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作者：Meizy Loo, Harwin Asia客户服务部门主管
过去两年间，全球电动汽车 (EV) 销量大幅增长，未来几年的出货量必将继续增加。充电基础设施供应的电能将存储在电池组中，而后者是所有电动汽车动力系统的基石所在。在车辆行驶期间，电池组负责把储存的能量输送至牵引电机。据《财富》商业洞察 (Fortune Business Insights) 预测，在汽车电气化普及和汽车销量增长的助推下，从现在到 2028 年，电动汽车电池市场将急剧扩张，复合年均增长率 (CAGR) 将超过 28%。
鉴于电池组是电动汽车中最昂贵的部件，又要经历无数个充电周期，确保电池组尽量长时间保持良好工作状态显然是当务之急。这意味着电池要无需经常更换，以便有助于降低车辆的总拥有成本。正因如此，电池管理系统 (BMS) 就显得尤为重要，因为该系统能延长电池组的使用寿命，确保任何可能导致电池故障的状况都得到缓解。
BMS 的功能
BMS 与电池组及组成它的锂离子电芯相连，是电动汽车动力系统不可或缺的组成部分。该系统可以用于监测和调节电芯内的各项参数（如电压、电流和温度），从而长久保持最佳工作状态。BMS 可用于监控电池组的充电/放电，及早发现任何发热点或短路问题。
电动汽车 BMS 的另一大功能是支持电芯均衡，从而解决无可避免的电芯容量生产差异。电芯均衡有助于在电池组内适当分配电荷，使性能较弱的电芯承受较小的压力。BMS 还可将再生制动产生的电能返送回电池组储存。这种方式可让电动汽车更高效地运行。
除了价格昂贵外，电池组也是汽车最重且体积最大的部件之一。汽车原始设备制造商 (OEM) 一直在寻找电动汽车减重之道（从而提升车辆充电间隔期间的续航里程）。通过扩容，电池可以变得更轻，占用空间也更小。这意味着必须设法在相同体积内容纳更多电芯。最新一代电动汽车的电池组可集成多达 8,000 至 10,000 个锂离子电芯。每个电芯都需要接受 BMS 的监控，这意味着需要大量传输数据。因此，现在需要能够支持更快传输的更高密度 BMS 基础设施。
BMS 互连属性
选用的互连器件要在电动汽车 BMS 环境中发挥有效作用，就必须兼具一系列不同的属性。下文将逐一予以介绍。
充分利用电动汽车储电量最为重要，因为这将延长车辆在需要充电之前的续航里程。要尽可能降低 BMS 内部的功率损耗，就必须努力寻找接触电阻极小的互连器件。同时，触点得用材也必须足够耐久。空间限制也要纳入考量。触点引脚数量足够多，但占用板上空间相对较小的互连器件将是较优选择。引脚数量选择较多的产品系列将是理想之选。这将提高汽车制造商的设计灵活性，并在可用空间内容纳更多触点。
汽车行车环境挑战重重，加之动力总成应用对安全至关重要，这意味着互连器件必须能稳定维持运行性能。用到的任何互连组件都要能够承受振动力和剧烈冲击，以及高温环境暴露。此外，还需建立适当的机制，以保护系统信号完整性不受附近电磁干扰 (EMI) 源的影响。互连屏蔽必须要有效，同时还需考虑电动汽车装配对空间和重量的限制。
为跟上当前的车内联网需求并实现快速响应，BMS 互连器件必须支持高速数据传输。部署的组件还需抵御灰尘和液体侵入，以免性能受到影响。此外，还应采取有效机制，确保连接器/线缆位置固定。
另一个不容忽视的环节是生产线装配。OEM 车间需要在很短的时间内完成互连器件安装，因此操作人员面临着快速作业的压力。在此情况下，器件损坏的可能性会大幅增加。正因如此，在设计器件时加入防护功能大有必要。
方便 BMS 安装的优化互连器件
Harwin 开发的高可靠性 Archer Kontrol 系列板对板连接器广受世界各地的电动汽车制造商青睐，这其中既有初创企业，也有成熟的全球品牌。这些 1.27 毫米间距组件外形紧凑，结构坚固。组件采用护罩来保护触点免受损坏，并通过分极功能防止错配。引脚数量选择多，并且提供纵横朝向配置选择。集成的先进闩锁机构可增强配接固位效果。
这些连接器触点密度大，因此尽管体量小巧，仍可为 BMS 数据传输提供足够的通道。这些产品支持高达 3Gbps 的数据传输速率（与车辆其他部分的以太网网络运行速度保持一致）。Archer Kontrol 触点由磷青铜合金制成，表面经过金/锡处理，以实现导电性和耐用性的理想组合。每个触点的额定电流为 1.25A。
图 1：Harwin 的 Archer Kontrol 连接器可满足现代 BMS 部署的触点密度和数据传输速率期许
Archer Kontrol 互连器件可承受 20G 振动、50G 冲击以及 -55°C 至 125°C 的温度。有 8 至 20 毫米堆叠高度可选。可提供现成的线缆组件（长度为 150 毫米或 300 毫米）。除此之外，Harwin 还提供定制布线解决方案，以满足较为特殊的要求。最后，这些互连器件单价较低，是汽车 OEM 的高成本效益之选。
总结
电动汽车电池组要安全高效地持续运行，就需要存取详细的参数数据。这意味着落实 BMS 需要合适的互连硬件。此类互连器件必须由耐用材料制成，且兼具卓越性能。展望未来，有可能会出现对加快数据传输速率和缩减规格体量的期望。此外，随着电池组中的电芯密度不断增大，引脚数量也势必会越来越多。
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