為什么戶外充電需要專用電池連接器

隨著各行各業朝著更清潔、更高效的運營方向發展，鋰離子 （Li-ion） 電池正在成為非公路和地面支持設備的首選電源。

本系列的第一部分研究了從內燃機的更廣泛轉變，以及戶外環境中對耐用充電基礎設施日益增長的需求。在這一部分中，我們將重點介紹電池連接器本身，探索在實際條件下支持安全性、可靠性和性能的關鍵特性。

從防風雨密封到熱保護和信號容量，本文概述了工程師在要求苛刻的應用中選擇連接器的關鍵考慮因素。

為什么 IP68 密封至關重要

正如第 I 部分所述，在繁忙的機場停機坪上為戶外電池充電，而不是簡單地為內燃機 （ICE） 車輛加油，這帶來了獨特的挑戰。電動充電基礎設施必須足夠耐用，能夠承受惡劣的戶外環境，并且無論風、雨、雪如何，都能持續使用一整年。 物料搬運和建筑市場也越來越多地將戶外充電視為解決室內空間限制的解決方案，因此需要類似的耐用性。

對于任何戶外電氣應用，工程師都應選擇具有 IP 防風雨等級的電池充電器，以確保一致、可靠和安全的充電性能。IP68 是最高標準，表示充電器可防止灰塵和碎屑進入，并防止浸入超過 1 米的水中超過 30 分鐘。

圖 1.具有密封功能的 IP68 級電池連接器，旨在防止濕氣和碎屑在戶外充電作期間進入。

具有適當 IP 等級的密封電池連接器對于戶外充電環境至關重要。如果沒有適當的密封，灰塵會積聚在觸點上，從而降低導電性并減慢充電性能。濕氣進入會導致腐蝕、短路、過熱，甚至導致系統完全故障。這些問題會導致維護增加，并會顯著縮短充電器的使用壽命。

為了降低這些風險，現在提供配備 IP68 級密封套件的電池連接器，專為戶外充電而設計。這些套件可能包括透明電壓蓋、雙 O 形圈和橡膠墊圈等功能，這些功能在連接器配接時協同工作，形成安全、防風雨的密封。這種級別的保護非常適合戶外地面支持、物料搬運和建筑設備等應用。

散熱注意事項

密封只是可靠性方程式的一部分。另一個日益受到關注的問題，特別是對于鋰離子快速充電，是熱性能。鋰離子技術可實現快速充電，但過度充電或不適當會導致過熱，在極少數情況下會導致熱失控。這種現象涉及電池快速加熱并釋放有毒氣體的連鎖反應，包括氟化氫、一氧化碳和氰化氫。

除了電池本身，老化的電池端子（或觸點）也容易受到與熱相關的應力的影響。隨著觸點的磨損或腐蝕，電阻可能會增加，從而導致過熱。

作為回應，非公路設備工程師可以求助于設計具有高級信號功能的電池充電器。信號是連接器中的物理輔助引腳，用于傳輸數據以及監控電池和電源系統。信號可用于監控電池壽命、插拔次數、充電水平、連接檢測、內部溫度等。

圖 2.用于工業用途的高級電池連接器可能包括 IP68 密封套件、觸點溫度感應啟用和多達 10 個信號等功能。

提供 8 個或 10 個輔助觸點（而不是傳統的 4 個或 6 個）的新型連接器在額外的溫度監控功能方面為工程師提供了優勢。

一些連接器還提供專門設計用于監控電池接觸溫度的附件。通過在 IBC 上使用負溫度系數 （NTC） 傳感器，工程師可以輕松監控電源傳輸過程中觸點的溫度。

實時數據通過主動響應過熱問題并幫助防止快速充電期間的熱失控事件，提供了額外的安全層。

更多的信號 對于自主設備也很重要。物料搬運行業越來越多地采用配備先進傳感器和人工智能的自動駕駛叉車來導航倉庫，而不是像亞馬遜在 2024 年采用的那樣依賴人類駕駛員。

為了支持自主設備，帶有大量輔助設備的電池連接器是必不可少的，因為它們提供額外的信號來監測和控制技術密集型系統。

主要連接器功能

除了 IP 防風雨等級、輔助信號容量和觸點溫度傳感外，其他幾個關鍵因素應指導非公路設備領域的電池連接器選擇：

圖 3.這款緊湊型高壓連接器集成了電源和信號路徑，支持電氣化非公路和工業系統中的高級監測和控制。

• 連接安全性： 連接器配有彈簧加載的閂鎖手柄，可在插頭和插座之間提供更牢固的機械連接。這種設計有助于防止意外斷開并增強連接安全性，這是建筑、物料搬運或機場地面支持設備 （GSE） 運營等高振動環境中的關鍵考慮因素。

• 符合標準： 工程師應優先考慮符合適當區域和國際標準的連接器。例如，DIN VDE 0623-589 為電池供電工業卡車中使用的連接器設定了歐洲標準。世界不同地區的其他安全和市場合規相關標準包括 RoHS、UL 1977、CSA 22.2、IEC 60529 和 EN 1175：2020。

• 模塊化設計： 采用模塊化設計的電池連接器在便利性、組裝和維護方面具有優勢。考慮使用具有模塊化觸點盒的工業電池連接器，無需工具即可進行組裝、觸點維修或更換。模塊化設計可以減少維護時間，最大限度地減少對庫存備件的需求，并使維修更快、更有效。

• 尺寸注意事項： 較小的電氣應用，如燈塔、專業級工具或多功能推車，不需要通常用于重型設備的大型電池連接器。工程師應根據自己的需要采用合適的電池連接器。

總而言之，這些設計因素使工程師能夠在不斷發展的電氣化設備環境中做出明智的連接器選擇。

鋰離子驅動的未來

隨著非公路領域的持續電氣化，現代鋰離子設備需要創新的電池連接器，以滿足未來的性能需求。IP68 密封套件等創新技術可在惡劣的戶外環境中防止濕氣和灰塵侵入，而接觸式溫度傳感則為快速充電增加了一層安全保護。由于自主設備需要加強監測和控制，增強信號也將變得更加關鍵。

通過為其應用選擇理想的連接器，非公路設備工程師可以為電氣化發展做好準備，并滿足未來的信號和密封需求。隨著鋰離子電池系統成為行業標準，這些設計決策在確保長期可靠性、安全性和效率方面發揮著至關重要的作用。