用自动化设备对线束进行切线、剥皮、和压接安装。与传统工艺比较,自动化工艺对于线束材料的韧性、抗折断性能等提出更高的要求。
另一方面,由于新能源汽车的应用需要满足各类恶劣的环境要求,并对线束与连接器的连接可靠性提出极高的要求。因此在使用小型化连接器和配套的更细线束时,需要确保其压接质量能够满足长期使用的可靠性要求。同时连接器与线束需要有良好的导电率和尽可能低的发热量,并且在极端环境下,也不能有电化学腐蚀等风险。因此综合考虑之下,采用铜芯的车用线束还是现阶段的主流技术方案。
未来,随着技术的发展,新能源汽车的电气构架将进一步向跨域融合和中央集中式方向发展,由于算力的提升和功能的增强,作为输入/输出端的连接器将进一步小型化。无线连接虽然也是一种可能的发展方向,但更多的应用在用娱乐等非核心的低安全风险领域。而与驾驶与乘客安全高度相关的核心车载电气领域,依旧将采用连接器与线束提供可靠的数据信号与驱动执行,因此连接器的小型化和线束技术的发展将继续是新能源汽车整车技术进步的重要组成部分之一,并在未来持续发展创新。
