电动汽车不再是早期采用者的小众选择——它们是交通行业的未来。 电动汽车已经成为汽车市场中增长最快的细分市场之一,2021 年全球销量翻了一番[1]。随着政府和汽车制造商设定了雄心勃勃的目标,即在未来 10 到 15 年内使电动汽车销量占新车销量的 40%、50% 甚至 100%,这种快速增长可能会持续下去。
电动汽车的基础技术已经证明了自己。现在,推动电动汽车变革的创新更加细微复杂,专注于降低成本和提高制造效率,同时继续提高性能。优先事项包括缩短充电时间以及提高电池和电机功能,以满足驾驶员对扭矩、速度、续航里程和可靠性的需求。要克服这些挑战,需要了解车辆的电气架构来优化电子从充电站到电池组的运动、从电池到电机的运动,以及其他每一个电气系统的电子运动。
TE Connectivity 花费 20 多年的时间与汽车制造商合作,创造出适合不断发展的电动汽车市场需求的独特电气元件。虽然每个制造商的电动汽车设计都是独一无二的,但我们开发了一种方法,使我们能够在需要时提供定制的电动汽车解决方案,同时仍然追求全行业对更高性能、更低成本的目标,帮助电动汽车市场充分发挥其潜力。
更短的充电时间是电动汽车更广泛采用的关键推动因素,激发了高压、大电流充电基础设施的发展。 TE 的工程师推出了一款高性能充电插座,能够以 500 安培的电流传输 350 千瓦的电力。我们现在正在研究一种能够提供 640 千瓦功率的超高功率直流充电插座,它只需约 10 分钟就能为电池充够可行驶 200 英里的电量。更快、更安全的充电意味着驾驶员需要在充电站等待的时间更短。
电动汽车设计人员面临的挑战是,确保他们的车辆能够应对超快充电的难题。从充电插座到连接器、配线和电池接触器,每一个元件根据设计都必须能够应对高压快速充电带来的温度升高。每个电动汽车制造商都有自己偏好的热管理应对技术,因此对于被动和主动冷却系统(包括基于流体的冷却和复杂的温度监控技术),TE 都提供了相应的元件。
对高速充电的需求也增加了充电插座磨损的可能性,特别是在使用更容易暴露于盐、污垢和其他摩擦的公共充电站时。电气端子的退化会导致能量传输效率降低,从而使充电时间增加。为了应对这种情况,TE 的工程师们一直专注于电动汽车充电情况中一个常被忽视的部分:金属电镀技术。
TE 用于电动汽车充电插座的新型 TENDUR 表面电镀技术采用银和石墨的创新组合,提供强大的导电性能并通过嵌入的石墨颗粒进行润滑。这种一流的端子电镀提供卓越的耐磨性,并在车辆的整个使用寿命期间提供连续的高性能充电。TENDUR 可承受高达 50,000 次充电周期而不降低性能,带有传统涂层的标准充电插座可承受 10,000 次充电周期,前者是后者的 5 倍。
电池性能是扩大电动汽车采用范围的关键因素 车主希望最大限度地延长两次充电之间的行驶距离,并确保他们的电池在需要更换之前尽可能长时间地使用。要满足这些需求,需要另一层次的创新,而这种创新大多数是驾驶员看不见的。
电池寿命由车辆内的多个子系统和元件决定。为了支持更长的使用寿命,必须在正常车辆操作模式下安全地打开和关闭电池,并防止出现可能损坏电池的异常情况。TE 的高压接触器是这种安全系统的重要组成部分。有了它,在短路或电流负载过大的情况下,就能够在电池之间切换或完全关闭电池。此外,通过将这些接触器与低电阻端接配对来避免功率损失,与电池管理系统配对来防止电池组过热,有助于使电池在车辆的使用寿命内都最常工作。
随着电动汽车制造商竞相开发更强大、更高效的车辆,他们必须继续关注电动汽车驾驶员的另一个主要考虑因素:环境可持续性。 对水和能源消耗的担忧,以及对在电动汽车制造过程中大量使用金属的担忧给制造商带来了压力,要求他们全面考虑电动汽车行业的可持续性。
凭借针对高压电动汽车连接器的 GreenSilver 接触表面技术等创新,TE 在这项工作中发挥着作用。通过选择性地在连接表面的有限区域应用银,GreenSilver 与传统连接器相比使用更少的贵金属,同时仍然提供电动汽车动力系统所需的同等的电气性能和更卓越的抗振性与耐热性。 此外,专有的非电镀干镀工艺不使用任何有害物质,并且在生产过程中将 CO2 排放量降低了 35%,将淡水消耗量降低了 99%。
对电动汽车的需求不断增长也意味着制造商必须争分夺秒地将新车型推向市场。从豪华车到卡车和入门级车型,开发任何型号都可能需要在电气架构中进行小幅调整。正因如此,TE 将我们的电动汽车解决方案设计为一个平台,让客户能够在相同的标准设计模板中根据需要进行定制,从而加快开发过程。我们还提供产品模拟技术,让客户通过模拟在不同的条件下测试和评估潜在产品,在设计投入生产之前帮助确认这些设计是否高效可靠。
保持这种创新步伐对于电动汽车行业达到大众市场规模至关重要。TE 致力于帮助制造商在性能、效率和可靠性方面取得全面实现电动汽车时代所需的进步。
Qiong Sun
Qiong Sun 是 TE 电动汽车部全球副总裁,负责监督电动汽车的产品组合、技术战略和未来解决方案。在加入 TE 之前,Qiong 曾在 Lear Corporation 担任全球电气化业务部副总裁,负责产品开发和项目启动以及业务的技术和增长战略。她在交通运输方面有近 30 年的经验,具有众多行业咨询背景,专门从事车辆电气化、能量存储和主动安全领域。
[1] https://www.iea.org/commentaries/electric-cars-fend-off-supply-challenges-to-more-than-double-global-sales