​銅在新能源汽車電連接有多麽重（chóng）要？

1 純電動汽車（chē）單車低壓線（xiàn）束用銅量比燃油汽車多 5 公斤

每輛燃油汽車（chē）和電動（dòng）汽車的低壓線束係統用銅量分別為 18kg 和 23kg。隨著汽車駕駛智能性、舒適性的逐日提升，汽車提供越（yuè）來越多的電子功能，如 ADAS、信息娛樂（lè）係統等，要求排布更多更複雜的低壓（yā）線束係統。每輛燃油汽車的低壓線束係統（tǒng）用銅量為 18kg，占燃油（yóu）汽車用銅的大部分。隨著電動汽車網聯化、智能化程度加（jiā）深，每輛電動汽車（包括純電動車、混動車、插電式混動車）的低壓線（xiàn）束係統（tǒng）用銅量分別達 23kg。汽車的低壓（yā）線束係統多（duō）采用（yòng）無氧銅絲作為導體，紫銅合金帶材作連（lián）接器。低壓線束中的低壓導線為銅質多絲軟線，導體多（duō）采用無氧銅絲，銅含量在99.99%以上，不易受氧脆化；連接器主要采用T2、C10500 紫銅合金帶材。

2 電動汽車高壓係統采用銅導線為主

在傳統低壓線束以（yǐ）外，新能源汽車以高壓電池包為動力（lì）來源，新增（zēng）高壓線束為傳輸載體。汽車線束是控製（zhì）汽車電氣和電子元件功能的（de）主要載體，是汽車的血管和神經，為各電（diàn）子元件提供動力（lì）、傳遞和反饋信號（hào）。根據汽車線束耐電壓高低可以分（fèn）為低壓線纜和高壓線纜，傳統燃油車主（zhǔ）要應用低壓線纜，而電動車線束新增了高壓線纜，其承載電（diàn）壓約（yuē）為 600V。新能源汽車（chē）尤其是純電動汽（qì）車，動力來源靠高壓電池包提供，傳輸載體為高壓線束，連接充電口座、高壓電池包、逆變器、電機，車載充（chōng）電機等大功率設備。高壓線束主要包括：高壓連接器、高壓線纜，接地端子和紮帶、外包材料、膠帶、熱縮套管、膠套、安裝（zhuāng）支架等輔材。

預（yù）計未來電動汽車高壓係統（tǒng）仍將采用銅導線（xiàn）為主。在汽車“輕（qīng）量化”的趨勢下，汽車的部分零部件散熱器，逐漸被鋁材所代替，既輕便（biàn）又經濟。汽（qì）車線束的發展趨勢（shì）主要向輕量化、高壓承載能力（lì）和大容量、高效率發展（zhǎn）。鋁導線的應用有利於線（xiàn）束輕量化，近十年來鋁導線在（zài）傳統汽車上已經得到廣泛應用，但目前仍鮮有將鋁導（dǎo）線成功應用在電動汽車高壓（yā）係統的案例。核心（xīn）問題在於電氣性能，鋁的電導率隻有銅的 60%，鋁導線需（xū）要增加橫截麵積才能通過（guò）同樣大小的持續電流，可參考 USCAR 推（tuī）薦的銅、鋁導線等（děng）量（liàng）替換（huàn）對（duì）照表。盡管鋁導線可以減輕 45%的（de）重量並節約一半左右的成本，但鋁導線會帶來一係列的電線鋪設問題（tí），比如占用更大空間、因線束變粗造成轉彎半徑增（zēng）大。此外，鋁的（de）抗拉強度（dù）、膨脹係數都（dōu）不如銅，而且（qiě）鋁導線表麵極（jí）易形成氧化鋁薄膜，起一定的（de）絕緣作用，影響接（jiē）觸部位的（de）電阻。預計（jì）未來電動汽車高壓係統仍將（jiāng）采用（yòng）銅導線為（wéi）主（zhǔ）。

電動汽車高（gāo）壓線束包括連（lián）接器、線纜等，導電性能要求高。高壓線束主要包括：高（gāo）壓連接（jiē）器、高壓線纜（lǎn），接地端子和紮帶、外包材料、膠帶、熱縮套管、膠套、安裝支架等輔材。在高壓線（xiàn）束係統中（zhōng），線纜的重量占比一般為 75%左右，成本占比（bǐ） 35%左右；連（lián）接器的重量占比一般為 15%左（zuǒ）右，成本占比 55%左右。電動汽車將以電能運（yùn）用為主（zhǔ），在電能的加載、控製和應用上（shàng）離不開導電性能優越的材料。線束導體材料一般（bān）為退火純銅，根據汽車不同位置使用要求，也會采用一些銅合金。

3 銅合金材料提升高壓線束的性能

電動汽車高壓線（xiàn）纜要求能夠（gòu）承受高電壓、大電流。新能源汽車采用的是大功率的電動機，其輸電線束必須（xū）是能夠承載高壓大電流的線束。高壓電纜（lǎn）由導體、絕緣、護套、屏蔽、鋁箔、包帶（dài）、填充物等（děng）組成，行業標準參照《QC-T1037 道路車輛用高壓電纜汽車行（háng）業標準》、《新能源汽（qì）車用高壓電纜 TCAS 356-2019》。電動汽車高壓線纜的（de）特點是（shì）：（1）高電壓，乘用車一般使用額定電壓 600VAC/900VDC、商用車一般使用額定（dìng）電（diàn）壓 1000VAC/1500VDC；（2）大電（diàn）流，常用在250A，部分大功率電（diàn）機可用到 400A。

連接（jiē）器的接觸件是完成電連（lián）接功能的核心（xīn）部件，占（zhàn）線束重（chóng）量的 15%左右。連接器位（wèi）於（yú）電纜兩端，連接導（dǎo）線與適（shì）當的配對元件，起（qǐ）著電氣連接和信號傳遞作用。連接器通常由接觸件（端子和插針）和外覆的塑料構成。汽車（chē）線束的接觸件是汽車連接器完成電連接功能的核心部件，是汽車線束端子壓接和保證線（xiàn）束正常工作的關鍵。因此，對（duì）接觸件用銅合金材料的力學/導電/尤其抗應力鬆弛和折彎成型性（xìng）能有很高的要求，其重量一般占線束的 15%左右。

接觸件銅材要求耐高溫（wēn）、加工成（chéng）型性（xìng）良好、內部彈性均勻、耐蝕（shí）性好、導電、導熱率高和可焊性好。《電連接器（qì）接觸（chù）件（jiàn）總規（guī）範》(GJB1216)規定：最高工作溫度 125℃接觸件一般使（shǐ）用銅合（hé）金，沒（méi）有規定材料類（lèi）別。連接器現（xiàn）行標準僅規定了接觸件的工（gōng）作直徑、鍍金層厚度、分離力和保持力等主要技術參數，並未規定（dìng）銅合金材料牌（pái）號（hào）、規格和狀態。我（wǒ）國連接器行業沒有經曆（lì）正向設計階段，都是仿製產品（pǐn），接觸件銅材牌號、規格、狀態等源於國外標準。為防止剛性插針插拔時彎曲損（sǔn）傷，插針常選用具有較高機械強度的黃銅（H62、HPb59-1 等）製（zhì）作。為保證彈性插孔插合時（shí）接觸可靠，防止塑性變形和應力鬆（sōng）弛（chí），插孔常選用具有較高彈性極限與疲勞極限和適當（dāng）彈性模量的（de）錫（xī）青銅（QSn4-3、QSn6.5-0.1等（děng））、鈹（pí）青銅（C17200、QBe2等）或鎳矽（guī）青銅（C70250等）製作。接觸件銅材（cái）還要求其加（jiā）工成型性良好（hǎo）、內部彈性均勻、耐（nài）蝕性好、導電、導熱率高和可焊性好等（děng）

故障（zhàng）電弧導致的新能源汽車（chē）火災比例高達 60%，對（duì）新能源汽車安全帶來巨大威脅。隨著新能（néng）源汽車產業的快（kuài）速發展，其火（huǒ）災危險性也逐漸顯現。據統計，由於電氣係統故障產生故障電弧導致的新能源汽車火災比（bǐ）例高達（dá） 60%。新（xīn）能源（yuán）汽車電力係統中電（diàn）氣設備的增加和自動化程度的（de）提高，導致車載線路的（de）複雜化和電壓等級的提高；另外，充（chōng）電插拔和車（chē）輛顛簸都會增加電弧產生（shēng）的（de）幾率。故（gù）障電弧對新（xīn）能（néng）源汽車電氣係統帶來巨大威（wēi）脅。

銅材（cái）品（pǐn）質是影響接（jiē）觸件性能的根本因（yīn）素。銅材是製作連接器導電核心零（líng）件——接觸件的基礎（chǔ）材料，其品質是直接影響連（lián）接器接觸件電接觸可靠性（xìng）的關鍵因（yīn）素。在所有影響因素中，接觸件銅材品質是最根本的，也是最基礎的。在不同環境下使（shǐ）用的連接器接觸件插合後，接觸電（diàn）阻由（yóu）收縮電阻、膜層電阻和導體電（diàn）阻三部分組成，銅材品質對組成接（jiē）觸（chù）電（diàn）阻的這三部分電阻都有影響（xiǎng）。收縮（suō）電阻除正壓力還取決（jué）於設計（jì）結構（尺寸精（jīng）度）外，正壓力、表麵物理特征（細晶結構）和表麵粗糙（cāo）度都與銅材品質有關；膜層（céng）電阻取決於銅材的耐腐蝕性和防護鍍層質量；導體（tǐ）電阻取決於（yú）材料（liào）類別（bié），如標準規定（dìng） 1mm 的鍍金接觸件接（jiē）觸電阻；銅（tóng）合金 5mΩ、鐵合（hé）金 15mΩ。