特斯拉 Cybertruck 的外观和令人惊叹的驾控性能在去年年底引起了汽车行业极大的关注。然而,对于开发者来说,Cybertruck 在设计上发生了重大变化——它首次配备了 48V 电源架构,彻底打破了传统 12V 电源架的框架,并被视为真正意义上的“48V 纯电车型”。
汽车电源系统架构随着汽车用电需求的增长而不断发展。初代汽车没有任何用电设备,因此不需要汽车电源系统。直到 1918 年,为了给发动机点火,人们才加装了 6V 电源系统。在 1950 年代,由于车载电子设备越来越多,人们将汽车电源系统升级到 12V,以支持照明、车载娱乐、电子控制单元和其他小功率电子设备。该架构一直是汽车行业的标准。随着汽车电气化和智能化的发展,汽车电源系统需要升级。因此,奥迪、宝马、戴姆勒、保时捷和大众等知名汽车企业在 2011 年联合推出了 48V 电源系统,并制定了相关的 LV148 标准,以满足日益增长的车载电子和电气设备的用电需求。与传统的12V电源系统相比，48V架构带来的好处主要有三个方面：
1.首先,它支持更高的功率输出,可以“带动”更多的用电负载。12V电源轨可以支持高达3kW的功率输出,这在驱动更大功率负载时很方便;48V系统则可以支持高达10kW的负载,这适用于更多类型的车载应用。
2. 其次,48V电源系统可以满足日益严格的排放标准要求,并提高能效。这是因为12V电源系统的电压“天花板”较低,因此传输更大功率能量时需要增加电流。因此,48V电源系统可以通过“高电压低电流”模式避免高电流导致的高功耗问题,从而提高效率。据测算,48V电源系统可减少能源消耗总量30%。
3.此外,从成本降低、电气化和智能化的角度考虑,48V 电源架构是理想的选择,代表着未来的大趋势。特斯拉坚定地支持这种架构,因为它比 12V 电源系统需要更粗的线束,这意味着需要更多的空间,增加汽车的重量,不利于整车成本和能源控制。相反,48V 电源系统需要更轻、更细的线束,以便传输相同的功率。
然而,从 12V 到 48V 电源系统的转变似乎不太可能。这是因为汽车行业需要更长的时间来测试和验证新技术,因为从上游的元器件到下游的车载设备,12V 电源系统已经形成了一个完整的技术生态。因此,需要考虑到原有的研发和供应链体系的平滑过渡。因此,12V 和 48V 的双电压汽车电源系统现在成为许多车型的选择。12V 系统负责传统负载,如照明、点火、信息娱乐和音频、电动车窗和门锁等小功率应用;48V 系统则支持更高功率负载,如主动底盘系统、空调压缩机、电动增压器/涡轮增压器和再生制动。
当然,不论是“纯”48V系统(例如特斯拉 Cybertruck)还是稳健的双电压汽车电源方案,都需要建立一套完整的技术生态,在各个阶段进行周密而具有前瞻性的准备,并开发相关汽车连接器。48V汽车电源系统需要哪些连接器?我们可以概括地说:1.在性能上,连接器要满足48V技术标准的要求,支持更高的电压和功率。2. 作为车规产品,新的连接器在可靠性和安全性上进行了优化,以适应恶劣环境应用,确保稳固连接。3.考虑到与现有12V架构和产品兼容性,让升级过程尽可能“丝滑”,从而降低成本。为了满足汽车行业日益增长的48V电源系统需求,Molex 开发了MX150中压连接器。从性能上来看,MX150中压连接器具有60V的中压能力和高达22.0A的电流额定值,可满足48V汽车电源系统的设计要求。此外,从名称中可以看出,该连接器采用了Molex验证的MX150连接器封装尺寸和外壳设计,与传统 USCAR 连接器相比,具有更小的封装尺寸和安全可靠的插配操作。因此,开发者可以从现有的MX150连接器直接升级到48V系统,从而降低布线工程的成本。MX150中压连接器采用3.50mm间距一体化的外壳设计,提供4电路单排配置和4、6、20电路双排配置。产品组合丰富,Molex提供基于MX150的完整系统解决方案,设计人员可以选择兼容的公母连接器和端子,以及多种电镀选项,以满足特定的应用需求。同时,MX150中压连接器采用了一系列优化设计,以确保在恶劣环境下提供高质量、可靠的连接。图2：MX150中压连接器丰富的产品组合（图源：Molex）该系列的连接器符合 IEC 60664-1 标准以及 USCAR-2、USCAR-21 和 GMW3191 认证。因此,MX150 中压连接器是理想的选择,如果您正在寻找一种可靠、可靠且经过验证的连接器,以相同的外形尺寸同时满足低压和中压功能并平滑地升级到 48V 电源系统。48V电源系统可以看做是未来汽车发展的缩影,因为它们将提供更丰富的功能和更高的能效,同时在小型化和成本优化上追求极致。这些需求不仅反映在48V电源系统上,也反映在汽车互连的各个方面,特别是在一些前沿的应用中,表现得尤为明显。因此,Molex提供了丰富的解决方案,全面赋能未来汽车的互连。随着功能需求的不断增长,车载信息娱乐系统在设备和模块互连设计上的复杂性也变得越来越复杂。另一方面,在功能性和复杂性增加的同时,成本也不能“失控”。因此,Molex 的 stAK50h 非密封式连接器系统提供了一种具有更大可扩展性和灵活性的解决方案。图3：stAK50h非密封式连接器（图源：Molex）由于其非密封式插座和插座的端子设计,stAK50h 连接器系统能够在很小的空间内同时实现信号和以太网连接。因此,开发者可以轻松扩展所需的解决方案,而无需购买昂贵的专门定制产品。此外,由于其可堆叠特性,stAK50h 连接器系统能够在汽车信息娱乐系统中同时处理信号和以太网连接。图4：stAK50h连接器具有可堆叠的特性（图源：Molex）
除了颜色编码外壳外,stAK50h连接器系列还提供从 12 到 56 路的配置,支持从低电流信号(5.0A)到高功率(30.0A)的各种应用,例如车身电子、安全系统、信息娱乐系统和其他汽车互连应用。为了支持电气化转型和电动汽车市场的增长,能够承载更高功率的快充充电桩的部署是刚需。Molex 还提供大功率互连解决方案,例如 PowerWize BMI 大电流连接器,以加速充电桩的开发和部署。图5：PowerWize BMI大电流连接器（图源：Molex）与同类产品相比，PowerWize BMI连接器有三个突出的优势：由于其多个接触梁和低压降和低接触电阻,PowerWize BMI连接器采用了 Molex 独有的 COEUR 锥形插座技术。该技术与其他类型的触点技术相比具有更高的载流能力,可高达 175 A。由于面板安装插座外壳的导柱在母端触点和外螺纹插针接合之前与插座头侧壁的内表面对齐,PowerWize BMI连接器能够在视觉受限和难以触及的空间内准确插配。同时,当安装到面板上时,电缆组件具有径向自调性特性(+/- 2.00 mm),减少了公差叠加问题。该连接器适合大批量装配,支持回流焊/波峰焊工艺,提高了制造灵活性。
总之,随着汽车的电气化,功率密度越来越高。PowerWize BMI连接器提供了一种高功率连接解决方案,同时兼具性能、安全和成本优势。随着汽车的电气化和智能化,汽车电源系统需要迭代升级到 48V 架构,以支持更高功率的负载,同时在能效、成本和小型化方面为车企和终端用户提供更高的价值。
