连接器在 EV 电池管理系统中发挥重要作用

电池管理系统 (BMS) 是电动汽车 (EV) 的关键组件，由多个子系统组成，每个子系统负责特定任务。他们管理和监控电池单元和电池组，并提供有关电池健康状况的状态通知。

但这还不是全部。电池管理系统支持从数据采集到安全管理系统的一系列功能，由于它们由多个电子系统组成，互连技术成为系统的关键部分，用于在电池组与诊断、控制和监控系统之间建立连接.

Amphenol Communications Solutions 的 FCI 基础业务部分销和营销总监 Gijs Werner 在EE Times Advanced Automotive Tech Forum的演讲中表示，电池管理系统对于汽车电气化非常重要。

“电动汽车技术的进步为消费者提供了更安静、更便宜的车辆，这些车辆配备先进的高级驾驶辅助系统 (ADAS)、增强的安全功能、更高的舒适性和便利性，而电池系统需要与所有这些协调工作功能，”他补充道。

“然而，对这些先进电动汽车的接受程度取决于它们减少里程焦虑的能力，因为人们担心电动汽车可能会让他们陷入困境，这说明了电池管理系统的重要性，”Werner 说。“启动、停止、电动助力转向和电子制动系统等功能增加了电池的电力负荷。因此，电池管理系统在确定所有这些电气负载的优先级方面发挥着重要作用，其作用远不止控制电压、电流、温度和电池平衡，从而最大限度地扩大续航里程。它们还有助于保护车辆及其乘员免受系统中任何灾难性故障的影响。”

Werner 将 BMS 称为“电池组背后的大脑”，以优化电池效率和最大化续航里程，互连在确保电池管理系统可靠和安全工作方面发挥着重要作用。

设计工程师正在寻找满足所需标准和批准的连接器，例如欧洲的 LV214 和美国的 USCAR，以及电流能力、信号密度和抗振性等技术要求，特别是对于恶劣的汽车环境。它们还需要达到汽车级并在更高的温度下运行，同时采用小巧轻便的封装。

。（来源：安费诺通信解决方案）

但是，电池组和 BMS 的架构或构建实践在连接器的选择中发挥作用。Werner 表示，电池组的构建实践主要分为三种类型，其中包括使用柔性印刷电路 (FPC) 或离散线相互连接的电池单元，两者均基于集中式模块控制器，以及使用分散式的离散线模块控制器。

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Werner 解释说，这些不同的建筑实践取决于设计团队的偏好，也取决于应用程序。然而，FPC 解决方案的布线复杂性较低，而分散式系统具有离散线，后者具有复杂的电池组布线系统，他补充说。

电池管理系统也有不同的构建实践，包括集成（使用 FPC 连接）和分散系统。Werner 说，这些建筑实践对于大多数电动汽车来说都非常相似，无论是叉车等材料处理应用还是轻型车辆。

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连接器解决方案

模块控制器和 BMS 系统通常使用四种类型的互连。它们被描述为盒装系统，使用线对板和 FPC 对板互连系统来实现信号解决方案，这些解决方案通常是汽车级的。要将电路板连接在一起，引脚和插座连接器系统或板对板夹层互连是首选解决方案。

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作为这四种互连类型的示例，Werner 讨论了可用于模块控制器和 BMS 系统的五个FCI Basics连接器系列。其中包括 MicroSpace、MicroSpace XS（包括防水版本）、WireLock 和 FlexLock 连接器。

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符合 WireLock 1.80-mm USCAR-2 标准的线对板系统专为 BMS 设计，提供高抗振设计，具有主动式主闩锁和 TPA（端子位置保证）和 CPA（连接器位置保证）功能。Werner 说，TPA 确保端子正确锁定在外壳内，而 CPA 确保连接器牢固地保持在一起

电流容量为 3 A，所有触点都通电。职位范围从 10 到 40 个职位。

与许多这些连接器解决方案一样，互连的核心是用于恶劣环境的接触系统，Werner 说，具有两个接触梁以确保随着时间的推移保持良好的接触法向力。

他补充说，触点形状的设计使端子在组装过程中不会误插入外壳内，并且它具有四种编码类型和相关颜色，以防止错配和损坏引脚。

对于寻求紧凑型汽车级系统的设计工程师，MicroSpace 1.27 毫米、LV214 认证线对板系统围绕支持 LV214 认证的压接线接触系统构建。Werner 表示，与 1.8 毫米系统相比，该连接器的占位面积减少了 50%，并且每个触点保持 4 A 的标称电流能力，并且所有触点都通电。它还提供高抗振性。

与 WireLock 一样，MicroSpace 提供具有 TPA 和 CPA 功能的主锁。但独特之处在于，当 TPA 不在其最终位置时，没有电接触，Werner 说。

该连接器系统还具有高度的灵活性和多种选择。例如，一个两位系统可以配置三个编码系统，用于各种配置，例如左右（侧面或顶部闩锁）、交错水平（侧面或顶部闩锁）和交错垂直（顶部闩锁）。

MicroSpace 还提供 XS 版本。MicroSpace XS 将资格添加到 USCAR。同样，系统的核心是联系系统。Werner 说，它提供了一个加强的压接线接触，带有一个支撑的接触梁，以获得最大的法向力，引导和对齐配合的销，因此它不会损坏内部的接触梁。

MicroSpace XS 连接器系统还提供 TPA 和 CPA 功能，并带有三种编码类型，可防止连接器错配。Amphenol 最近还添加了防水版本，该版本具有相同的电气性能，并且由于其密封技术而达到 IP68 等级。这包括插座上的两个密封件和接头上的一个环和端子密封件。Werner 说，它占用了更多的电路板空间，但它提供了提供 IP68 的优势

FlexLock 是一个 2.54 毫米 FPC 到板系统，提供一系列配置和选项，例如用于保护电池管理系统引脚的盖子。配置包括表面贴装和通孔版本的直型和直角插座和接头。

EV 电池组和电池管理系统在恶劣的环境中运行，这意味着连接电池和电路板的互连需要在恶劣的环境（包括高温和高振动/冲击）下运行。他们还需要强大的接触和配合系统，以确保安全可靠地运行，从而保护车辆及其乘员。

审核编辑 黄昊宇