「特斯拉」从特斯拉Model3的高压电气系统探讨高压连接器的发展趋势( 二 )


「特斯拉」从特斯拉Model3的高压电气系统探讨高压连接器的发展趋势
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No.6
正是这2.5mm厚的铜板和这20片DEFCON端子 , 组成了端子世界中的最佳伴侣 。
正是这20片DEFCON端子的松散叠加和自由活动 , 把实际应用中可能发生的偏移或者扭转以及振动所造成的影响降到了最低 , 确保了多达64个接触点的最佳接触性能 , 远远高于最多30个接触点的同级别连接器 。
正是这独具匠心的端子组合 , 接上50mm2的铜线 , 可以达到260A@85℃持续电流的载流能力 , 突破了Class4连接器200A@85℃左右的持续电流 , 跨越到Class5连接器的能力级别 。
正是这样的端子组合 , 配上耐磨抗拉的塑料件 , 屏蔽效能高、接触阻抗低的屏蔽环 , 以及压变特性好、拉伸强度高、耐高温抗老化的硅胶密封圈 , 再加上设计精巧的CPA、HVIL、Lever等等附属零件 , 造就了这款卓尔不群的高压连接器HC Stak 25 , 源源不断地支持着特斯拉最大功率239kW的驱动电机强劲可靠的动力输出 。
老迈忍不住惊叹于这小小连接器竟然可以如此创新 , 忍不住向那些平凡之中见伟大、细微之处见品质的工程师们致以崇高的敬意!
直流快充-动力电池之高压连接器—— HC Stak 35
让我们把目光转向车辆后部的充电线束吧 。 沿着充电插座 , 我们可以看到两条又长又粗的橙色电缆一直延伸到动力电池 , 这是外部电网给动力电池充电的高压线束和连接器 。
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No.7
位于电池一端的高压连接器 , 跟电驱动与电池之间的HC Stak 25同属一个家族 , 但是略高一个电流等级Class5 , 型号HC Stak 35 。 这是DEFCON端子的又一大亮点:强大的扩展性——通过增加或减少刀叉型端子的片数便可轻而易举的实现载流能力的提升或降低 。 HCStak 35的端子恰恰就是通过3.5mm厚的铜板结合32片刀叉型端子 , 同时匹配95平方的高压屏蔽线 , 从而达到330A@85℃的载流能力 , 强力支持特斯拉Model3 充电30分钟增加274公里的续航里程 。
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No.8
高压连接器匹配线缆 —— 铝导线
除了HC Stak 35连接器 , 引人注目的还有与之相连的两根橙色大线 。 而隐藏在这耐温超过180℃的塑胶表皮里面的 , 是被铜网和铝箔屏蔽着的铝导线 。 没错 , 就是铝导线!HC Stak家族的高压连接器既可以匹配铜导线 , 还可以匹配铝导线 , 而相同线径的导线所配接插件均可直接共用 。 提到铝导线 , 大家并不陌生 , 因为近十年来铝导线在传统汽车上已经得到广泛应用 , 但把铝导线成功应用在电动汽车高压系统的 , 却是寥若晨星 。 这里要提到两个基本常识:铝的密度是铜的三分之一(2.7kg/
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m3(参数|图片) Vs 8.9 kg/m3) , 铝导线代替铜导线可以大大减轻重量;铝材比铜材便宜超过一半以上 , 铝导线代替铜导线可以大大节约成本 。 面对这众所周知的优势和显而易见的利益 , 为什么绝大多数电动车设计者都只是侧目而视但却踌躇不前呢?
老迈经过进一步调查发现 , 铝导线取代铜导线应用于电动汽车高压系统 , 总结起来尚有如下六大疑团在人们心中挥之不去:
首先是最核心的电气性能 , 铝的电导率只有铜的60% , 直接影响到导线的载流能力 。
这里的电导率是两种金属的电气特性 , 具体到我们实际应用的导线 , 大家都知道 , 横截面积越大载流能力就越强 。 因此通过增加线径即可提升铝导线的载流能力 , 比如要求通过同样大小的持续电流 , 50平方的铜线 , 可以使用70平方的铝线等量替换 , 即便如此 , 重量依然可以减轻45%左右 , 成本可以节约一半以上 。 美国USCAR推荐了一份两种导线等量替换的对照表 , 在此仅截取部分作为参考 。


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