48V汽車電源系統(tǒng)，需要什么樣的連接器？

去年年底，特斯拉Cybertruck的交付在汽車圈激起了不小的波瀾，其頗具科幻感的外觀以及出色的駕控性能，都成了人們津津樂道的話題。不過，所謂內(nèi)行看門道，對于開發(fā)者來說，Cybertruck在設(shè)計上一個跨越性的變化，才更能吸引他們的眼球，那就是——它首次搭載了48V電源架構(gòu)，徹底讓傳統(tǒng)的12V電源架構(gòu)成為“過去時”，算是一款真正意義上的“48V純電車型”。

1.向48V電源系統(tǒng)邁進

汽車電源系統(tǒng)架構(gòu)，是伴隨著汽車用電需求的增長而不斷發(fā)展的。初代的汽車沒有什么用電設(shè)備，自然也就無需考慮電源系統(tǒng)。直到1918年，為了給發(fā)動機點火，人們才在汽車中加裝了6V電源系統(tǒng)。隨后，車載電子設(shè)備逐漸興起，“用電”的地方越來越多，于是在1950年代，人們將汽車電源系統(tǒng)升級到12V，以支持12V的車載電池為照明、車載娛樂、電子控制單元和其他小功率電子設(shè)備供電。這種12V的汽車電源架構(gòu)順勢成為汽車行業(yè)的標準，并一直沿用至今。

而隨著汽車電氣化和智能化的發(fā)展，車上的用電負載也越來越多，需要汽車電源系統(tǒng)承載和傳輸?shù)墓β室苍絹碓酱?，這就要求其進一步升級。因此在2011年，奧迪、寶馬、戴姆勒、保時捷和大眾等頭部車企聯(lián)合推出了48V電源系統(tǒng)，并制定了相關(guān)的LV148標準，以滿足日益增長的車載電子和電氣設(shè)備的用電需求。

與傳統(tǒng)的12V電源系統(tǒng)相比，48V架構(gòu)帶來的好處主要有三個方面：

首先，當(dāng)然是支持更高的功率輸出，能夠“帶動”更多的用電負載。12V電源軌可以支持高達3kW的功率輸出，這在驅(qū)動更大功率負載時難免捉襟見肘；而48V系統(tǒng)則可以支持高達10kW的負載，支持更多數(shù)量、更多類型的車載應(yīng)用。

其次，48V電源系統(tǒng)有利于提升能效，滿足日益嚴苛的排放標準要求。這是因為12V系統(tǒng)的電壓“天花板”較低，傳輸更大功率能量時，不得不提高電流，而高電流也會帶來更高的功耗，且對于緊湊車載空間中的熱管理也會帶來更大的挑戰(zhàn)；而48V系統(tǒng)則可以通過“高電壓低電流”的模式，規(guī)避掉高電流導(dǎo)致的高功耗問題，實現(xiàn)更高的效率。據(jù)測算，48V電源系統(tǒng)可將能源消耗總量減少30%。

再有，為了承載更高的電流（更大的功率），12V電源系統(tǒng)就要采用更粗的線束，這無疑會占用更大的空間，增大汽車的自重，很不利于整車成本和能耗的控制。而傳輸相同的功率，48V系統(tǒng)所需的線纜則更細、更輕，這對于整車設(shè)計的優(yōu)化十分有利。

綜上所述不難看出，無論從降本增效，還是電氣化、智能化的角度考慮，48V電源架構(gòu)都是更佳的選擇，代表著未來的大趨勢。這也是特斯拉無保留地押寶48V系統(tǒng)的原因所在。

2.48V電源系統(tǒng)的技術(shù)考量

不過現(xiàn)實中，從12V向48V電源系統(tǒng)的遷移似乎并沒有想象得那么快。一方面，這是汽車行業(yè)特性決定的，任何一個技術(shù)的導(dǎo)入，在汽車行業(yè)都要經(jīng)歷更為漫長的測試和驗證過程。另一方面，技術(shù)升級的經(jīng)濟性和可行性也很重要，因為經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，從上游的元器件到下游的車載設(shè)備，12V電源系統(tǒng)已經(jīng)形成了一個完整的技術(shù)生態(tài)，想要完成替代，要考慮到原有研發(fā)和供應(yīng)鏈體系的平滑過渡。

因此現(xiàn)階段，12V + 48V的雙電壓汽車電源系統(tǒng)，成了很多車型的選擇，即在同一車輛中并行提供兩個電源系統(tǒng)——12V系統(tǒng)負責(zé)驅(qū)動傳統(tǒng)負載，如照明、點火、信息娛樂和音頻、電動車窗和門鎖等小功率應(yīng)用；而48V系統(tǒng)則支持其他更高功率的負載，如主動底盤系統(tǒng)、空調(diào)壓縮機、電動增壓器/渦輪增壓器和再生制動等。

當(dāng)然，不論是激進的“純”48V系統(tǒng)（如特斯拉Cybertruck），還是穩(wěn)健的雙電壓汽車電源方案，都需要圍繞著48V電源架構(gòu)這個終極目標，建立一套完整的技術(shù)生態(tài)，在各個環(huán)節(jié)進行周密而具有前瞻性的準備。而相關(guān)汽車連接器的開發(fā)，就是其中必不可少的一環(huán)。

那么，48V汽車電源系統(tǒng)需要什么樣的連接器呢？我們可以根據(jù)設(shè)計需求，做一個概括性的歸納：

在性能上，連接器要滿足48V技術(shù)標準的要求，支持更高的電壓和功率。

作為車規(guī)產(chǎn)品，新的連接器也要在可靠性和安全性上進行優(yōu)化，以適應(yīng)惡劣環(huán)境應(yīng)用，確保穩(wěn)固連接。

同時也要考慮到與現(xiàn)有12V架構(gòu)技術(shù)和產(chǎn)品的兼容性，讓升級過程盡可能“絲滑”，減少由此產(chǎn)生的額外成本。

3.48V電源系統(tǒng)的連接器

Molex的MX150中壓連接器，就是為滿足汽車行業(yè)日益增長的48V電源系統(tǒng)需求而開發(fā)的。

從性能上看，MX150中壓連接器具有60V的中壓能力，高達22.0A的電流額定值，可支持48V汽車電源系統(tǒng)的設(shè)計要求。而且從名稱上可以看出，該連接器采用了Molex經(jīng)驗證的MX150連接器封裝尺寸和外殼設(shè)計——和傳統(tǒng)的USCAR連接器相比，MX150連接器系統(tǒng)具有更小的封裝尺寸，提供簡單安全的插配操作——這使得開發(fā)者可以從現(xiàn)有MX150連接器直接升級，有效降低升級到48V系統(tǒng)時的布線工程成本。

同時在高可靠性方面，MX150中壓連接器采用了一系列優(yōu)化設(shè)計，包括預(yù)組裝的端子位置保證（TPA）外殼、連接器位置保證（CPA）選項，以及基于保護墊的密封特性，以確保在惡劣環(huán)境下提供高質(zhì)量、可靠的連接。

MX150中壓連接器采用3.50mm間距一體化的外殼設(shè)計，提供4電路單排配置，以及4、6、20電路雙排配置，產(chǎn)品組合豐富，而且Molex還提供基于MX150完整的系統(tǒng)解決方案，設(shè)計人員可以選擇兼容的公母連接器和端子，以及各種電鍍選項的產(chǎn)品，以滿足特定的應(yīng)用需求。

該系列連接器符合IEC 60664-1規(guī)范和USCAR-2、USCAR-21和GMW3191認證，因此如果你正在尋找一種可靠、堅固且經(jīng)過驗證的連接器設(shè)計，以相同外形尺寸同時滿足低壓和中壓功能，平滑地升級到48V電源系統(tǒng)，MX150中壓連接器無疑是一個理想的解決方案。

4.為未來汽車全面賦能

48V電源系統(tǒng)可以看做是未來汽車發(fā)展的一個縮影：它們將提供更豐富的功能、更高的能效，同時在小型化、成本優(yōu)化上追求極致。這樣的需求不僅反映在48V系統(tǒng)上，也廣泛影響著汽車互連的方方面面，特別是在一些前沿性的應(yīng)用中，表現(xiàn)得尤為明顯。為此，Molex提供了豐富的解決方案，全面賦能未來汽車的互連。

在未來汽車中，信息娛樂系統(tǒng)是提升用戶體驗、提供更大附值的一個關(guān)鍵領(lǐng)域。不斷擴展的功能需求，使得車載信息娛樂系統(tǒng)在設(shè)備和模塊互連設(shè)計上的復(fù)雜性大大增加，而另一方面，支持這種功能性和復(fù)雜性增長的同時，成本還不能“失控”，這就需要一種具有較強可擴展性和靈活性的解決方案。為此，Molex的stAK50h非密封式連接器系統(tǒng)應(yīng)運而生了。

stAK50h連接器系統(tǒng)采用業(yè)內(nèi)認可的端子設(shè)計，提供非密封式混合插頭和插座，能夠在很小的空間內(nèi)同時實現(xiàn)信號連接和以太網(wǎng)連接。這就意味著，在汽車信息娛樂系統(tǒng)中，只需一個stAK50h連接器接口即可同時處理信號和以太網(wǎng)連接，而不需要兩個單獨的連接系統(tǒng)。

而且，stAK50h連接器具有可堆疊的特性，開發(fā)者可以利用這一特性，輕松地擴展出所需的解決方案，而無需昂貴的專門定制的產(chǎn)品。

stAK50h連接器系統(tǒng)還提供顏色編碼外殼，通過插頭和插座的顏色匹配避免誤插配和錯誤連接。stAK50h連接器系列提供從12到56路的配置，支持從低電流信號（5.0A）到高功率（30.0A）的各類應(yīng)用，適用于車身電子、安全系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)和其它各種汽車互連應(yīng)用。

電氣化是未來汽車發(fā)展的另一個重要趨勢。為了支持電氣化轉(zhuǎn)型和電動汽車市場的成長，能夠承載更高功率的快充充電樁的部署，成為剛需。

在加速充電樁的開發(fā)和部署上，Molex也有與之相配套的大功率互連解決方案，其中PowerWize BMI大電流連接器就是一個值得推薦的產(chǎn)品。

與同類產(chǎn)品相比，PowerWize BMI連接器有三個突出的優(yōu)勢：

大電流承載能力

PowerWize BMI連接器采用Molex獨特的COEUR錐形插座技術(shù)，其具有多個接觸梁，提供低接觸電阻和低壓降，因此在觸點接口產(chǎn)生的熱量更少，與其他類型觸點技術(shù)相比具有更高的載流能力，可高達175A。

盲插/自調(diào)心設(shè)計

PowerWize BMI連接器采用盲插設(shè)計，面板安裝插座外殼的導(dǎo)柱在母端觸點和外螺紋插針接合之前與插座頭側(cè)壁的內(nèi)表面對齊，有助于在難以觸及和視覺受限的空間內(nèi)實現(xiàn)準確插配。同時，當(dāng)安裝到面板上時，電纜組件具有+/- 2.00mm的徑向自調(diào)心特性，減輕了公差疊加問題。

制造的靈活性

該連接器支持回流焊/波峰焊工藝，適合大批量裝配，提供增強的制造靈活性。

總之，汽車的電氣化帶來了越來越高的功率密度，面對這樣的設(shè)計挑戰(zhàn)，PowerWize BMI連接器提供了一種兼具性能、安全和成本優(yōu)勢的高功率連接解決方案。

5.本文小結(jié)

伴隨著汽車的電氣化和智能化，一臺車輛上裝載的電子電氣設(shè)備越來越多，這就需要汽車電源系統(tǒng)迭代升級至48V架構(gòu)，以支持更高功率的負載，同時在能效、成本、小型化等方面為車企和終端用戶提供更高的價值。

向新一代48V電源系統(tǒng)邁進，需要新一代互連技術(shù)的賦能。為此，Molex已經(jīng)做好了前瞻性的技術(shù)布局，提供豐富的產(chǎn)品和解決方案，讓你能夠在這條技術(shù)升級之路上加速馳騁。