​銅在新能源（yuán）汽車電連接有多麽（me）重要？

1 純電動汽車單車低（dī）壓線束用銅量比燃油汽車多 5 公斤

每輛燃油汽車和電動汽車的低壓（yā）線束係統用（yòng）銅量分別為 18kg 和（hé） 23kg。隨（suí）著汽車（chē）駕駛智能性、舒適性的逐日提升，汽車提供越來越多的電子（zǐ）功能，如 ADAS、信息（xī）娛樂係統等，要求排布更多更複雜的低壓線束係統。每輛燃油汽車的低壓線束係統用銅量為 18kg，占（zhàn）燃油汽車用銅的大部分。隨（suí）著電動汽車網聯化、智能化程度加深，每輛電動汽車（包括（kuò）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。汽車的（de）低壓線束係統多采（cǎi）用無氧銅絲作為導體，紫銅合金帶材作（zuò）連接器。低壓線束中的低壓導線為銅質多絲軟線，導體多采（cǎi）用無氧銅絲，銅含量在99.99%以上，不（bú）易受氧脆（cuì）化；連接器主要（yào）采用T2、C10500 紫銅合金（jīn）帶材。

2 電（diàn）動汽車高壓係統采用銅導（dǎo）線為主

在（zài）傳統低壓（yā）線束以外，新能源汽車以高壓電池（chí）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（fǎn）饋信號。根據汽（qì）車線（xiàn）束耐電壓（yā）高低可以（yǐ）分為低壓線纜和高壓線纜，傳統燃油車主要應用低壓線纜，而電動車線束新增了（le）高壓線纜，其（qí）承載電壓（yā）約為 600V。新能（néng）源汽車尤其是純電動汽車，動力來（lái）源靠高壓電池包提供，傳輸載體為高（gāo）壓線束，連（lián）接充電口（kǒu）座、高壓電池包、逆變器（qì）、電機，車載充電（diàn）機等大功率設備。高壓線束主要包括：高壓連接器（qì）、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。

預計未來電動汽車高壓係統仍將采用銅導線為主。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（suǒ）代替，既（jì）輕便（biàn）又（yòu）經濟。汽車線束的發展趨勢主要（yào）向（xiàng）輕（qīng）量化、高壓承載能力和大容量、高效率發展。鋁導線的應用有利（lì）於線束輕量化，近十年（nián）來鋁導線（xiàn）在傳統汽車上已經得到廣泛應用，但目前仍鮮有將鋁導線成功應用在電動汽車高壓係統的案例。核心（xīn）問題在於電氣性能，鋁的電導率隻有（yǒu）銅的 60%，鋁（lǚ）導線需要（yào）增加橫截麵積（jī）才能通過同樣大小的持續（xù）電流，可參考 USCAR 推薦的銅、鋁導線（xiàn）等量替換對照（zhào）表（biǎo）。盡管（guǎn）鋁導線可以減輕 45%的重量並節約一（yī）半左右的成本，但鋁導線會帶來一係列的電線鋪設問題，比如占用更（gèng）大空間、因（yīn）線束變粗造成轉彎半徑增大。此（cǐ）外，鋁的抗拉強（qiáng）度、膨脹係數都不如銅，而且鋁導線（xiàn）表（biǎo）麵極易形成（chéng）氧化鋁薄膜，起一定的絕緣作用，影響接觸部位的電阻。預計未來電（diàn）動汽（qì）車高壓係統仍將采（cǎi）用銅導線為（wéi）主。

電動汽車高壓線束包括連（lián）接器、線纜等，導電性能要求（qiú）高。高壓線束主（zhǔ）要包括：高壓連（lián）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、安裝支架等輔材。在高壓線束係統中（zhōng），線纜的重量占比一般為 75%左右，成本占比 35%左右（yòu）；連接（jiē）器的重量（liàng）占比一般為 15%左右，成本占比 55%左右。電動汽車將以電能運用為（wéi）主，在電能的加載、控製和應用上（shàng）離不開導電（diàn）性能優越的（de）材料。線束導體材料一（yī）般為退火純銅，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

電動汽車高壓線纜要求能夠承受高電壓、大電流。新能源汽車采用的是大功率的（de）電動機，其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（yóu）導體、絕（jué）緣、護套、屏蔽、鋁箔、包帶、填充物等組成，行業標（biāo）準參（cān）照《QC-T1037 道路車輛用（yòng）高壓電纜汽車行業標準》、《新能源汽車用高壓電纜 TCAS 356-2019》。電動汽車高壓線纜的特（tè）點是：（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電壓 1000VAC/1500VDC；（2）大電流（liú），常用在250A，部分大功率電機（jī）可（kě）用到 400A。

連接器的接觸件是完（wán）成電連接功能（néng）的核心部件，占線束重量的（de） 15%左右。連接器位於電纜兩端（duān），連接導線與適當（dāng）的配對元件，起著電氣連接和信號傳遞作用。連接器通常由接觸件（端子和（hé）插針）和外覆的塑料構成。汽車線束的接觸件是汽車連接器完成電連接功能的核心部（bù）件，是汽車線束端子壓接和保證線束正常工作的關鍵。因此（cǐ），對接（jiē）觸件用銅合金材料的（de）力學/導電/尤其抗應力鬆弛和折彎成型（xíng）性能有很高的要求，其重量一般占線（xiàn）束的 15%左右。

接觸（chù）件銅（tóng）材要求耐高溫（wēn）、加工成型性良好、內部彈性均勻、耐蝕性好、導電、導熱率高和可焊性好。《電連接器接觸件（jiàn）總（zǒng）規範》(GJB1216)規定：最高工作溫度 125℃接（jiē）觸件一般使用（yòng）銅合金（jīn），沒有規定材料類（lèi）別。連接（jiē）器現行標準僅規定了接觸件的工作直（zhí）徑、鍍金層厚度（dù）、分離力和保（bǎo）持力等主要（yào）技術參數，並未（wèi）規定銅合金材料牌號、規格和狀態。我國連（lián）接器行業沒有經曆（lì）正向設計階段，都是仿製（zhì）產品，接觸件銅材牌（pái）號、規格（gé）、狀態等源於國外標準。為（wéi）防止剛性插針（zhēn）插拔（bá）時彎曲損傷，插針常選用具有較高機械（xiè）強度的黃（huáng）銅（H62、HPb59-1 等）製作。為保證彈性（xìng）插孔插合時接觸可靠，防止塑性變形和（hé）應力鬆弛，插孔常選用具有較高彈性極（jí）限（xiàn）與疲勞極限和適當彈性模量的錫青銅（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（yào）求（qiú）其加工成（chéng）型性良好、內部彈性均勻、耐蝕性好、導電、導熱率高和可（kě）焊性好（hǎo）等（děng）

故障電弧導致的（de）新（xīn）能源汽車（chē）火災比例高（gāo）達 60%，對新能源汽車安全帶來巨大威脅。隨著新能源汽車產業的快速發展，其火災（zāi）危險性也逐漸顯現。據統計，由於（yú）電氣係統故（gù）障產生故障電弧導（dǎo）致的新能源汽車火災（zāi）比例高達 60%。新能源汽車電（diàn）力係統中（zhōng）電氣設備的（de）增加和自動化程度的提高，導致車載線路的（de）複雜（zá）化（huà）和（hé）電壓等級的提高；另外，充電插拔（bá）和車輛顛簸都會增（zēng）加電弧產生的幾率。故障電弧（hú）對（duì）新能源汽車電氣係統帶來巨大威脅。

銅材品質是影響接（jiē）觸件性能（néng）的根本因素。銅材是製作連接器導電（diàn）核心零件——接觸件的基礎材料，其品質是直接影響連接（jiē）器接觸件電接觸（chù）可靠性的關鍵因素。在所有影響因素中，接觸件銅材品質是（shì）最根（gēn）本（běn）的，也是最基礎的。在不同環境下使用的連接器接觸件插合（hé）後，接觸電阻由收（shōu）縮電（diàn）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電阻（zǔ）都（dōu）有影響（xiǎng）。收縮電阻除正壓力還取決於（yú）設計結構（尺（chǐ）寸精度）外，正壓（yā）力、表麵物理特征（細（xì）晶結構）和表麵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（diàn）阻取決於材料類別，如標準規定 1mm 的鍍金接觸件（jiàn）接觸電（diàn）阻；銅合金 5mΩ、鐵（tiě）合金 15mΩ。