一般汽車需要用到的連接器有近百種，單一車型所使用的連接器約有數(shù)百個?？巳R門森大學的車輛電子實驗室曾列出 54個在典型的現(xiàn)代汽車中處于基于計算機的電子控制下的功能項。其中包括一系列明顯用于電子控制的項目，例如氣囊展開、剎車防抱死、發(fā)動機控制以及娛樂和導航系統(tǒng)等，另外還有許多讓人為之驚嘆的功能。“保守估計，如果這54個項目中的每一項平均都需要10個連接器，那么一輛汽車可能使用多達540個連接器。” Molex 中國銷售總監(jiān)Clark Chou在接受本刊采訪時說。
從全球市場來看，目前汽車連接器約占整個連接器產(chǎn)業(yè)10%以上。“隨著市場對汽車 ‘智能互聯(lián)’、‘綠色環(huán)保’ 、‘安全出行’ 這三大趨勢需求的提升，汽車電子產(chǎn)品的應用也將日益增加，這將促進汽車連接器的應用數(shù)量進一步增長，未來可望占更大比重。” TE汽車事業(yè)部的項目經(jīng)理如是說。
應時而動 各大連接器廠商多產(chǎn)品線齊飛
無疑，汽車市場是一個龐大的市場。針對汽車市場，各大連接器廠家皆有所布局，并推出了一系列解決方案。
“數(shù)據(jù)表明，至2020年, 全球預計會有2.5億輛的互聯(lián)汽車出現(xiàn)，而TE在每輛車上的產(chǎn)品數(shù)量也將以每年4-6％的速度增長。”TE汽車事業(yè)部的項目經(jīng)理表示，目前中國市場以每年兩位數(shù)的增長成為全球最重要的戰(zhàn)略市場之一。隨著新能源汽車和互聯(lián)汽車的發(fā)展，TE汽車事業(yè)部將不斷豐富產(chǎn)品組合，助力中國汽車產(chǎn)業(yè)的變革。
據(jù)介紹，TE汽車事業(yè)部主要擁有的幾大產(chǎn)品條線包括新能源汽車解決方案、車載信息娛樂系統(tǒng)解決方案、傳感器解決方案、端子和連接器，以及汽車特殊線組的應用開發(fā)。
由于新能源汽車車內(nèi)電壓電流的升級，高電壓電流環(huán)境對于各部件的性能要求更為苛刻。安全、可靠、高效的配電及傳導成為新能源汽車整車安全的核心和關鍵。因此，TE為新能源汽車高壓電路的連接、保護和管理提供了全套的解決方案。在車載信息娛樂系統(tǒng)解決方案方面，TE除了提供MATEnet模塊化連接器，用于車載以太網(wǎng)的新型模塊化和可擴展連接器，還提供HSD、HSL高速數(shù)據(jù)傳輸系列等產(chǎn)品，能為客戶提供完整的連接解決方案，滿足車與人、車與物、車與車之間的高速、穩(wěn)定互聯(lián)需求。當然，作為汽車傳感器（壓力、位移、角度、速度、電流、溫濕度等）的制造專家，TE亦能為汽車復雜多變的應用環(huán)境提供有針對性的傳感器解決方案。另外，TE還可為客戶量身定制應用于汽車發(fā)動機系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、車身及底盤等系統(tǒng)的端子及連接器，并不斷致力于產(chǎn)品的小型化和輕量化，為更安全、更智能、更環(huán)保的汽車提供更多具有創(chuàng)新力的產(chǎn)品。比如： TE的NanoMQS 產(chǎn)品系列有助于減小電子元件的 PCB 尺寸，將線徑減小至 0.13mm2，并減小連接器總體封裝尺寸。同時，NanoMQS 還可提供非常優(yōu)秀的抗振性。TE 的 LITEALUM鋁線壓接技術可為客戶提供一個無縫連接、穩(wěn)定安全的解決方案。 此外，TE還致力于汽車特殊線組的應用開發(fā)，利用獨特的端子壓接技術和連接器優(yōu)勢為客戶提供線組總成的解決方案。
歐度連接器廣泛應用于各類尖端科技領域，包括醫(yī)療器械，軍事安全，汽車，高端儀器儀表，測試測量，能源等行業(yè)。“其中汽車業(yè)務在歐度連接器業(yè)務中的比重在10%以上。” 龔海晏表示，目前，歐度增長最快的是新能源交通領域，包括新能源汽車，新能源軌道交通行業(yè)。
歐度(上海)國際貿(mào)易有限公司總經(jīng)理 龔海晏
歐度是一家總部位于德國，擁有70多年歷史的連接器方案供應商。在汽車領域，其已有諸多成功應用案例。龔海晏舉例說，例如，用于新能源汽車充電樁和充電座的單芯針孔；用于連接電池包，電控單元，電機的高可靠性，極地接觸阻抗，優(yōu)異電磁屏蔽特性的全新GEN2大電流連接器；用于各類汽車零部件測試的ODU-MAC連接器方案。同時，歐度還擁有豐富的連接器定制方案設計和研發(fā)、制造經(jīng)驗，可為客戶的特殊應用需求提供專業(yè)的解決方案。
Molex亦為汽車行業(yè)提供范圍廣泛的連接解決方案，其客戶主要來自于汽車制造商以及汽車部門中相應的電子系統(tǒng)及設備的 OEM 供應商。
在Clark Chou看來，車載信息娛樂系統(tǒng)和安全配置的迅猛增長是汽車制造商需求的催化劑，不過，他們需要尺寸更小的互連系統(tǒng)，以便在相同的空間中放置更多的電子元件。據(jù)Clark Chou介紹，Molex 的 Mini50™ 密封和非密封線對板插座可供設備制造商使用尺寸更小的插針、端子和電線，將電路封裝到更小的空間內(nèi)，同時還可降低成本。“在采用了密封或非密封 Mini50 單排和雙排插座后，與傳統(tǒng)的 USCAR 0.64 毫米連接器相比，Mini50 連接系統(tǒng)產(chǎn)品線可以節(jié)省多達 50% 的空間。”
為了滿足當今汽車對電子設備不斷增長的要求，Molex 還開發(fā)出了 Stac64™ 這種模塊化的 0.64、1.50 和 2.80 毫米端子接頭系統(tǒng)。Stac64 連接系統(tǒng)為 OEM 和設備制造商提供了更高的設計靈活性，從而支持低電平信號要求以及高達 30.0 安的電源應用。Stac64 系統(tǒng)可供汽車制造商將接頭組件作為獨立的元件，能夠?qū)⒍鄠€接頭組合到一起使用，滿足設備和模塊對信號和電源提出的一系列要求。
此外，stAK50h™ 信息娛樂連接器系統(tǒng)還為 Stac64 系統(tǒng)做出良好的補充。這一系統(tǒng)提供的解決方案通過一個 stAK50h 連接器接口即可同時處理信號與以太網(wǎng)連接，無需再使用兩套獨立的連接系統(tǒng)。 “在 OEM 堅持使用行業(yè)認可的 0.50 毫米及 1.20 毫米端子互連系統(tǒng)的同時，這一解決方案使 stAK50h™ 信息娛樂連接系統(tǒng)成為了一種終極的互連解決方案。” Clark Chou說。
實際上，Molex 的汽車行業(yè)解決方案的范例還包括 CMC 連接系統(tǒng)，用于各種動力總成應用，包括發(fā)動機控制單元 (ECU)、車廂應用、齒輪箱、電子駐車制動和懸掛控制器；以及 MX150™ 密封連接器系統(tǒng)，為發(fā)動機上的汽車應用支持低電平信號以及電源應用。
新能源汽車電氣化特性愈發(fā)明顯 對連接器提出更高要求
不過，對于電動車來說，無論是混合動力車還是全電動車，都需要高電壓/大電流 (HVHC) 的電氣系統(tǒng)，從而保證商用車在當今常見的最極端條件下也可保持可靠的性能，因為在這類環(huán)境下電氣配件和元件常常會受到?jīng)_擊和振動，以及面臨著種種侵蝕性、腐蝕性的化學品。
歐度(上海)國際貿(mào)易有限公司總經(jīng)理龔海晏表示，隨著車載電子輔助設備的高速發(fā)展以及新能源汽車產(chǎn)業(yè)的政策支持和快速發(fā)展的背景下，汽車的電氣化特性愈發(fā)明顯，對于車用連接器將會提出更高的需求。例如，高可靠性，更大功率的傳輸，連接器的電磁屏蔽性要能滿足諸多電子設備不會出現(xiàn)干擾的情況。
為了滿足電動車的各種需求，Molex現(xiàn)在提供加固的 Imperium 高電壓/大電流 (HVHC) 連接器系統(tǒng)。Clark Chou解釋稱，這是一種高電壓和電流的解決方案，可理想用于混合式電動技術及全電技術。連接器在每個觸點上能夠承受 1000 伏的電壓以及 250.0 安的電流，為車輛的 OEM 和電氣化系統(tǒng)的架構(gòu)師提供出色的屏蔽性能與電流密度。多種配置正在開發(fā)當中，現(xiàn)提供 8.00 和 11.00 毫米直徑的版本，可滿足客戶特定應用的需求。
Molex 中國銷售總監(jiān) Clark Chou
無疑，混合動力以及全電動商用車可以顯著的降低排放以及耗油量，對環(huán)境產(chǎn)生極為積極的影響。“這其中先進的電氣化技術發(fā)揮著關鍵性的作用，而在采用了 Imperium 連接器系統(tǒng)后，Molex 提供了一種可以在極端惡劣的條件下可靠而又安全的輸送功率產(chǎn)品。” Clark Chou表示，Imperium 品牌的 HVHC 系統(tǒng)采用了集成的 MX150 高電壓互鎖回路 (HVIL) 壓線端子，有助于在斷開過程中防止產(chǎn)生高壓電弧放電，并且還可以確保操作人員的安全。這種閉路的 360 度屏蔽設計采用了接地片，可以減輕電磁干擾及射頻干擾，提高車載通信的可靠性，同時接頭的端面屏蔽功能還為設備制造商簡化接地流程。另外，一體式觸點（插頭和插座處）可降低電阻，進而降低功率損耗，而保護性的絕緣插頭和插座觸點帽則可滿足免觸摸的行業(yè)安全性要求。連接器還符合 IP6K9K 等級標準，插入后在惡劣環(huán)境下保護免受流體影響。
龔海晏表示，歐度自成立之初，一直深耕于連接器行業(yè)，擁有極其豐富的連接器設計經(jīng)驗和尖端的連接器仿真，測試方法和設備。同時歐度一直貼近客戶，不斷聆聽客戶需求并以自身豐富的連接器專業(yè)知識以提供各種出色解決方案。
在TE汽車事業(yè)部的項目經(jīng)理看來，無論是來自電動、氫動力、混合動力和天然氣動力汽車快速變化的動力需求，還是日趨嚴格的政府法規(guī)要求，全球市場的競爭，以及對各種動力的汽車越來越高的安全要求，使得以客戶為導向、快速發(fā)展的汽車行業(yè)在諸多方面都承受著巨大的挑戰(zhàn)。包括整車層面的挑戰(zhàn)，如安全隱患，電池續(xù)航里程短，系統(tǒng)架構(gòu)可靠性不足，高成本和充電難等；零部件層面的挑戰(zhàn)，如高壓架構(gòu)，電池包的連接和保護，電機電控等。這其中，又以高壓系統(tǒng)架構(gòu)和電池包的可靠性為最主要的挑戰(zhàn)。
應對這一系列挑戰(zhàn)，TE汽車事業(yè)部的項目經(jīng)理表示，TE可提供用于混合動力和電動汽車的整套連接器、端子、傳感器、電纜組件、繼電器、接觸器和電池連接保護元件。據(jù)介紹，TE的創(chuàng)新型電池到電池模塊到汽車解決方案正在應對混合動力汽車和電動汽車提出的巨大挑戰(zhàn)。憑借對新技術的不懈研究、與客戶共同完成的工程設計，TE正在悄然改善新能源汽車的功率重量比、電池續(xù)航時間以及總航程。
TE汽車事業(yè)部的項目經(jīng)理舉例稱，比如，TE能夠提供豐富的動力系統(tǒng)產(chǎn)品，以應用于當前最新的系統(tǒng)之中。其中包括硬連線配電系統(tǒng)、模塊部件、發(fā)動機和電動機傳感器，以及變速器傳感器、底盤傳感器和壓力傳感器。TE還為12V、24V和48V電源系統(tǒng)提供的高性能ISO插拔式繼電器，以及用在TE與安德雷蒂科技合作的電動方程式試驗車上的F4插拔式繼電器。此外，TE應用工具采用經(jīng)CE認證的M2000MC熔斷器和繼電器自動插入機，為汽車行業(yè)的大批量生產(chǎn)提供了高質(zhì)量的解決方案。
再如，與標準的 12V / 24V 電力網(wǎng)相比，應對由于機動車輛采用電動動力系統(tǒng)而產(chǎn)生的高電壓與電開關器件有著完全不同的要求。對于將動力電池與逆變器連接和斷開的主接觸器，這些要求不僅包括處理非常高的連續(xù)電流，而且包括高過電流的安全中斷。一旦電池發(fā)生短路，這些接觸器必須能夠承載數(shù)千安培的電流，直至主保險絲中斷短路。因此，與先前的設計相比，短路耐受能力可提高到 6kA。當該幅度的電流通過一對閉合的開關端子時，形成的洛倫茲力產(chǎn)生端子一個懸浮力，將端子推開。該懸浮力的增加與電流的平方成正比。在 1kA 時，懸浮力已達到約 1N。如果電流足夠高，接觸彈簧力被克服，端子將分開，立即形成大電弧。因此，當重新閉合時，端子會熔接，或者，接觸器可能由于在觸點腔室內(nèi)形成過大的壓力而斷裂。由于 6kA 的更高懸浮極限和觸點腔室的非密封設計，EVC 250 接觸器大大降低了這種故障模式的風險。
互聯(lián)汽車時代已經(jīng)來臨 將推動高性能連接器和傳感器需求
從2017年開始，汽車已經(jīng)進入互聯(lián)車輛時代。車載網(wǎng)絡技術已經(jīng)成為、并且今后將日益成為那些重視互聯(lián)駕駛體驗的領先汽車制造商與消費者的最關注的方面。當前已發(fā)貨的車輛中僅有約五分之一配備了連接功能。根據(jù) TrendForce 市場研究機構(gòu)的研究結(jié)果，截至 2020 年，75% 的汽車將連接到互聯(lián)網(wǎng)。另據(jù)思邁汽車信息咨詢公司預計，到2020年，全球互聯(lián)網(wǎng)汽車銷量將翻六番。 Gartner數(shù)據(jù)顯示，屆時投入使用的互聯(lián)汽車將達到2.5億輛。
“到那時，如果互聯(lián)汽車未來能達到我們所預期的多功能性和穩(wěn)定性，配備與內(nèi)外設施進行資源共享的網(wǎng)絡連接能力和數(shù)據(jù)傳感能力，整車廠就必須開發(fā)高性能的連接器和傳感器，從而確保互聯(lián)汽車的連接性，這一點在當前汽車內(nèi)外信息交換量越來越大的情況下尤為重要。” TE汽車事業(yè)部的項目經(jīng)理稱，在汽車內(nèi)部，各種傳感器能為如何以及何時控制車輛操控提供反饋信息。在汽車外部，通過對信息的采集和傳遞來幫助汽車定位，監(jiān)測車輛速度、油量，進行故障診斷以及許多其他功能。
Clark Chou也表示，對于汽車來說，一個總趨勢就是傳感器在車輛設計中的使用日益增加，這進一步推動了電子元件密度的增長，并且提高了對連接解決方案的需求。克萊門森大學的車輛電子實驗室發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在至少有 25 種傳感器正在進入到汽車電子系統(tǒng)當中。而對于微型化電子元件領域來說，一個主要的趨勢就是使用印刷型傳感器。
當前，TE和Molex皆有推出了一系列傳感器，只不過，二者的側(cè)重有所不同。Molex 側(cè)重在微型化、高柔性的傳感器方案。Molex Soligie® 產(chǎn)品線的印刷型傳感器在塑料、紙質(zhì)和金屬箔之類的柔性基板上制作組件和互連系統(tǒng)時具有充分的優(yōu)勢。在這一基礎上，Molex 的制造工藝可以實現(xiàn)小尺寸、高柔性的集成傳感器解決方案，可理想用于一系列車載應用，而且與傳統(tǒng)電路相比總成本也要低得多。
Clark Chou進一步稱，對于連接功能，汽車業(yè)的 OEM 需要采用全系統(tǒng)的方式來實現(xiàn)，因為他們將會把各種新功能與新特點集成到車輛當中。為了滿足這一需求，Molex 和 Excelfore 在一項全球戰(zhàn)略協(xié)作中共同開發(fā)出了全套的車輛端對端連接解決方案，具有 FOTA/SOTA、Wi-Fi、以太網(wǎng)、OTA 以及邊緣傳感器的 eCAM 功能。
TE的傳感器則包括位置、速度和溫度（座艙和引擎進氣口）、壓力（高壓制動和汽車尿素），以及溫度的測量。TE汽車事業(yè)部的項目經(jīng)理進一步舉例稱，比如TE可以提供一系列高效節(jié)能的濕度傳感器，適用于設備性能受溫差影響較大的場合，從而提高設備的安全性能。流體性傳感器不僅可以對引擎、燃油系統(tǒng)、催化還原系統(tǒng)、壓縮機、變速器、傳動箱、柴油機排放液的流體進行實時監(jiān)控，也可以對DEF（尿素濃度）等其他應用進行監(jiān)控。高性能尿素質(zhì)量傳感器同時也是尿素濃度傳感器，是氮氧化合物控制系統(tǒng)以及合規(guī)性戰(zhàn)略的一部分。
值得注意的是，從 2017 年起，汽車行業(yè)將需要采用多種高速介質(zhì)協(xié)議來實現(xiàn)車輛的網(wǎng)絡互連。典型應用包括車載信息娛樂系統(tǒng)、遠程通信設備、無線電以及導航系統(tǒng)。此外，對于高級駕駛者輔助攝像頭的需求也在不斷上升，以便用于行人預警、夜視或盲點探測，以及 360 度視覺系統(tǒng)與后視系統(tǒng)。
Clark Chou表示，對于這些應用，Molex 推出了下一代的 HSAutoLink II™ 互連系統(tǒng)。這是一種高性價比的連接器系統(tǒng)，可以提供超出 2.0 Gbps 的速率，并且能夠支持各種不同的通信網(wǎng)絡或通信協(xié)議。據(jù)介紹，HSAutoLink II 是一個靈活并且可擴展的產(chǎn)品族，可以組合起各種鏈路，或者在同一連接器中支持多種協(xié)議，包括 USB 2.0、USB 3.0、LVDS、以太網(wǎng) AVB（音視頻橋接）以及改進的 HDMI、DVI 和 DisplayPort，使數(shù)據(jù)速率高達 5.0 Gbps。使用了屏蔽雙絞線 (STP) 或護套式非屏蔽雙絞線 (JUTP) 布線后，可以提供一系列高性價比的解決方案選項，適合高速的差分信號應用。
