電子發燒友網報道(文/梁浩斌) 最近,特斯拉公布了低壓連接器標準(LVCS)的設計,宣稱將目前行業內200多種不同的連接器接口,精簡使用6種標準接口,通過這6種接口滿足90%以上的車載電器的供電和信號傳輸需求,以此來降低生產的故障率和成本。
同時,特斯拉表示邀請所有設備供應商和汽車制造商加入這個標準,共同推動對電動汽車電氣系統的整合和簡化。
那么汽車連接器行業現狀如何?汽車連接器真的像充電接口一樣有統一標準的需求嗎?
面向48V系統,LVCS已在Cybertruck上應用
汽車的智能化趨勢下,更多不同的電子零部件進入到汽車中,而這些零部件通過線束進行連接,連接器是用于在汽車電氣系統中,為不同零部件之間建立可靠電連接的部件。
在汽車應用中,連接器一般可以分為低壓連接器、高壓連接器、高頻高速連接器等,其中高壓連接器一般被應用到電動汽車的三電系統中,包括電池包、PDU高壓配電盒、OBC、空調壓縮機、交直流充電接口等,能夠承載高達1000V的電壓等級。
而根據特斯拉的描述,LVCS主要是面向低壓應用,包含了低壓連接器、高頻高速連接器的類型。另外還重點提到,LVCS標準連接器滿足汽車低壓系統中,48V工作電壓下安全運行所需觸點之間的間距要求。
從目前主流汽車低壓系統中使用的12V提升至48V,一個最明顯的好處就是能夠降低線束重量,因為在用電設備功率不變的情況下,提高系統電壓,就能降低供電所需的電流,從而可以使用更細的導線,降低線束重量和成本。
與此同時,48V低壓系統還能滿足更多大功率用電設備的供電,比如電控主動懸架、線控轉向等,幫助汽車實現更高程度的電氣化和智能化。
特斯拉在Cybertruck上首次應用了48V低壓系統,盡管后來根據一些拆解報告顯示,實際上Cybertruck上使用的48V系統中,還有不小一部分電器是需要通過DC-DC降壓至12V使用的。這主要是由于當前供應鏈上,針對汽車48V系統的電器部件很多還未有大規模量產,這導致定制的成本過高,以至于包括連接器、各種電器部件等都還需要等待供應鏈的成熟。
盡管48V低壓系統確實是汽車行業中普遍認可的未來趨勢,且在機器人、工業以及傳統的混合動力汽車中,都已經使用了48V系統,但傳統車企目前看來在整車48V系統上的推進意愿并不強。
比如蔚來的旗艦車型ET9上,使用了線控轉向、全主動懸架等先進技術,且這些技術對供電需求都十分高,但由于考慮到供應鏈的成熟程度以及成本問題,ET9就采取了一種巧妙的方法,使用雙路12V電源,配合雙DC-DC實現主動懸架的大功率用電需求,同時車上其他用電設備也能夠沿用12V的電壓。
因此特斯拉表示,LVCS是基于Cybertruck上使用的48V電氣架構基礎上進行擴展的,即LVCS是適合于整車低壓48V架構的連接器,這也是在很大程度上希望通過連接器的標準來推動48V低壓架構在電動汽車上的普及。
目前特斯拉也在GitHub上公開了LVCS的圖紙。從圖紙中可以看到,LVCS連接器標準中,每個連接器都采用單線密封和獨立的二次鎖止機構,以符合汽車場景中的可靠性要求。以及觸點間距相比目前的12V連接器也更大,符合安全標準。同時為了方便組裝和識別,LVCS使用工業標準淺藍色進行顏色編碼。
總體來看,LVCS將多種連接器的類型進行了精簡和融合,簡化了在裝配和BOM的復雜性,能夠降低制造的成本。
汽車連接器市場現狀
根據Bishop&Associates的數據,2022年全球連接器市場規模達到841億美元,當然這里是包括各種應用的連接器,比如電信、物聯網、計算機等應用。而在細分市場中,汽車僅次于通信市場,是連接器市場的第二大應用領域,占比為21.9%。
德勤的報告顯示,一輛車通常需要200個連接,而新車上的電氣連接器和類型數量只會越來越多。來自線束中國的數據顯示,國內某合資品牌汽車中,共有連接器265套,其中有11種規格的連接器,供應廠家超過10家。當然這還是傳統燃油車的數據,目前的電動汽車只會更多。
如果從連接器標準來看,確實目前汽車連接器的標準數量繁多,除了一些國際和國內標準之外,一些大車企也有自己的標準。比如ISO 8092、SAE標準USCAR-2、QC/T-1067-2017等,而包括大眾、通用、上汽、吉利等國內外車企,又各自有自己的連接器標準,所以汽車連接器領域確實是比較復雜。
特斯拉在近幾年推進標準方面,最成功的莫過于NACS北美充電標準。包括通用汽車、福特、Rivian、沃爾沃、極星、大眾、本田、現代、起亞、Lucid、Stellantis 等車企都陸續宣布會在美國銷售的車型中使用NACS充電標準。
不過NACS的成功,除了本身設計較為先進,小巧輕便,一個充電槍融合直流和交流充電之外,更關鍵的是充電基建的布局。
過去北美地區的CCS1標準贏下日系車企主導的CHAdeMO標準成為北美企業的主流之后,其他車企的電動汽車并沒有太大的市場,反而是特斯拉迅速布局基建,搶占電動汽車市場份額,導致目前的狀況是,大部分企業使用CCS1標準,但特斯拉的NACS標準充電樁數量、車輛保有量、用戶數量卻是最多的。
這也是NACS能夠統一北美的核心原因。
而汽車連接器的標準上,由于不直接面對消費者,所以LVCS面臨的狀況與NACS大有不同。根據過往各家車企的技術發展路徑不同,而導致的接口標準多樣,在12V過渡到48V系統的過程中,由于車企各自的供應鏈有所不同,可能依然會延續過去各自為政的狀況。
小結:
總體來說,特斯拉推LVCS連接器標準的目的,主要是希望推動48V低壓系統的發展,希望有更多供應鏈廠商加入,共同推動普及并降低成本。不過另一方面,目前很多汽車零部件供應商,比如莫仕、TE、amphenol等頭部廠商,都已經推出了面向48V系統的連接器,而相對于充電接口來說,連接器對消費者的體驗不會帶來太大差異。所以特斯拉想要推動LVCS連接器標準普及,或許要更多地與供應鏈配合,先帶動供應鏈降本后才能吸引更多車企使用。
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