芯耀
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全球電動(dòng)汽車市場(chǎng)目前正在發(fā)展快車道上加速狂奔。根據(jù)國(guó)際能源署（IEA）發(fā)布的《2022年全球電動(dòng)汽車展望》，2021年全球電動(dòng)和插電式混合動(dòng)力汽車的銷量達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的660萬(wàn)輛，與上一年相比翻了一番；其中，電動(dòng)汽車的銷量已經(jīng)達(dá)到了全球汽車銷量的近10%，是2019年的4倍，而且IEA預(yù)測(cè)，到2030年電動(dòng)汽車將占全球汽車銷量的30%以上，達(dá)到2億輛。
上至國(guó)家和地區(qū)，下至各大商業(yè)公司，之所以都對(duì)電動(dòng)汽車趨之若鶩，一方面是由于其確實(shí)代表著全球低碳環(huán)保的大趨勢(shì)，是硬剛需，在這條正確的道路上持續(xù)發(fā)力加速，肯定錯(cuò)不了；另一方面則是因?yàn)?，電?dòng)汽車的出現(xiàn)對(duì)于汽車行業(yè)來(lái)講是一次“百年未有之大變局”，電動(dòng)汽車獨(dú)特的系統(tǒng)架構(gòu)，很可能會(huì)讓傳統(tǒng)車企在內(nèi)燃機(jī)汽車時(shí)代確立的技術(shù)壁壘和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不復(fù)存在，這也為“后來(lái)者”提供了彎道超車的機(jī)會(huì)，因此在電動(dòng)汽車領(lǐng)域我們總是可以看到很多新銳，以及跨界重量級(jí)玩家的身影。
汽車連接器的盛宴
來(lái)自電動(dòng)汽車市場(chǎng)的熱度，自然也會(huì)傳導(dǎo)到上游的電子元器件行業(yè)。以連接器為例，據(jù)Bishop & Associates的市場(chǎng)研究數(shù)據(jù)，2020年全球連接器市場(chǎng)銷售規(guī)模為627.3億元，其中汽車連接器市場(chǎng)規(guī)模為141.5億美元。早在2019年，汽車領(lǐng)域就已經(jīng)超越通信領(lǐng)域，以23.7%的占比成為最大的連接器細(xì)分市場(chǎng)；而到2025年，受電動(dòng)汽車市場(chǎng)的需求拉動(dòng)，全球汽車連接器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到194.5億美元。
目前，市場(chǎng)中的汽車連接器主要可以分為低壓連接器、高壓連接器和高速連接器三類。其中低壓連接器主要用于傳統(tǒng)汽車電子中的剎車系統(tǒng)、車門線束、變速和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等車身控制領(lǐng)域；而另外兩種連接器的發(fā)展則與電動(dòng)汽車息息相關(guān)。具體地講，是電動(dòng)汽車電氣化和智能化這兩駕“馬車”，牽引著高壓連接器和高速連接器的快速進(jìn)步。
圖1：電動(dòng)汽車帶來(lái)新的功能和新的連接器應(yīng)用場(chǎng)景（圖源：Harwin）
在電氣化方面，不同于傳統(tǒng)燃油車14V以下的工作電壓，電動(dòng)汽車（也包括其他新能源汽車）的電機(jī)、電池、電控“三電”系統(tǒng)要求高電壓和大電流以支持更高的功率，比如需要達(dá)到60V至380V以上的電壓等級(jí)、10A至300A的電流等級(jí)。如今為了支持“超級(jí)快充”的體驗(yàn)，800V的電池包也已經(jīng)被電動(dòng)汽車所采用——這些新的設(shè)計(jì)要求勢(shì)必會(huì)轉(zhuǎn)化為對(duì)汽車高壓連接器的需求增量。
在智能化方面，ADAS和自動(dòng)駕駛、車聯(lián)網(wǎng)、智能座艙、新一代的車載網(wǎng)絡(luò)等越來(lái)越豐富功能的導(dǎo)入，使得電動(dòng)汽車需要處理和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)，這時(shí)唯有更高速的連接器才能跟上這樣的發(fā)展趨勢(shì)，釋放出數(shù)據(jù)的巨大潛能。
有分析顯示，以應(yīng)用低壓連接器為主的傳統(tǒng)汽車，其單車中連接器的價(jià)值約為1,000元；而得益于電氣化和智能化的拉動(dòng)效應(yīng)，在電動(dòng)汽車中，單車連接器的價(jià)值將增加至3,000至5,000元，在純電動(dòng)商用車中這個(gè)數(shù)據(jù)更是可以高達(dá)8,000至10,000元。
從宏觀的市場(chǎng)趨勢(shì)來(lái)看，以占據(jù)全球電動(dòng)汽車市場(chǎng)半壁江山的中國(guó)市場(chǎng)為例，據(jù)信達(dá)證券的分析師測(cè)算：中國(guó)高壓連接器市場(chǎng)規(guī)模有望從2021年的99億元增長(zhǎng)到2025年的315億元，復(fù)合增速為34%；而高速連接器市場(chǎng)規(guī)模將從2021年的32億元增長(zhǎng)到2025年的150億元，復(fù)合增速高達(dá)47%。
能夠“上車”的連接器
汽車連接器市場(chǎng)的這場(chǎng)“盛宴”著實(shí)令人眼饞，但是想要“入席”卻是有門檻的。雖然按照這樣的發(fā)展趨勢(shì)，每個(gè)細(xì)分的連接器門類幾乎都能夠在電動(dòng)汽車領(lǐng)域找到新的發(fā)展空間，但由于汽車應(yīng)用的特殊性，這并不意味著隨便哪個(gè)連接器產(chǎn)品都能夠“上車”使用。換言之，能夠“上車”的連接器，必定是那些有獨(dú)特之處，能夠經(jīng)受得住汽車應(yīng)用嚴(yán)苛考驗(yàn)的產(chǎn)品。
就電動(dòng)汽車而言，這些嚴(yán)苛的考驗(yàn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
可靠性：汽車工作環(huán)境復(fù)雜，想要確保在各種應(yīng)用條件下都能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)固的電氣互連，連接器需要在防機(jī)械振動(dòng)和沖擊、防侵入等方面進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)，比如在觸點(diǎn)、絕緣體、殼體的結(jié)構(gòu)、材料和工藝上進(jìn)行特別的優(yōu)化，以及在連接器與PCB裝配穩(wěn)固性上下功夫。
抗干擾：電動(dòng)汽車中會(huì)導(dǎo)入越來(lái)越多的電子產(chǎn)品，特別是大功率電源以及無(wú)線通信設(shè)備的引入，會(huì)令整車的電磁環(huán)境更為復(fù)雜，因此在EMC設(shè)計(jì)和信號(hào)完整性等方面，也會(huì)對(duì)相關(guān)連接器產(chǎn)品提出更高的要求。
小型化：汽車提供的空間有限，這就使得汽車電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成了“針尖上的舞蹈”。顯而易見(jiàn)，在這個(gè)“舞臺(tái)”上，小型化、高密度的連接器會(huì)更受青睞。
易安裝：日益增加的連接器數(shù)量，以及受限的空間，使得用戶對(duì)于裝配操作便利性的要求被提到了前所未有的高度。通過(guò)極化設(shè)計(jì)等方法防止配接錯(cuò)誤、提供更為簡(jiǎn)便的裝配操作體驗(yàn)，都是汽車連接器設(shè)計(jì)時(shí)需要認(rèn)真考慮的技術(shù)選項(xiàng)。
在主要的電氣和機(jī)械特性上達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，同時(shí)又能夠符合上述這些“苛刻”的條件，這樣的連接器產(chǎn)品才有可能獲得“上車”的資格。
Harwin電動(dòng)汽車連接器推薦
打造如此高性能、高可靠的電動(dòng)汽車連接器雖然有難度，但市場(chǎng)盛宴的誘惑力還是吸引著有實(shí)力的連接器廠商在這個(gè)領(lǐng)域布局和深耕，不斷開(kāi)發(fā)出針對(duì)性的產(chǎn)品。今天我們就為大家推薦幾款Harwin的電動(dòng)汽車連接器產(chǎn)品。
Archer 0.5mm和0.8mm板對(duì)板連接器
Archer 0.5mm和0.8mm板對(duì)板連接器是Harwin專為空間緊湊、高可靠性的應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的，每個(gè)磷青銅觸點(diǎn)的最大額定電流為0.5A，額定電壓為100VAC/VDC，使用壽命為30個(gè)插拔周期。這些連接器的觸點(diǎn)區(qū)域采用鎳上鍍金工藝，端子鎳上鍍純錫，以實(shí)現(xiàn)高性能、高可靠的電氣連接。
其中，Archer 0.8mm板對(duì)板連接器的針腳間距為0.8mm，板對(duì)板的堆疊高度僅為5mm，采用雙排布局，有30、40、60、80、100和120引腳數(shù)版本，適用于夾層子板到主板的互連。這些0.8mm連接器外殼為極化設(shè)計(jì)，且全護(hù)罩式的設(shè)計(jì)可以保護(hù)觸點(diǎn)，有助于防止觸點(diǎn)插配不當(dāng)和意外損壞，提供更好的可靠性保障。同時(shí)，該連接器還專門設(shè)計(jì)了定位銷，可確保裝配時(shí)與PCB的穩(wěn)固定位，避免焊接前發(fā)生移動(dòng)。
圖2：Archer 0.8mm板對(duì)板連接器（圖源：Harwin）
Archer 0.5mm板對(duì)板連接器是Archer系列中的新產(chǎn)品，顧名思義其針腳間距進(jìn)一步被“壓縮”到了0.5mm，板對(duì)板堆疊高度為8mm，有30、40、80和100引腳數(shù)選項(xiàng)，提供了一種更小、更輕、更經(jīng)濟(jì)的板對(duì)板互連解決方案。Archer 0.5mm連接器與Archer 0.8mm連接器一樣，同樣采用了極化的、保護(hù)觸點(diǎn)的全護(hù)罩外殼設(shè)計(jì)，在可靠性、易裝配性上表現(xiàn)同樣出色。
圖3：Archer 0.5mm板對(duì)板連接器（圖源：Harwin）
值得一提的是，Archer 0.5mm和Archer 0.8mm連接器都采用表面貼裝設(shè)計(jì)，和卷帶包裝，設(shè)有拾取蓋，支持全自動(dòng)化的裝配工藝，可以很好地滿足電動(dòng)汽車連接器市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的產(chǎn)能需要。
Archer Kontrol板對(duì)板連接器
Harwin的Archer Kontrol板對(duì)板連接器最大的特點(diǎn)就是可靠性，同時(shí)又提供了不俗的靈活性、耐用性和易用性。該連接器采用1.27mm的間距，每觸點(diǎn)的額定電流為1.2A，支持-55°C至+125°C寬溫工作溫度，具有最少500次插拔次數(shù)。
圖4：Archer Kontrol板對(duì)板連接器（圖源：Harwin）
該系列連接器全護(hù)罩式的外殼設(shè)計(jì)，能夠承受振動(dòng)帶來(lái)的側(cè)向與扭轉(zhuǎn)應(yīng)力；而極化設(shè)計(jì)則有利于盲插操作，避免錯(cuò)配；為了改善焊接前的定位，也采用了定位銷——可以看出Harwin對(duì)于這種高可靠性的優(yōu)化設(shè)計(jì)很是得心應(yīng)手，上述這些特性已經(jīng)成了相關(guān)連接器的標(biāo)配。
Archer Kontrol連接器有水平和垂直方向可供選擇，提供12至80個(gè)引腳觸點(diǎn)，公頭和母頭樣式的垂直型號(hào)還可提供各種高度選項(xiàng)，因此適用于電動(dòng)汽車中不同的應(yīng)用場(chǎng)景。
圖5：Archer Kontrol板對(duì)板連接器主要特性（圖源：Harwin）
SMT彈簧觸點(diǎn)
SMT彈簧觸點(diǎn)提供靈活的電氣和接地連接，其簡(jiǎn)單緊湊的設(shè)計(jì)可為狹小空間和盲插應(yīng)用提供理想的解決方案，因此對(duì)于互連需求多樣化和小型化的電動(dòng)汽車來(lái)講，是必不可少的一種連接器。
Harwin提供豐富的SMT彈簧觸點(diǎn)產(chǎn)品組合，這些產(chǎn)品可支持高達(dá)14A的額定電流，可承受最高達(dá)10,000次的插拔，產(chǎn)品類型多，工作高度范圍寬，可為設(shè)計(jì)應(yīng)用提供極大的靈活性。
圖6：Harwin豐富的SMT彈簧觸點(diǎn)產(chǎn)品（圖源：Harwin）
為了獲得可靠性、靈活性、易用性等方面的優(yōu)勢(shì)，這些彈簧觸點(diǎn)連接器采用了不少獨(dú)特的設(shè)計(jì)，比如：
提供1.23mm至7.25mm的自由高度，可適應(yīng)不同設(shè)計(jì)要求及空間受限應(yīng)用
正向止動(dòng)功能（小型天線觸點(diǎn)），可防止過(guò)應(yīng)力和永久變形
提供多向版本，可用于垂直或水平插配
鍍金和鍍錫選項(xiàng)，匹配多種配接表面，有助于防止腐蝕
盒式設(shè)計(jì)選項(xiàng)，可防止扭曲和鉤住其他部件
延長(zhǎng)的梁設(shè)計(jì)，適用于擦拭和滑動(dòng)操作
C型設(shè)計(jì)產(chǎn)品，可與金屬屏蔽層或框架實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單有效互連
圖7：Harwin SMT彈簧觸點(diǎn)特性（圖源：Harwin）
為了協(xié)助開(kāi)發(fā)者快速完成產(chǎn)品原型的設(shè)計(jì)，Harwin還提供了配套的開(kāi)發(fā)套件。通過(guò)下圖，開(kāi)發(fā)者也可對(duì)SMT彈簧夾全系列產(chǎn)品特性進(jìn)行一個(gè)快速比對(duì)和選型。同時(shí)，這些觸點(diǎn)采用卷帶包裝，支持自動(dòng)拾放和回流焊接工藝，可有效降低生產(chǎn)成本。
圖8：Harwin SMT彈簧觸點(diǎn)產(chǎn)品選型指南（圖源：Harwin）
本文小結(jié)
電動(dòng)汽車的興起，為連接器行業(yè)帶來(lái)了難得的市場(chǎng)機(jī)遇。而想將傳統(tǒng)、通用的連接器“升級(jí)”為可以應(yīng)用在電動(dòng)汽車上的產(chǎn)品，需要做大量周密、細(xì)致的優(yōu)化工作，特別是在可靠性、抗干擾、小型化、易安裝等方面，要下不少工夫。
從上面的幾款產(chǎn)品中可以看到，Harwin在開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車連接器上已經(jīng)頗有心得，特別是在提供高可靠性產(chǎn)品方面，已經(jīng)形成了自己獨(dú)有的“套路”?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在這樣的技術(shù)基礎(chǔ)之上，更多的連接器產(chǎn)品將呼之欲出，并最終成為電動(dòng)汽車市場(chǎng)盛宴的座上賓！
