​銅（tóng）在新能源汽車電連接有多麽重要？

1 純電動汽（qì）車單車低壓（yā）線束用銅量比燃油汽車多（duō） 5 公（gōng）斤

每（měi）輛燃油汽車和（hé）電動汽車的低壓線束係統（tǒng）用銅量分（fèn）別（bié）為 18kg 和 23kg。隨著汽車駕駛智能性、舒適性（xìng）的逐日提升（shēng），汽車提供越來越多的電子功能，如 ADAS、信息娛樂係統等，要求排布更多（duō）更複雜的低壓線束係統（tǒng）。每輛燃油（yóu）汽（qì）車的低（dī）壓（yā）線束係（xì）統用銅量為 18kg，占燃油汽車用銅的（de）大部分。隨著電動汽車網聯化、智能化程度加深，每（měi）輛電動汽車（包括純電動車、混動車、插電式混動車）的低壓線束係統用銅量分別達 23kg。汽車（chē）的（de）低壓線束係統多采用（yòng）無氧銅絲作為導（dǎo）體，紫銅（tóng）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（ruǎn）線，導體多采用無氧銅（tóng）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（tóng）合金帶材（cái）。

2 電動汽車高壓係統采用銅導線（xiàn）為主

在傳統低壓線束以外，新能源汽車以高壓電（diàn）池包為動力來源，新增高壓線束為傳（chuán）輸載體。汽車線束是控製汽車電氣和電子元件功能的主要載體，是汽車的血管和神經，為各電子元件提供動力、傳遞和反饋信號。根據（jù）汽車線束耐電壓高低可（kě）以分為低壓線纜和高壓線纜，傳統燃油車主要（yào）應用低壓線纜，而電動車線束新增了高壓線纜，其承載電壓約為 600V。新能源汽車尤其是純電動汽車，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（diàn）口（kǒu）座、高壓電池包、逆變器（qì）、電機，車載（zǎi）充電機等大功率設備。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（wài）包材料、膠帶、熱（rè）縮套（tào）管（guǎn）、膠套、安裝支架等輔材（cái）。

預計未來（lái）電動汽車高壓係統仍將采用銅導線為主。在汽（qì）車（chē）“輕量化（huà）”的趨勢下，汽車的部分零部件散熱器，逐漸被鋁材所代替，既輕便又經濟。汽車（chē）線束的發展（zhǎn）趨勢主要向輕量化、高壓承載能力和大容量、高效率發展。鋁導線的應（yīng）用有（yǒu）利於線束輕量（liàng）化，近十年來鋁導線在傳統汽車上（shàng）已經得到廣泛應用，但目前仍（réng）鮮有將鋁導線成功應用在電動汽車高壓係統的案例。核心問題在於電氣性能，鋁的電導率隻有銅的（de） 60%，鋁導線需要增加橫截麵積才能通過同樣大小的持續電流（liú），可參考 USCAR 推薦的銅、鋁導（dǎo）線等量替換（huàn）對照表。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（xiàn）鋪設問題，比如占用更大空間、因線束變（biàn）粗造成轉（zhuǎn）彎半徑增大。此外，鋁的抗拉強度、膨脹係數都不如銅（tóng），而且鋁導線表麵極易形成氧化鋁薄膜，起一定的絕緣作用，影響（xiǎng）接觸部位（wèi）的電阻。預計未來電動（dòng）汽車高壓係統仍將采用（yòng）銅導線為主。

電動汽車高壓線束包括（kuò）連接器（qì）、線纜等，導電性能要（yào）求高。高壓線束主要（yào）包括：高壓（yā）連接器、高壓線纜，接地端子和紮帶、外（wài）包材料、膠帶、熱縮套管、膠套、安裝支架等輔材。在高壓線束（shù）係統中，線（xiàn）纜的重量（liàng）占比一般為 75%左右，成本占比 35%左右；連接器的重量占比一般為 15%左右，成本占（zhàn）比（bǐ） 55%左右。電動汽（qì）車將以電能運用為（wéi）主，在（zài）電能的（de）加載、控（kòng）製和應（yīng）用上（shàng）離不開導電性能優越的材料。線束導體材料一般為退（tuì）火純銅（tóng），根（gēn）據汽車不同位（wèi）置使用（yòng）要求，也會采用一些銅合金。

3 銅（tóng）合金材料提升高壓線束的性能

電動汽車高壓線（xiàn）纜要求能夠承（chéng）受高電壓、大電流。新能源汽（qì）車（chē）采用的是大功率的電（diàn）動機（jī），其（qí）輸電線束必須是能夠（gòu）承載高壓大電流的線束。高壓電纜由導體、絕緣、護套、屏蔽、鋁箔、包帶、填充物等組成，行業標準參照《QC-T1037 道路車輛用高壓電纜汽車行業標準》、《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：（1）高電壓，乘用車一般使用額定電壓 600VAC/900VDC、商用（yòng）車一般（bān）使用額定電壓 1000VAC/1500VDC；（2）大電流，常用在250A，部分大功率電機可用到 400A。

連接器（qì）的接觸件是完成電連接功能的核心（xīn）部件，占（zhàn）線束重量的 15%左右。連接器位於電纜兩（liǎng）端，連（lián）接導線與適當的（de）配對元件，起著電（diàn）氣連接和信號傳遞作用。連接器通常由接觸件（jiàn）（端子和插針）和外覆的塑料構（gòu）成。汽車線束（shù）的接（jiē）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束（shù）正常工作的（de）關鍵。因（yīn）此，對接觸件用銅合金材料的力學/導電/尤其抗（kàng）應力鬆弛和折（shé）彎（wān）成型性能有很高的要求，其重（chóng）量一（yī）般占線束的 15%左右。

接觸件銅材要求耐高溫、加工成型性良好、內部彈（dàn）性均勻（yún）、耐蝕性好、導電（diàn）、導熱率高和可焊性好。《電連接器接觸件總規（guī）範》(GJB1216)規定：最高工作溫度（dù） 125℃接觸件（jiàn）一（yī）般使用銅合金，沒有規定（dìng）材料類別（bié）。連接器現行標（biāo）準僅規定了接觸件的工作直徑、鍍金層厚度、分離力和保持（chí）力等主（zhǔ）要技術參數，並未規定銅合金材料（liào）牌（pái）號、規格和狀態。我國連接器行業沒有經曆正向設計階段，都是仿製產品，接觸件銅材牌號、規格、狀態（tài）等源於國外標準。為防止剛性插（chā）針插拔時彎曲損傷，插針常選用具有較高機械強度的黃銅（H62、HPb59-1 等）製作。為（wéi）保證彈性插孔插合時（shí）接觸可靠，防止塑性（xìng）變形和應力鬆弛，插孔（kǒng）常選用（yòng）具有較（jiào）高彈性極限（xiàn）與疲勞極限和適當（dāng）彈性模量的錫青銅（tóng）（QSn4-3、QSn6.5-0.1等）、鈹青銅（C17200、QBe2等）或鎳矽青銅（C70250等）製作。接觸件銅材還要求其加工成型（xíng）性良好、內部彈性（xìng）均勻、耐蝕性好、導（dǎo）電、導熱率高和可（kě）焊性好等

故障電（diàn）弧導致的新能源汽車火災比（bǐ）例高達 60%，對新能源汽車安全帶來巨大威脅。隨著新能源汽（qì）車產業的快速發展，其（qí）火（huǒ）災（zāi）危險性也逐漸顯現。據統計，由於電氣係統故（gù）障產生故障電弧（hú）導致（zhì）的新能（néng）源汽車（chē）火災比例高達 60%。新能源汽車電力係統中電氣設備的增（zēng）加和自動（dòng）化程度的提高，導（dǎo）致車載線路的複雜化和電壓等級的提高；另（lìng）外，充電插拔和車輛顛簸都會增加電（diàn）弧產生的幾率（lǜ）。故障電弧（hú）對新能源汽車電氣係（xì）統帶來巨大威脅。

銅材品（pǐn）質是影響接觸件性能的（de）根本因素。銅（tóng）材是製作連接器導電（diàn）核心零件——接觸件的基礎材料，其品質是直（zhí）接影響連（lián）接器接（jiē）觸件電接觸可靠性的關鍵因素。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。在不同環境下使用的連接器接（jiē）觸件插合後（hòu），接觸電阻由收縮電阻、膜層電阻和導體電阻三部分組成，銅材品質對組成接觸電阻的這三部分（fèn）電阻都有影響。收縮電阻除正壓力還取（qǔ）決於設計結（jié）構（尺寸精度）外，正壓力（lì）、表麵物理特征（細晶結（jié）構）和表麵（miàn）粗糙度都與銅材品質有關；膜層電阻取決於銅材的耐腐蝕性和防護鍍層質量；導體電阻取決於材料類別，如標準規定（dìng） 1mm 的鍍金接觸件接觸電阻；銅合金 5mΩ、鐵合金 15mΩ。