​銅在新能（néng）源汽車電連接有多麽（me）重要？

1 純電動汽車單車低壓線束用銅量比燃油（yóu）汽車多 5 公斤

每輛燃油汽車和電動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（zhì）能性、舒適性的逐日提升，汽車提供（gòng）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（gèng）複雜的低壓線束係統。每輛燃油汽車的低壓線束係（xì）統用銅量為 18kg，占燃油汽車用（yòng）銅的大部分。隨著電動汽車網聯化、智（zhì）能化程度加深，每輛電動汽車（chē）（包括純電動（dòng）車、混動車、插（chā）電式混動車（chē））的低壓線束係統用銅量分（fèn）別達 23kg。汽車的低壓線束係統多采用無氧（yǎng）銅絲作為導體，紫銅合金帶材作連接器。低壓線束中的低壓導線為銅質多絲軟線（xiàn），導體（tǐ）多采（cǎi）用（yòng）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（xì）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力來源（yuán），新增高壓線束為傳輸載體。汽車線束是控製汽車電氣和電子（zǐ）元件功能的主要載（zǎi）體，是汽車的血管和神經，為各電子元件（jiàn）提供（gòng）動力、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（xiàn）纜和高壓線纜，傳統燃（rán）油車主要應用低壓線纜，而電動車線束新增（zēng）了高壓線纜（lǎn），其承載電（diàn）壓（yā）約（yuē）為 600V。新能源汽車尤其是純電動汽車，動力來源（yuán）靠高壓電池包提供，傳輸載體為高壓線束（shù），連接（jiē）充電口座、高壓電池包、逆變器、電機，車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，接地端子和紮帶（dài）、外包材料、膠帶、熱縮套（tào）管、膠套、安（ān）裝支架等輔材。

預計未（wèi）來電動（dòng）汽車高壓係統（tǒng）仍將采用銅導線為主。在（zài）汽車“輕量化”的趨勢下，汽車的部分零部（bù）件散熱器，逐漸被鋁材所代替，既輕便又經濟。汽車線（xiàn）束的發展趨勢主要向輕量化、高壓承載能力和大容量、高效率發展。鋁導線的應用有（yǒu）利於線束輕（qīng）量化，近十年（nián）來鋁導線在傳統汽車上已經（jīng）得到廣泛應用，但目前仍鮮有將（jiāng）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（xìng）能，鋁（lǚ）的電導率隻有（yǒu）銅的 60%，鋁導線需（xū）要增加橫（héng）截麵積才能通過同樣大小的持（chí）續電流，可參考 USCAR 推薦的（de）銅、鋁導（dǎo）線等量替換對照表。盡管鋁導線可以減輕 45%的重量並節約一半左右（yòu）的成本，但鋁（lǚ）導線（xiàn）會（huì）帶來一係列的電線鋪設問題，比如占用更大空間、因線（xiàn）束變粗造成轉彎半徑（jìng）增大（dà）。此外，鋁的抗（kàng）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（yòng），影響接觸部（bù）位的（de）電（diàn）阻。預計未來電動汽（qì）車高壓係統仍將采用銅導線為主。

電動汽車高壓線（xiàn）束包括連接器、線纜等，導電性能要求高。高壓線束主要包括：高壓連接器、高壓線纜，接（jiē）地端子（zǐ）和紮帶、外包（bāo）材料（liào）、膠帶（dài）、熱（rè）縮套管、膠套、安裝支架等輔材。在高壓線束係統中，線纜的重量占比一般為 75%左右，成本（běn）占比 35%左右；連（lián）接器的重量占比一般為 15%左右（yòu），成本占比 55%左右。電動汽車將以電能運用為主，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，根據汽車不同位（wèi）置使用要求，也會采用一些銅（tóng）合金。

3 銅合金材料提升（shēng）高壓線束的性能

電（diàn）動汽車高壓線纜要求能夠承（chéng）受高（gāo）電壓、大電流。新能源汽車采用的是大功率的電動機，其（qí）輸電（diàn）線束必須是能夠承（chéng）載高壓大電流的線束。高壓電（diàn）纜由導體、絕緣、護套、屏蔽、鋁箔、包帶、填（tián）充物等組成，行業標（biāo）準參照《QC-T1037 道路車輛用高壓電（diàn）纜汽車（chē）行業標準》、《新能源汽車用高壓（yā）電纜 TCAS 356-2019》。電動汽車高壓（yā）線纜的特點是：（1）高電壓，乘用車一般使用額定電壓 600VAC/900VDC、商用車一（yī）般使用額定（dìng）電壓 1000VAC/1500VDC；（2）大電流，常用（yòng）在250A，部分大功率電機可用到 400A。

連接器的接觸件（jiàn）是完成電連接功能的核心部件，占線束重量的 15%左右。連接器位於電纜兩端，連接導線與（yǔ）適當的配（pèi）對元件（jiàn），起著電（diàn）氣連接和信號傳遞作用。連接器通常由接（jiē）觸件（端子（zǐ）和插針）和外覆的塑料（liào）構成。汽車線束的（de）接觸件是（shì）汽車（chē）連接器（qì）完成電連接功能的核心部件，是汽車線束（shù）端子壓接和保（bǎo）證線束正常工作的關鍵。因此（cǐ），對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能有很（hěn）高的要求，其重量一般占線束的 15%左右。

接觸件（jiàn）銅（tóng）材要求耐高溫（wēn）、加工成（chéng）型性良好、內部彈性均勻、耐蝕性好、導電、導熱率高和可焊性好。《電連接器接觸件總（zǒng）規範》(GJB1216)規定：最高工作溫度 125℃接觸件一般使用銅合（hé）金（jīn），沒有規定材料類別。連接器現行標準僅規定了接觸件的（de）工作直徑、鍍金層厚度、分離力和保持力（lì）等主要技術參數，並未規定銅合金材料牌號、規格和狀態。我國連接器行業沒有經曆（lì）正向（xiàng）設計階段，都是仿製產品，接觸件銅材（cái）牌（pái）號、規格、狀態等源於（yú）國（guó）外標準。為防（fáng）止剛性插針插拔（bá）時彎曲損傷，插針常選用具有較高機械強（qiáng）度的（de）黃（huáng）銅（H62、HPb59-1 等）製作。為保證彈性插（chā）孔插合（hé）時接觸可靠，防止塑性變形和應力鬆弛（chí），插孔常選用（yòng）具（jù）有較（jiào）高彈性極限與疲勞極限和適（shì）當彈性模量的錫青銅（QSn4-3、QSn6.5-0.1等）、鈹青（qīng）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性良好、內部彈性均勻、耐蝕（shí）性好、導電、導熱（rè）率高和可焊性好等

故障電弧導致的新能源汽車火（huǒ）災比例高達 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，其火災危險性也逐（zhú）漸顯現。據統計，由於電氣（qì）係統（tǒng）故障產生故（gù）障電弧導致的新能（néng）源汽車火災比例高達 60%。新能源汽車電力係統中電氣設備（bèi）的增加和自動化程度的提高，導致（zhì）車載線路的複雜化和電壓等級的提高；另外，充電插拔和車輛顛簸都會增（zēng）加電弧產（chǎn）生的幾率。故障電弧對新（xīn）能源汽車電氣係統帶來巨大威脅。

銅材品（pǐn）質是影（yǐng）響接觸件性能的（de）根本因素。銅材是製作連接器導電核心零件（jiàn）——接觸件的基礎材料，其品質是直接影（yǐng）響連接器接觸件電接觸可靠性的關鍵因素（sù）。在所有影（yǐng）響（xiǎng）因素中，接觸件銅材品質是最根本（běn）的，也是最基礎的。在（zài）不同環境下使用的連接（jiē）器接觸件（jiàn）插合後，接觸電阻由（yóu）收縮電阻、膜（mó）層電阻和導體電阻三部分組成，銅材品質對組（zǔ）成接觸（chù）電阻的這三部分電阻（zǔ）都（dōu）有影響。收縮電阻除正壓力還取決於設計結構（尺寸精度）外（wài），正壓力、表麵物理特征（細晶（jīng）結構）和表麵粗（cū）糙度都與銅材品質有關；膜層電阻取決（jué）於銅材（cái）的耐腐蝕（shí）性和防護（hù）鍍層質量；導體電阻取決（jué）於材（cái）料（liào）類別，如標準規定 1mm 的鍍金接觸件接觸電阻；銅合金 5mΩ、鐵合金 15mΩ。