在各种工业和消费环境中，产品、系统和流程的电气化正在加速，而先进的电子技术正在取代传统的液压和气动方法。在这些变革中，交通运输行业的电气化进程尤为明显，配备尖端功能和纯电动系统的车辆数量创历史新高。本文将介绍当今汽车电动化发展的现状和趋势，以及Molex提供的解决方案。
汽车电动化道路上的挑战
汽车电动化之路不仅涉及纯电动动力系统的迅速崛起，取代长期存在的内燃发动机 (ICE)，也涉及传统车辆上电气部件的显著增加。许多以前依赖机械结构的关键系统现在利用电子设备来增强安全性和可靠性，例如制动辅助和电子助力转向 (EPAS) 系统。目前，支持高级驾驶辅助系统（ADAS）的解决方案正在快速向完全自动驾驶的最终目标迈进。
近年来，全球电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）的数量稳步增长，预计到2025年将占新车销量的20%。尽管前景光明，但汽车电气化仍然面临诸多障碍。为了抢占预估价值$236.3 亿美元（复合年增长率为 10.6%）的市场，汽车制造商仍然面临诸多挑战，例如电子系统和模块的激增对车辆典型的电气架构构成了重大挑战。
为了满足消费者的需求，高端车辆的设计可能包含100多个电子控制单元（ECU）。车辆中 ECU 数量的不断增加对如何连接、封装和管理这些系统以传输关键命令和控制车辆的特定功能提出了挑战。通过将车辆划分为多个区域，可以将功能分配给每个区域，并且可以根据需要在区域之间传输信息。基于区域的架构不仅优化并减少了总布线量，而且还集成了ECU。
此外，随着汽车（包括内燃机汽车和电动汽车）中电子设备的激增，热管理成为一个关键挑战。当计算机或移动设备等电子设备过热时，它们就会关闭，这对于在道路上高速行驶的车辆来说可能是灾难性的。
电气设备的小型化和增加要求更高的元件密度。在小型化系统的表面积缩小的情况下，在较小的空间内耗散相同或更多的热量可能会导致过热的风险，必须对此进行控制。如果电子设备位于密封的 ECU 内，并且位于车辆的极端环境区域（例如引擎盖下），则过热的风险可能会增加。设计不当的系统，再加上下一代连接系统的高电路密度和小封装尺寸要求，可能会带来热管理挑战。连接器的热问题可能会导致安全性、可靠性和寿命问题，必须在项目设计阶段仔细解决这些问题。
电气化和能源管理技术正在引发科学复兴
电气化和能源管理技术的进步正在引发电力领域的科学革新，电池技术现已支持一系列应用，从为电动汽车提供动力到储存能源以供最需要时使用。各国政府正在投资电动汽车充电基础设施、电网现代化、农村连通性和偏远地区的发展。
在这次革新中，出现了两个主要且密切相关的主题：电气化和能源管理。关于电气化，使用传统燃料源的技术正在被可再生能源驱动的等效系统补充或取代。另一方面，能源管理是指能源的存储、监控和分配。
首先，通过智能电网技术实现电网现代化，将围绕传统发电厂建设的老化基础设施改造成现代化电力网络或智能电网。这些电网配备了可再生能源，并包含各种传感器，以密切监视使用模式并在系统故障变得更加严重之前识别它们，这是至关重要的需求。
智能电网平衡了传统能源和可再生能源的优势。太阳能和风能等可再生能源有周期性的停机时间，因此将电池储能系统 (BESS) 纳入更广泛的电网中可以捕获多余的能源以供日后使用。由于总消费也有其周期性峰值和非峰值使用期的节奏，智能电网可以根据需要，在最需要的时间、地点和来源分配能源，无论是传统能源、可再生能源还是储存能源。
汽车功能和电气化发展推动 48V 标准
自20世纪50年代以来，12V电源模型一直是汽车行业的标准，成为汽车设计和零部件的默认标准。即使功能和电气化进程随着时间的推移而发展，该标准仍使汽车制造商能够降低成本并维持简单的电气架构。
虽然 12V 标准有其优势，但随着现代消费者对更高性能和更好的车载体验的要求越来越高，它也必须不断发展。随着软件定义的车辆的出现、向轻度混合动力架构的转变以及日益严格的排放法规，48V 设计对于满足消费者需求和监管要求变得越来越不可或缺。
虽然过渡到 48V 标准面临一些挑战，但电气创新者现在正在为基于这一新标准的更高效的系统铺平道路。转向更强大的电力标准不可能一蹴而就，但几个关键的电气和消费者因素将影响汽车制造商采用 48V 作为轻度混合动力和纯电动汽车的标准。这些关键因素包括世界各国政府的减排立法以及消费者对碳足迹意识的不断增强，从而导致人们对混合动力、插电式混合动力 (PHEV) 和增程式电动汽车产生强烈的偏好。
此外，电动涡轮增压系统使用电动机旋转涡轮并增强进入发动机的气流，从而提高发动机性能。与采用 12V 或 24V 系统供电的传统涡轮增压器系统相比，这些电动涡轮增压器系统需要更大的电力。随着更高效、更强大的电动涡轮增压器系统成为标准，48V 电源将变得至关重要。
48V 标准的工程优势包括减小封装尺寸、节省生产成本、提供更好的功能、减少排放以及提高燃油经济性。对于消费者来说，48V 标准 CAN 可提升车辆性能、降低车辆成本、改善操控性，因此 48V 标准的发展变得越来越重要。
然而，12V 设计在汽车生产中已根深蒂固，因此向 48V 标准的过渡将比预期的更加漫长。过渡的速度在一定程度上取决于满足48V系统技术要求所需的组件设计变更，包括对系统本身的生产方法的考虑以及与现有基础设施的兼容性。
MX150 中压连接器满足 48 伏电气系统的要求
Molex 推出的 MX150 中压连接器旨在满足汽车行业对 48 伏电气系统日益增长的需求。中压解决方案的推出使客户能够自信地使用中压产品升级其汽车电气系统。这些连接器基于经过验证的 MX150 设计，提供可靠且经过现场测试的解决方案，以满足运输行业的中压连接要求。
MX150 密封连接器系统经过现场验证，可在极端温度、不同程度的振动以及暴露于潮湿和化学物质的条件下提供高度可靠的性能，适用于广泛的应用。MX150 密封连接器系统提供连接器位置保证 (CPA) 选项，有助于消除连接器之间的意外断开，并提供预装配端子位置保证 (TPA) 外壳以确保压接端子引线正确锁定到连接器中，并具有应变索环盖以保护垫密封并有助于确保正确的端子对齐。MX150 符合 IEC 60664-1 标准，并通过认证，满足严格的汽车行业要求，包括 USCAR-2、USCAR-21 和 GMW3191 认证。
MX150 提供单排和双排 V0 版本，以满足严格的安全要求，支持 MX150（1.50 毫米）端子使用垫密封技术，有助于消除对单独电缆密封的需要，从而减小包装尺寸。其集成的 3.50 毫米间距外壳可提供紧凑的连接器，有助于消除组装成本。它具有 60V 中压能力，能够升级到 48V 接线，使用成熟的 MX150 体积大小规格可简化向更轻量的 48V 接线的升级。
MX150 能够与升级的 48V 线路结合使用，用于照明、电动车窗或雨刷电机升级等应用，允许将现有的 12V 汽车线路升级到 48V，而无需更改连接器类型。通过使用与成熟的 MX150 连接器相同的外形尺寸和外壳结构，可以直接从现有的 MX150 连接器升级，从而降低升级到 48V 接线时的工程成本。
MX150 是市场上唯一一款将多功能低压选项与坚固的密封连接器设计相结合的汽车连接器，适用于一系列中压应用，支持 48V 和高达 60V 的应用。MX150 中压连接器从 12V 接线过渡到 48V 接线，使制造商能够利用成熟且强大的 MX150 体积大小来降低工程和设计成本。这使得过渡到更高电压的 48V 布线架构成为可能，通过使用更小的电线尺寸来减少铜的使用量和重量，同时最大限度地减少额外的工程时间和相关成本。
结论
汽车行业正在经历由电气化推动的变革，不仅电动汽车发展迅速，而且传统汽车也越来越多地采用大量电子系统来增强功能和安全性。这些变化给汽车行业带来了重大的挑战和机遇。Molex 提供各种解决方案，帮助客户从现有的传统方法过渡，涵盖所有中间阶段，最终提供各种业界领先的灵活产品。这些解决方案解决了分区架构、热管理、降噪等挑战。此外，Molex 还推出了 MX150 中压连接器，以满足 48 伏电气系统的需求，使汽车制造商能够设计和部署更轻、性能更高、更灵活、更高效的解决方案。