在新能源汽车市场中,电动重卡正逐渐崭露头角,但由于其自重较大,为满足续航里程,电动重卡必须配备大容量、大功率的动力电池。然而,这也相应地带来了充电时间长、电池重量大等问题。为解决这些问题,换电重卡应运而生,它通过快速更换电池包的方式,大大缩短了补电时间,提高了运营效率。不过,换电重卡的发展离不开换电连接器的支持。
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那么,到底什么是“换电连接器”呢?对此,充换电头条(微信公众号:chd2005s)对换电连接器的定义、优劣势、发展现状等进行了梳理和总结。
换电连接器是什么?
换电模式是在换电站中对动力电池集中存储与充电,再为电动汽车提供动力电池更换服务,解决了电动汽车补能焦虑问题,因此换电连接器受到关注。
换电连接器由快换插头、插座和相关电缆组成,是电池包唯一的电接口,需要能够同时提供高压、低压、通信及接地的混装连接。根据不同车型的换电频率,换电连接器对插拔性能和承压性能有所不同,换电连接器的核心技术实力体现在大的浮动补偿能力和高寿命技术指标上。换电连接器是新能源汽车换电过程中至关重要的部件,它负责在换电站设备与电动汽车之间实现快速、高效且稳定的电池组更换。随着换电模式车辆的普及和非换电模式车辆制造商采用换电方案,换电连接器有望成为行业标准,进而显著提高电动车连接器市场规模。
换电连接器结构
换电连接器的结构主要包括高压端子、接地端子、信号端子和低压辅助电源等部分。这些组件共同构成了换电连接器,使其成为电池包唯一的电接口,需要同时提供高压、低压、通信及接地的混装连接。 高压端子和接地端子负责处理大电流、高电压的传输,确保电力传输的高效与稳定。 信号端子则负责数据的传输,保证车辆与电池之间的信息交流。低压辅助电源则为连接器提供必要的低压电源,支持其正常工作。
换电连接器结构示意图
换电连接器的设计还考虑了安全防护和密封性能,采用先进的密封技术确保防水防尘,保护内部电路不受外界影响。同时,配备过流保护、短路保护等安全防护装置,确保在异常情况下能够及时切断电源,防止事故扩大。
这些安全防护措施不仅提高了换电过程的安全性,还延长了连接器的使用寿命。此外,换电连接器还需要在多种环境下稳定工作,如高温、高湿、盐雾等恶劣条件,因此设计时必须具备良好的环境适应性。
换电连接器应用领域
随着新能源汽车市场的不断扩大和换电模式的逐步普及,换电连接器的市场需求也迎来了爆发式增长。
其主要应用领域包括:
1、换电站建设:作为新能源汽车快速补能的重要基础设施,换电站的建设离不开换电连接器的支持。随着各地政府和企业加大换电站建设力度,换电连接器的市场需求将持续攀升。
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2、新能源汽车制造:为了适应市场需求,新能源汽车制造商纷纷推出换电版车型。这些车型均需配备专门的换电连接器以实现与换电站的快速对接。因此,换电连接器已成为新能源汽车制造不可或缺的一部分。
3、物流运输与公共服务:在物流运输和公共服务领域(如出租车、网约车、公交车等),换电模式因其高效便捷的特点而备受青睐。这些领域对换电连接器的需求同样巨大,推动了换电连接器市场的快速增长。
换电连接器连接方式
在现代新能源汽车行业中,换电连接器作为关键部件,其连接方式的创新与技术特点直接关乎着电动汽车的能源补给效率与安全性。换电连接器主要有两种主要连接方式——平面接触与快速插拔接触。
一、平面接触连接技术特点及应用
平面接触连接是换电连接器中的一种基础且高效的连接方式。其核心在于插头与插座之间通过大面积、高精度的平面接触实现电力的稳定传输。这种连接方式具有以下几个显著的技术特点:
1、低接触电阻与高导电性:平面接触设计能够最大化接触面积,显著降低接触电阻,从而减少能量在传输过程中的损耗,提高电力传输效率。
2、优异的散热性能:大面积接触不仅降低了接触电阻,还增强了散热效果。在长时间高负荷运行时,能够有效控制温升,避免过热导致的性能下降或安全隐患。
3、高可靠性:平面接触设计减少了因接触不良引起的故障概率,提高了连接器的整体可靠性。
4、易于维护:平面接触连接器结构相对简单,便于清洁和维护。在换电过程中,若发现接触面有污垢或氧化物,可通过简单的擦拭即可恢复良好的接触性能。
在新能源汽车领域,平面接触连接技术广泛应用于乘用车、商用车及重卡等车型的换电系统中。
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二、快速插拔接触技术特点及应用
快速插拔接触是换电连接器中的另一种重要连接方式,其特点在于实现连接器的快速连接与断开。这种连接方式在新能源汽车换电过程中具有显著优势,具体体现在以下几个方面:
1、高效便捷:快速插拔接触技术能够大幅缩短换电时间,提高换电效率。
2、智能化控制:部分高端快速插拔连接器集成了智能化控制系统,能够实时监测电池状态、传输控制指令,并具备故障诊断与报警功能。
3、耐用性与稳定性:快速插拔连接器在设计时充分考虑了频繁插拔的需求,采用高强度材料和精密的锁定机构,确保在多次插拔后仍能保持稳定的电气连接。同时,通过优化插拔力度和行程设计,延长了连接器的使用寿命。
4、安全防护与密封性:为应对换电过程中可能出现的各种恶劣环境(如雨水、灰尘等),快速插拔连接器采用了先进的密封技术,确保防水防尘性能。
图片来源:ITT Cannon 连接器
在新能源汽车换电市场中,快速插拔接触技术正逐步成为主流。特别是在出租车、网约车、物流车等使用频次高、需要快速补能的场景中。同时,随着换电模式的不断推广和普及,快速插拔连接器的市场需求也将持续增长。
换电连接器标准
换电连接器的标准主要涉及安全认证、技术要求、性能要求等方面。
1、安全认证方面
中国质量认证中心(CQC)对电连接器安全认证规则进行了修订,包括增加新的认证模式、修改认证单元划分原则、送样数量要求、监督检查频次,以及将证书有效期从“长期有效”更改为5年,并增加了复审要求。此外,认证标志被修改为“CQC基本认证标志”,并且由允许使用认证标志改为应使用认证标志。这些修订旨在确保换电连接器的安全性和可靠性。
2、技术要求方面乘用车换电连接器作为高压连接器,安装在整车中,用于实现快速换电。其设计应满足安全、快速、可靠地更换电池包的要求。具体包括车端换电机构的设计应满足耐久性、道路可靠性、机械可靠性、耐温度冲击、耐湿热循环、耐中性盐雾等性能要求。
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3、应用领域与市场需求方面
随着新能源汽车市场的不断扩大和换电模式的逐步普及,换电连接器的市场需求也迎来了爆发式增长。其主要应用领域包括换电站建设、新能源汽车制造以及物流运输与公共服务等。综上所述,换电连接器标准的制定和实施,对于确保换电连接器的质量和促进新能源汽车换电模式的推广具有重要意义。
换电连接器的作用
1、稳定连接电池与设备
换电连接器能够确保电池与设备之间的电能传输稳定可靠,还能够提供良好的接触性能,减少电阻,提高电能传输效率。这对于一些对电能传输要求较高的设备来说尤为重要,如电动车、无人机等。
2、实现电能的传输和转换
换电连接器能够实现电能的传输和转换。它可以将电池储存的直流电能转换为设备所需要的交流电能,满足设备的工作需求。换电连接器还可以实现电能的传输,将电池中的电能传输到设备中,为设备提供持续稳定的电力支持。
3、提高设备的使用效率
通过使用换电连接器,设备可以更加高效地利用电池中的电能,减少能量的浪费。换电连接器还能够提供更大的电流和电压输出,满足设备对电能的需求,提高设备的工作效率。
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4、延长电池的使用寿命
换电连接器通过提供稳定的电能传输和转换,减少了电池在工作过程中的能量损耗,延长了电池的使用寿命。
5、适应多种设备的需求
换电连接器可以根据不同设备的电能需求,提供不同的电流和电压输出,满足不同设备的工作需求。
6、保障设备的安全使用
换电连接器能够提供过充电、过放电保护等功能,避免了因电池过充或过放而导致的安全隐患。换电连接器还能够提供防水、防尘等功能,保护设备免受外界环境的影响。
换电连接器过温故障
换电连接器过温故障的原因可能包括保险丝损坏、接线插头松动、电源开关损坏,以及电机工作温度过高。
当电动汽车在充电时出现过温故障提示,首先应尝试使用点火钥匙进行三次复位操作。如果问题依旧存在,建议前往专业的维修站点进行检查和维修。
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为了更准确地判断问题所在,可以使用万用表来检测电源开关的输入输出线两端的电压。如果电压不正常,则需要更换保险丝;如果发现插头松动,只需将其重新插严实即可;如果电源开关损坏,则需要更换电源开关。
换电连接器的常见故障还包括耐温性、抵抗潮气侵入、耐盐雾、抗振动冲击等问题,这些问题都会影响换电连接器的物理和电气性能。
换电连接器未来展望
随着新能源汽车技术的不断进步和市场的不断扩大,换电连接器的连接方式也在不断创新与融合。
未来,平面接触与快速插拔接触技术有望实现更紧密的结合,形成更加高效、安全、便捷的换电解决方案。
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此外,随着物联网、大数据等技术的广泛应用,换电连接器将更加智能化和远程化。智能化的控制系统还将实现换电过程的远程监控与智能调度,提高换电站的运营效率和资源利用率。
在环保与可持续发展的背景下,换电连接器行业也将更加注重低碳环保和能效提升,这将不仅有助于新能源汽车产业的可持续发展,还将为构建绿色、低碳、高效的交通体系贡献力量。
换电连接器相关企业
1、永贵电器
浙江永贵电器股份有限公司始创于1973年, 总部位于佛国仙山-浙江天台,是一家专注于各类电连接器、连接器组件及精密智能产品的研发、制造、销售和技术支持的国家高新技术企业,2012年在深交所上市。
图片来源:永贵电器官网
2、山东龙立电子有限公司
位于山东省临沂市高新技术开发区,是一家集研发、生产、销售高端光电连接器及充换电设备于一体的国家高新技术企业。龙立电子的产品广泛应用于航空、航天、海洋、军事电子装备和电网、新能源、铁路、通讯、石油、煤矿等国民经济各个领域。
图片来源:龙立电子
3、中航光电
中航光电科技股份有限公司隶属于中国航空工业集团,是专业为航空及防务和高端制造提供互连解决方案的高科技企业。公司专业从事中高端光、电、流体连接技术与产品的研究与开发,自主研发各类连接产品500多个系列、35万多个品种,拥有国家认定企业技术中心、博士后科研工作站以及国家和国防认可实验室。
图片来源:中航光电官网
4、瑞可达
苏州瑞可达连接系统股份有限公司专注于连接系统产品的设计开发和制造,主要产品分为连接髑类、线缆组件类、系统模块类等,广泛应用于数据通信、新能源汽车、储能/清洁能源、工业控制、医疗设备、轨道交通装备等领域。
图片来源:瑞可达官网
这些企业在换电连接器领域各有特色,不仅在技术研发上有所成就,也在市场应用上占据了领先地位,展示了中国在换电连接器技术及市场应用方面的实力。
写在最后
换电连接器的平面接触与快速插拔接触技术各具特色,在新能源汽车领域中发挥着重要作用。
未来,随着技术的不断进步和市场的不断扩大,这两种连接方式有望实现更加紧密的结合与创新发展,为新能源汽车的普及和发展提供更加坚实的技术支撑。
内容资料参考来源:韵连电气、线束技术、中航光电等综合整理