eVTOL“飛行汽車(chē)”漸成新風(fēng)口，連接器產(chǎn)品如何“追風(fēng)”？

如今，越來(lái)越多的電動(dòng)車(chē)駛上道路，它們正在顛覆延續(xù)百年的燃油汽車(chē)行業(yè)的游戲規(guī)則，這已經(jīng)是大勢(shì)所趨。不過(guò)，可能你沒(méi)有注意到，有一場(chǎng)與汽車(chē)行業(yè)現(xiàn)狀相似的電氣化變革，正在航空業(yè)悄然發(fā)生，而引領(lǐng)這場(chǎng)變革的主角就是eVTOL（電動(dòng)垂直起降）飛行器（以下簡(jiǎn)稱eVTOL）。

所謂eVTOL，是指以電力作為動(dòng)力來(lái)源且具備垂直起降功能的飛行器，與類(lèi)似的傳統(tǒng)飛行器（如直升飛機(jī)）相比，其在安全性、智能性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性等方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)，它既可以運(yùn)載貨物也能夠搭載乘客，有助于高效開(kāi)發(fā)城市低空空域資源，為緩解日益嚴(yán)重的城市地面交通擁堵問(wèn)題提供一個(gè)全新的解決方案。正是基于這樣的特性和應(yīng)用，eVTOL飛行器也被形象地稱為“飛行汽車(chē)”。

苛刻的eVTOL設(shè)計(jì)要求

對(duì)于eVTOL的產(chǎn)品形態(tài)和應(yīng)用場(chǎng)景，大家可以天馬行空地盡情暢想，不少科幻電影也為人們的想象提供了藍(lán)本。不過(guò)想要讓這些創(chuàng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，在這片被視為“處女地”的空域中馳騁，你會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多苛刻的設(shè)計(jì)要求。

#1

環(huán)保性

從名稱上就可以看出，電力將是未來(lái)eVTOL的核心動(dòng)力，雖然混動(dòng)產(chǎn)品會(huì)在一定時(shí)期、特定的應(yīng)用場(chǎng)合中存在但純電版本的eVTOL終將成為市場(chǎng)的主流。這也就意味著，當(dāng)下我們?cè)陔妱?dòng)汽車(chē)領(lǐng)域遇到的所用挑戰(zhàn)，如續(xù)航能力、基礎(chǔ)設(shè)施配套等，在eVTOL身上都會(huì)“重演”，甚至?xí)鼮閲?yán)峻。

安全性

雖然eVTOL的載客量遠(yuǎn)少于民航客機(jī)，但eVTOL的運(yùn)營(yíng)環(huán)境大都在建筑和人口密集的城市區(qū)域，因此eVTOL會(huì)遵循更為嚴(yán)苛的安全標(biāo)準(zhǔn)，這就要求其在關(guān)鍵系統(tǒng)上需要考慮冗余備份設(shè)計(jì)，以免災(zāi)難性故障的發(fā)生。

#2

#3

耐用性

相較于現(xiàn)有的航空飛行器，eVTOL雖然飛行里程較短，但是運(yùn)行頻次顯然要高得多，飛行器是否“抗造”以及是否具有更高的可靠性和足夠長(zhǎng)的使用壽命，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)必須重點(diǎn)考慮的課題。

經(jīng)濟(jì)性

想要成為一種可與汽車(chē)比肩、高頻使用的交通工具，eVTOL在成本上的壓力顯然會(huì)高于傳統(tǒng)的航空器，而再疊加其在安全性和耐用性上的剛需，這種壓力更是會(huì)成倍增加。

#4

上面這些“約束條件”，是套在eVTOL玩家頭上的“緊箍咒”，也勢(shì)必會(huì)傳導(dǎo)給上游的基礎(chǔ)元器件廠商，將大家綁在同一個(gè)價(jià)值鏈上，想要借助這個(gè)風(fēng)口一飛沖天，大家都需要有所創(chuàng)新和突破。在連接器產(chǎn)品領(lǐng)域，自然也不例外。

為eVTOL選擇連接器

那么，應(yīng)該如何為eVTOL選擇或者打造合適的連接器產(chǎn)品呢？

首先，確保連接的高可靠性是必須遵循的一條鐵律，只有這樣才能夠滿足eVTOL在安全性上的苛刻要求。具體來(lái)講，這包括三個(gè)方面的含義：

• 第一，連接器必須能夠在惡劣的工作條件下保持連續(xù)工作，必須能夠承受得住來(lái)自沖擊、振動(dòng)和極端溫度等方面的考驗(yàn)。

• 第二，連接器還需要有應(yīng)對(duì)復(fù)雜電磁環(huán)境，防止電磁干擾（EMI）的能力，以確保eVTOL中數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，避免對(duì)飛行控制等關(guān)鍵功能造成影響。

• 第三，這些產(chǎn)品的可靠性還體現(xiàn)在：生產(chǎn)制造過(guò)程中確保所有產(chǎn)品性能的一致性，以及在使用過(guò)程中性能不會(huì)發(fā)生漂移，且能夠符合全球公認(rèn)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)——包括當(dāng)今的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以及未來(lái)針對(duì)eVTOL制訂的專門(mén)標(biāo)準(zhǔn)。

其次，eVTOL必須滿足小型化和輕量級(jí)的要求。這一點(diǎn)很好理解，作為一種飛行器，只有在每個(gè)組件上盡可能實(shí)現(xiàn)小型化和輕量化，才能夠提供更大的空間和運(yùn)力——這是航空業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)重要指標(biāo)。

再有，商用的eVTOL對(duì)成本也會(huì)非常敏感，任何有利于“降本”的特性，都是連接器選型評(píng)估時(shí)的加分項(xiàng)。這些“降本”特性的價(jià)值不僅體現(xiàn)在物料自身的成本上，也體現(xiàn)在由高可靠性和耐用性帶來(lái)的維修成本的節(jié)省上，以及由易用性帶來(lái)的裝配維護(hù)成本的降低上，總之就是要為用戶帶來(lái)總體擁有成本的優(yōu)化。

對(duì)于連接器來(lái)講，能夠同時(shí)滿足上述這些條件，這種要求近乎苛刻。不過(guò)，對(duì)于“有見(jiàn)識(shí)”的連接器廠商來(lái)講，這些苛刻的要求并非空穴來(lái)風(fēng)，而是與其他高可靠性連接器的設(shè)計(jì)要求一脈相承的。因此，在eVTOL連接器領(lǐng)域，以往在高可靠性連接器方面有心得、有建樹(shù)的連接器廠商，也更有能力提供有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的解決方案。

Harwin的eVTOL互連方案

作為高可靠性連接器領(lǐng)域的資深玩家，Harwin已經(jīng)為eVTOL產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)準(zhǔn)備好了一系列針對(duì)性的解決方案。

1

Gecko 1.25mm高可靠連接器

Harwin的Gecko（G125系列）連接器是非常適合于PCB面積受限應(yīng)用的薄型雙排互連解決方案，其引腳間距僅為1.25mm，每個(gè)連接器最多可提供50個(gè)觸點(diǎn)，這一設(shè)計(jì)與Micro-D等高性能連接器相比，可節(jié)省高達(dá)45%的空間以及高達(dá)75%的重量，足見(jiàn)其在小型化和輕量級(jí)設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢(shì)。

盡管外形被“壓縮”了，但Gecko在性能和可靠性上的表現(xiàn)仍然出色。該連接器所有觸點(diǎn)同時(shí)承載電流時(shí)，每個(gè)觸點(diǎn)的載流能力為2A （單個(gè)觸點(diǎn)的載流能力為2.8A）。其中Gecko-MT混合信號(hào)連接器子系列產(chǎn)品還支持10A的電源觸點(diǎn)，可以滿足eVTOL高連接密度、高功率密度的設(shè)計(jì)需求。

在可靠性方面，Gecko連接器支持1,000次插拔；特殊的四指觸點(diǎn)設(shè)計(jì)，可在高振動(dòng)和沖擊下保持可靠的電氣接觸；鈹銅觸點(diǎn)可以有效改善溫度特性，實(shí)現(xiàn)-65°C至+150°C寬工作溫度范圍。此外，連接器使用無(wú)鹵素、無(wú)全氟辛烷磺酸、無(wú)SVHC、符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的材料制造，還具有低釋氣性能，可滿足當(dāng)下及未來(lái)在環(huán)保和高可靠性方面的諸多要求。

圖1：Gecko 1.25mm高可靠性連接器

（圖源：Harwin）

2

Datamate連接器

在實(shí)現(xiàn)高性能、高可靠性互連上，Harwin的Datamate連接器也是一個(gè)值得推薦的產(chǎn)品。該連接器的間距為2mm，所有觸點(diǎn)同時(shí)承載電流時(shí)，每個(gè)觸點(diǎn)載流能力為3A （單個(gè)觸點(diǎn)的載流能力為3.3A）。其同樣采用了鈹銅觸點(diǎn)和經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的四指觸點(diǎn)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了-55°C至+125°C寬溫度范圍，以及100G抗沖擊、40G抗碰撞、10G抗振動(dòng)特性。

圖2：Datamate連接器

（圖源：Harwin）

值得一提的是，Datamate系列除了標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)連接器，目前還提供高可靠性的Datamate Power電源連接器、Datamate Coax同軸電纜連接器和Datamate Mix-Tek混合連接器，它們都是惡劣和復(fù)雜環(huán)境應(yīng)用的理想選擇，可以勝任eVTOL中多場(chǎng)景的互連應(yīng)用。

圖3：Datamate采用四指鈹銅觸點(diǎn)設(shè)計(jì)，提供更高的連接可靠性（圖源：Harwim）

3

Kona 8.5mm連接器

作為一個(gè)電動(dòng)化的航空器，eVTOL在電源連接器的選擇上，肯定希望其具有更大的載流能力，同時(shí)提供更高的可靠性，并能夠在極端條件下盡可能減少功耗。Harwin的Kona 8.5mm高可靠性電源連接器正好可以滿足這樣的要求！

圖4：Kona 8.5mm高可靠性電源連接器

（圖源：Harwin）

Kona 8.5mm連接器能夠?qū)崿F(xiàn)每觸點(diǎn)60A的連續(xù)電流，最大額定電壓為3kV，具有較強(qiáng)的耐用性，可支持250次的插拔；8.5mm間距可實(shí)現(xiàn)3,000V無(wú)閃絡(luò)；可提供 2、3、4路單排配置，適用于垂直線對(duì)板連接。

為了能夠?qū)崿F(xiàn)更高的可靠性，Kona連接器采用了六指鈹銅合金觸點(diǎn)設(shè)計(jì)，鍍金的觸點(diǎn)單獨(dú)罩在公頭和母頭連接器上，可防止物理?yè)p壞和意外觸碰。

圖5：六指鈹銅合金觸點(diǎn)設(shè)計(jì)，可防止物理?yè)p壞和意外觸碰（圖源：Harwin）

此外，這些連接器采用了創(chuàng)新的“先插后鎖”機(jī)構(gòu)，可確保觸點(diǎn)在完全插配之后再接合固定件，從而防止在鎖定過(guò)程中造成的損壞。同時(shí)，使用安裝在母頭連接器外殼上的不銹鋼翼形螺釘，操作人員能夠在無(wú)需工具的情況下方便地固定連接器。這些優(yōu)化設(shè)計(jì)都有助于Kona連接器在劇烈振動(dòng)和沖擊情況下保持優(yōu)良的電氣連續(xù)性。

本文小結(jié)

縱觀上述這三款Harwin的連接器產(chǎn)品，我們可以發(fā)現(xiàn)它們的一些共性：專門(mén)優(yōu)化的高可靠及耐用性設(shè)計(jì)、出色的電氣連接性能，以及在小型化和輕量化上的突出優(yōu)勢(shì)。這些特性令它們非常適合搭載在eVTOL這個(gè)新概念飛行器上，隨著這個(gè)行業(yè)風(fēng)口的爆發(fā)，一飛沖天！

如果你也在追逐eVTOL這個(gè)行業(yè)風(fēng)口，這些可以幫你“追風(fēng)”的高可靠性連接器，一定不要錯(cuò)過(guò)！

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