从演变到革命:汽车动力系统走向电气化

文章来源:AI《汽车制造业》 点击数:217 发布时间:2017-09-29
在TE Connectivity(TE),“动力系统”一词始终贯穿着工程设计的发展。事实上,对于TE的产品和能力,从目前所提供的广泛的动力系统零部件部件和传感器,到TE开发汽车行业的所需技术,为未来任何动力源的汽车提供传输动力的承诺,动力系统都是不可或缺的组成部分。
从演变到革命:汽车动力系统走向电气化

以客户为导向、快节奏发展的汽车行业在诸多方面都承受了巨大的挑战,无论是来自电动、氢动力、混合动力和天然气动力汽车更迭换代的动力需求,还是日趋严格的政府法规要求,全球市场的竞争,对于各种动力的汽车越来越高的安全要求,以及不断变化、有时摇摆不定的消费者需求。面对这些压力,汽车行业设定了未来前进的路线,将动力系统作为技术发展的前沿和中心。

在TE Connectivity(TE),“动力系统”一词始终贯穿着工程设计的发展。事实上,对于TE的产品和能力,从目前所提供的广泛的动力系统零部件部件和传感器,到TE开发汽车行业的所需技术,为未来任何动力源的汽车提供传输动力的承诺,动力系统都是不可或缺的组成部分。

哪些趋势正在推动动力系统的发展?

动力装置的选择

动力装置选择的多样性是动力系统技术发展的主要驱动力。如今,汽车可以从多种能源中获取动力,包括传统内燃机(ICE)、使用天然气和电力的混合动力系统、使用可充电电池作为电源的插电式电动汽车,以及不使用ICE而由充电电池供电运行的全电动力系统的纯电动汽车。

麦肯锡公司2017年1月发布的报告显示,消费者对发动机的认知存在一些不足。美、德两国消费者几乎无人不了解内燃机汽车的工作原理,但仅有一半的消费者对电动汽车或相关车辆的工作原理有所了解。此外,在这些国家,30%至45%的消费者考虑过购买电动车或混合动力车,而实际购买比率却不足5%。

传感器改变着游戏规则

推进动力系统发展的另一趋势是日益繁荣的传感器市场。据总部位于伦敦的全球研究公司Technavio的一份报告称,由于对节能、安全和低排放车辆的需求增加,2017年至2021年,动力系统传感器市场将以每年6%的增速发展。

“终端用户更关心汽车安全、环境安全和更高的汽车性能,这促进了动力系统传感器的健康发展。”Technavio 在2017年1月发布的报告中称。“这一市场的其他主要驱动力包括关于排放控制的严格规定,自动变速汽车的日益普及,汽车零部件快速电气化、电子技术在汽车中的广泛应用,以及惯性测量单位(IMU)制造技术的研究进展等。预计到2021年,这些因素将使全球汽车动力系统传感器市场价值达到265.2亿美元。”

Technavio将动力系统传感器市场主要分为三类:过程、位置和运动。

环境与监管

汽车行业目前正在致力于到2020年减少温室气体排放量,重点放在汽车重量、燃料消耗和更高的电效率。据欧盟委员会气候行动署称,到2021年欧盟内所有新车的二氧化碳平均排放量为每公里95克。据称,这一目标较2007年平均排放量减少了40%。

实现这一目标的办法之一是采用更高效的动力系统。尽管路漫漫其修远兮,但分析师们预期在不久的将来,汽车行业能够迈出这一步。麦肯锡在早些时候的一份报告中预测,电动汽车的前景将取决于“消费者需求和监管推动因素。”但它也认为,到2030年,电动汽车将占新车销量50%。

更安全的汽车

无论使用何种动力源,动力系统的创新者都始终致力于探寻更多让操作和驾驶汽车更安全的方法。在这些方法中,有很大一部分在每个系统中采用了一组传感器。例如,Technavio的报告指出,动力系统的过程传感器主要用于监测涉及乘客安全和汽车安全的应用的温度和压力。报告称,这些传感器正越来越多地应用于汽车行业,以优化动力系统和发动机的性能。

哪些潜在障碍会减缓动力系统的发展?

  • 多变性。消费者对替代动力系统的兴趣是波动的。主要整车厂商需要找到一条能够带来回报的发展道路,以确保技术的及时发展。
  • 基础设施需求到位。充电桩数量的增长使消费者充分相信他们可方便充电。
  • 油价波动。从历史经验看,油价低的时候,消费者对购买节能车的兴趣都会降低。
  • 对于替代发动机的信赖。消费者需要相信,与以前的动力系统相比,新的动力系统更加安全、高效、精确,而且驾驶性能更强。
  • 经济性。动力系统的提升必须让消费者和汽车制造商感受到经济上的收益,这样才能真正实现进步。

TE Connectivity的定位和使命

无论整车厂采取哪种革新性的动力系统,TE都将自始至终与制造商密切合作,帮助他们实现技术理念、规划和需求。

TE工程团队具有丰富的洞察力,秉持最严格的生产规格,在业界拥有首屈一指的从业经验。作为连接器和传感器的全球领导者,TE将致力于帮助客户将其商业理念转变为智能、领先、创新的解决方案。

TE旨在为客户提供动力系统产品组合,以满足最新动力系统需求,主要产品包括硬连线配电系统、模块部件、发动机和电动机传感器以及变速器传感器、底盘传感器和压力传感器。TE还为12V、24V和48V电源系统提供高性能ISO插拔式、印刷电路板和高电流继电器。此外,TE应用工具采用经CE认证的M2000MC熔断器和继电器自动插入机,为汽车行业的大批量生产提供了高质量的解决方案。

电压增加,系统需求亦增加

汽车动力需求与日俱增。事实上,传统皮带驱动12V发电机和点对点接线支持这些需求的能力正面临越来越多挑战。因此,汽车制造商将很快推出48V系统,以解决这个问题来支持未来汽车的动力需求。

48V系统将实现全新的燃料节省技术。此外,48V有利于更高效、在更低电流下实现12V的应用范围,包括加热挡风玻璃、供热和空调系统、冷却风扇、动力转向以及启停系统等。

TE正在开发一系列的解决方案,以应对这些不断发展的汽车架构,充分满足动力和信号需求。

我们在这一关键领域的主要产品包括:AMP MCP 6.3/4.8K端子系统、MCON 8 端子系统、MCON 9.5 端子系统和电池断路开关BDS-A。这些系统能满足目前汽车型腔和接口的多种规范要求。

电池充电技术得以改善

性能和要求

与标准12V/24V电力网相比,应对由于机动车辆采用电动动力系统而产生的高电压对电开关器件有着完全不同的要求。

对于将动力电池与逆变器连接和断开的主接触器,这些要求不仅包括处理非常高的连续电流,而且包括高过电流的安全中断。一旦电池发生短路,这些接触器必须能够承载数千安培的电流,直至主保险丝中断短路。

EVC

EVC250高压接触器,TE推出了新一代的高压汽车接触器产品系列,无需密封接触室和加压惰性气体即可工作。这不仅摒弃了复杂、昂贵的制造工艺,而且还提高了器件的功能可靠性。潜在的气体损失也不再是问题。此外,无需任何预防措施,如在汽车维护期间定期更换接触器。最近,TE推出了EVC 175 接触器,进一步扩充了接触器产品系列。

EVC 250-800 接触器为混合动力和电压高达900V的电动汽车提供了解决方案。后者的实现是基于行业知名的EVC 250接触器,但是有更大的爬电距离和间隙距离,满足了IEC 60664对高达1,000VDC的隔离要求。

充电技术的改进对电动动力系统发展至关重要

充电器电缆是助力电动汽车发展的关键部件,甚至汽车的完整功能都要取决于它,因此被视为得到客户首肯的一个主要因素。TE根据不同国家和地区关于IEC 62196的标准向多家整车厂提供模式 2和模式 3的充电电缆。TE连接器专为严苛极端环境而设,例如,能够插接超过10,000次。为实现这一稳健的设计目标,TE连接器采用超声波焊接工艺,因此具备优良的密封性能和耐破损性。

安全充电

和动力系统的其他方面一样,TE把安全放在充电电缆产品的首要位置。模式 2充电电缆按照严格的规范设计,以确保在客户每一次充电时安全可靠的能源供给。

适合任何应用环境的接触器

对于混合动力或电动汽车电池系统,我们的客户通常会遇到连接方面的问题。锂离子电池常见的一个连接问题是如何将这些电池共同放置在一个非常严苛的汽车应用环境中。TE正积极致力于与行业领导者合作解决这些关键挑战,开发集成解决方案,引入先进新技术,使现有技术的效率和性能达到新水平。

智能连接器系统

TE广泛的连接器组合帮助客户在快速变化的电动汽车市场中蓬勃成长,并保持汽车行业电气化的发展势头。

TE智能连接器系统是专为高电压环境而设,安全是其设计的首要核心要务。

具备上述安全特性的产品例如TE的HV AMP+端子和连接器系统。其中包括为辅助应用而设的AMP+ HVA 280 系列,以及为新一代电池的快速充电应用而设计的AMP+ HVP 1100。

意义深远 – 动力系统中的数据

传感器技术是汽车行业飞速增长的应用之一。事实上,今天的汽车使用传感器是为了方便驾驶员和乘客应对车内外重要条件的变化。

TE动力系统传感器应用包括测量位置、速度到压力和温度等。例如,TE提供一系列湿度传感器,以提高性能、降低能耗,并在温度影响性能的环境中增加安全性。TE重要的传感器技术还包括用以检测变速箱应用中的驱动模式和换档的变速箱传感器;用以测量齿轮速度、行程和角度位置的速度传感器;以及用于测量手动变速箱(MT)齿轮和换档位置的全档位检测传感器。

致力创新

我们以创新为使命,助力客户成为推动现代交通发展的中坚力量。TE致力于提供连接和传感解决方案,使整车厂商能为动力系统的发展、互联汽车广阔的未来带来创新,提供更小、更轻的产品,在越来越严苛的环境中实现可靠性能。TE凭借先进的材料、端子物理性能、小型化以及全新电源和数据架构,来帮助整车厂商实现他们所需的解决方案。

了解关于 TE汽车解决方案的更多信息,请访问:www.te.com/automotive