隨著新能源汽車滲透率的不斷增長,連接器行業該如何應對頻發的安全事故?線束在整車中發揮了哪些作用?在新材料、新技術的不斷突破下,連接器行業將迎來什么挑戰?
「當前市場上絕大部分電池的安全系數遠遠不夠」。
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,直接點明了行業的發展現狀與困境。
在新能源汽車成為主流市場后的當下,高安全才是汽車行業可持續發展的生命線。
但在新能源汽車不斷高壓化升級趨勢下,頻發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大的背景下,再談安全課題絕對不是在炒冷飯,這關乎每個人的生命安全以及新能源產業的可持續發展命數。
01
「汽車起火」
為何動力電池安全系數遠遠不夠
日前,寶馬因Mini Cooper SE電動車型的電池可能引發火災隱患,將在全球范圍內召回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,韓國發生了重大新能源汽車著火事故,經相關消防局發言人證實,火災表現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“動力電池系統的一致性差異”原因召回了3萬多輛電動汽車。(注:動力系統一致性是指容量、內阻、電壓、放電曲線、壽命達到一致性)
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。而由于含有液態電解質,液態電池有潛在的泄漏風險,電解液被揮發也將縮短電池的使用壽命,增加安全風險。
在極端高溫、過度充電或放電等條件下,液態電池還可能發生熱失控,造成電池組急劇升溫,有引發汽車失火的風險。
02
「汽車涉水」
車規級線束如何成為“保護罩”
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注的點。特別是今年暴雨、臺風等極端天氣頻發,如何避免汽車進水觸電導致車輛故障,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包括多個高壓組件、汽車線束和汽車連接器,過充、過放、內部短路、溫度過高或外部沖擊等都可能導致安全風險。
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,發熱量更高。一旦汽車線束絕緣層損壞并與車輛底盤發生不實接觸,就會導致熔斷器與線束接觸點的電阻值超過熔斷器的設計耐受范圍,熔斷器無法及時切斷電路,導致電纜過熱。
汽車高壓線束通常通過雙重絕緣來確保安全,利用非導電材料隔離或包裹導電體,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
QC/T 29106-2014標準規定,汽車駕駛室、乘員艙、行李艙外的濕區汽車線束與汽車連接器防水等級要達到IPX7以上,處于汽車暴露位置的汽車連接器防水等級更要達到IPX9K以上。
濕區汽車線束的絕緣橡膠材料還需要經過0.3MPa水壓的噴水試驗和浸泡1小時3%鹽水的浸水實驗,并且通過嚴格的氣壓測試,確保汽車線束及汽車連接器內部無氣體泄露。
汽車連接器通過擴大接觸面積、選用高強材料和改良設計結構來提升連接的穩固性,并且使用先進的壓接或焊接工藝,增強抗振動與抗高溫的可靠性能。
另外,在導線壓接、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,實現了節省空間、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
JAE MX23A系列連接器嵌合時使用防水密封環,導線連接處使用扣眼防水。
▲JAE MX23A系列 圖片/截自JAE連接器官網
而市場上常見的國產汽車高壓連接器產品有瑞可達、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用于汽車的電池、OBC系統中,最大絕緣電阻達0.5mΩ,能承受3000V最大電壓,防水級別達到了IPX7等級,振動級別達到了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下,連接器走向何方?
比亞迪CEO王傳福曾多次強調「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,其安全性直接關系到車輛的性能和車主的安全。
背靠寧德時代光速實現業績起飛的西典新能,參與寧德時代T項目大模組電芯連接方案設計及產品定制開發,完成大尺寸 FPC 采樣電池連接系統的規模量產。
今年,西典新能不斷擴大電池連接系統的產能,著力推出采用了單層薄膜熱壓合技術的薄膜技術。與以往的熱壓合技術相比,材料成本降低,自動化程度提高,降低了產品的整體成本。
▲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等貼裝器件,空間更緊湊,體積更小。截自/西典新能源官網
瑞可達與寧德時代合作,其新能源連接器業務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,應用于汽車電池、儲能模塊上。圖源/瑞可達官網
未來隨著新材料與技術的不斷研發突破,汽車高壓化趨勢下的汽車連接器將開發出更高性能的材料,以及設計更緊湊、更輕量化的汽車連接器結構,以保障整車的安全性。
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審核編輯 黃宇
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