​銅在新（xīn）能源汽車電連接有多麽重要？

1 純（chún）電動汽車單車低（dī）壓（yā）線束（shù）用銅量比燃油汽車（chē）多 5 公斤

每輛燃（rán）油汽（qì）車和電動汽車（chē）的低壓線束係統用銅量分別為 18kg 和 23kg。隨（suí）著汽車駕駛智能性、舒適性的逐日提升，汽車（chē）提供越來越多的電子功能，如 ADAS、信息娛樂係統等，要求排布更多更複雜的低（dī）壓線束係統（tǒng）。每輛燃油汽車的低壓線（xiàn）束係統用銅量為 18kg，占燃油汽車用銅的大部分。隨著電（diàn）動汽車網聯化、智能化程度加深，每輛電動汽車（包（bāo）括（kuò）純電動（dòng）車、混動車、插電式混動（dòng）車）的低壓線束係統用銅量分別達 23kg。汽車的低壓線束係統多采用無氧銅絲作為導體，紫銅合金帶（dài）材作連接器。低（dī）壓線束中的低壓導線為銅質多絲（sī）軟線（xiàn），導體多采用無氧銅絲，銅（tóng）含（hán）量在99.99%以上（shàng），不易受氧脆化（huà）；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

在傳統低壓線束以外，新能源汽車以高壓電池包為動（dòng）力來源，新（xīn）增高壓（yā）線束為傳輸載體。汽車線束是控製汽（qì）車電氣和（hé）電子元件功能的主要載體，是汽車的（de）血管和神經（jīng），為各電（diàn）子元件提供動（dòng）力、傳遞和反饋信號。根據汽車線束耐電壓高低可以分為低壓線纜和高壓線纜，傳統燃油（yóu）車主要應用低壓線纜，而（ér）電動車線束新（xīn）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（qì）車，動（dòng）力來源靠高壓電池包提（tí）供，傳輸載體為高壓（yā）線（xiàn）束，連接充電口（kǒu）座、高壓電池包、逆變器、電機，車（chē）載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（jiē）地端子和紮帶、外包材料、膠帶、熱縮套管（guǎn）、膠套、安裝支架等（děng）輔材。

預計未來電動汽車高壓係統仍將采用銅導（dǎo）線為主。在汽（qì）車“輕量化”的趨勢下，汽車的部分零部件（jiàn）散（sàn）熱器，逐漸被鋁材所代替，既輕便又經濟。汽車線束的發（fā）展趨（qū）勢（shì）主要向（xiàng）輕量化、高壓（yā）承載（zǎi）能力（lì）和大容（róng）量、高效率發展。鋁導線的應用有利（lì）於線束輕量化，近十年來鋁導線在（zài）傳統汽車上已經得（dé）到廣泛應（yīng）用，但目前仍鮮有（yǒu）將鋁導線成功應用在電動汽車高（gāo）壓係統的案例。核心問題在於電氣性能，鋁（lǚ）的電導率隻有銅的 60%，鋁導線需要增加橫截麵積才能通過同（tóng）樣大小的持續電流，可參考 USCAR 推薦的銅、鋁導線（xiàn）等（děng）量替換對（duì）照表。盡管（guǎn）鋁導線可以減輕 45%的重量並節約（yuē）一（yī）半左右的成本，但鋁導線會帶（dài）來（lái）一係列的電線鋪設問題，比如占（zhàn）用更（gèng）大空（kōng）間、因線束變粗造（zào）成轉彎半徑增大。此外，鋁（lǚ）的抗拉強度、膨脹係數都不如銅，而且鋁導線表麵極易形成氧化鋁薄膜，起一（yī）定的（de）絕緣（yuán）作用，影響接觸部（bù）位的電阻。預計未來電動汽車高壓係統仍將采用銅導線為主。

電（diàn）動汽車高壓線束包括連接器、線纜等，導電性（xìng）能要求高。高壓線束主要包括：高（gāo）壓連接器、高（gāo）壓（yā）線纜，接地端子和（hé）紮（zhā）帶（dài）、外包材（cái）料、膠（jiāo）帶、熱縮套管、膠套、安裝（zhuāng）支架等（děng）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（bǐ） 35%左右；連接器的重量占比一般為 15%左右，成本占比 55%左右。電動汽車（chē）將以電能（néng）運用為主，在電能的加載、控製和應用上離不開導電性能優越的材料。線束導體材料一般為退火純銅（tóng），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（jīn）材（cái）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（yòng）的是大功率的電動機，其（qí）輸電線束必須是能夠承載高壓大電流的線束。高壓電纜由導體、絕（jué）緣、護套、屏（píng）蔽、鋁箔、包（bāo）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》、《新能源汽車用高壓電（diàn）纜 TCAS 356-2019》。電動汽車高壓線（xiàn）纜的特（tè）點是：（1）高（gāo）電壓，乘用車一般使（shǐ）用額定電壓 600VAC/900VDC、商用車（chē）一般使用額定電壓（yā） 1000VAC/1500VDC；（2）大電流，常用在250A，部分大功率電機可用到 400A。

連接器的接觸件是完成電連接功能的核（hé）心部件，占線束重量的 15%左右。連接器位於電纜兩端，連接導線與適當的（de）配對元件，起著電氣連接和信號傳遞作用。連（lián）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（qì）車連接器完成電連接功能的核心部件，是（shì）汽車線束端子壓接和保證線束正常工作的（de）關（guān）鍵（jiàn）。因此（cǐ），對接觸件用（yòng）銅合金材料的力學/導電/尤其抗應力鬆（sōng）弛和折彎成（chéng）型（xíng）性能有（yǒu）很高的要（yào）求，其重量一般占線束的 15%左右。

接觸件銅材要求耐高溫、加工成型（xíng）性良好、內部（bù）彈性均勻、耐蝕性好、導電、導熱（rè）率高和可焊性好。《電連接器接觸件（jiàn）總規範》(GJB1216)規定（dìng）：最高工作溫度 125℃接觸件一般使用銅合金，沒有（yǒu）規定材料（liào）類別。連接器現行標準僅規定了接觸件（jiàn）的工作直徑、鍍金層厚度、分離力和保持（chí）力等（děng）主要技術（shù）參數，並未規（guī）定銅合金材料牌號、規格和狀態。我（wǒ）國連（lián）接器行（háng）業（yè）沒有經（jīng）曆正向設（shè）計階段，都是仿製產品，接觸件銅（tóng）材牌號、規格、狀態等源於國外標準。為防止剛性插針插（chā）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。為保證彈性插孔插合時（shí）接觸可靠，防止塑性變形和應力鬆弛，插（chā）孔（kǒng）常選用具有較高彈性極限與疲勞極限和適當彈性模量的錫青銅（tóng）（QSn4-3、QSn6.5-0.1等）、鈹青銅（C17200、QBe2等）或鎳矽青銅（tóng）（C70250等）製作。接觸件銅材還要求其加工成型性良（liáng）好、內部彈性均勻、耐蝕性好、導電、導熱率高和可焊性好等

故障電弧導致的新能（néng）源汽車火災比例高達（dá） 60%，對新能源汽車安全帶來（lái）巨大威脅。隨著新能源汽車（chē）產業的快速發展，其火災危險性也逐漸顯現。據（jù）統計，由於電氣係統故障產生故障電弧導致的新（xīn）能源汽車火（huǒ）災比例高達 60%。新能源汽車電（diàn）力係統中電氣設備的增加（jiā）和自動化程度的提高，導致車載線路的複雜化和電壓等級的提高；另外，充電插拔和（hé）車輛顛簸都會增加電弧（hú）產生的幾率。故障（zhàng）電弧對（duì）新能源汽車電氣係統帶來巨大威脅。

銅材（cái）品質是影響接觸（chù）件性能的根本因素。銅材是製作連接器導電核心零件——接觸件的基礎材料，其品（pǐn）質是直接影（yǐng）響連接器接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（pǐn）質是最根本的，也是（shì）最基礎的。在不同環境下使用的連接器接觸件插（chā）合後，接（jiē）觸電阻由收（shōu）縮電阻、膜（mó）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都有影（yǐng）響。收（shōu）縮（suō）電阻除正（zhèng）壓力還取決於設計結構（尺寸精度）外，正壓力、表麵物理特征（細晶（jīng）結（jié）構）和表麵粗糙度都（dōu）與銅材品（pǐn）質（zhì）有關；膜層電阻取決於銅材的耐腐蝕性和防護鍍層質量（liàng）；導體電（diàn）阻取決於材料類別，如標準規定 1mm 的鍍金接觸件接觸電阻；銅（tóng）合金 5mΩ、鐵合金 15mΩ。