​銅在新能源汽車（chē）電連接有多麽重要？

1 純電動汽車單車低壓線束用（yòng）銅量比燃油（yóu）汽車多（duō） 5 公斤

每輛燃油汽（qì）車和電動汽車的低壓線束係統用銅量分別為（wéi） 18kg 和 23kg。隨著汽車駕駛智能性、舒適性的逐日提升，汽車提供越來越多的電子功能，如 ADAS、信息娛（yú）樂係統等，要求排布更多更（gèng）複雜的低壓線束（shù）係統。每輛燃油汽車的低壓線束（shù）係統（tǒng）用銅量為 18kg，占燃油汽（qì）車用銅的大部分。隨著電動汽車網聯化、智能化程度加深，每輛電動汽（qì）車（包括純電動（dòng）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（jiē）器。低壓線束中的低壓導線為銅質多（duō）絲軟線，導體多采用無氧銅絲，銅含（hán）量（liàng）在99.99%以上，不易受氧脆化；連接器主要采用（yòng）T2、C10500 紫銅合金（jīn）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（qì）車以高（gāo）壓電池包為動力來源，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，為各電子元件提供動力、傳遞和反饋信（xìn）號。根據汽車線束耐電壓高低可以分為（wéi）低壓線纜（lǎn）和（hé）高（gāo）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高壓線纜，其承載電壓約（yuē）為 600V。新（xīn）能源（yuán）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，連接充電口座、高壓電（diàn）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、外包材料、膠帶、熱縮套管、膠套、安裝支架（jià）等輔材。

預計（jì）未來電動汽車高壓係統仍將采用銅導線為主。在汽（qì）車“輕（qīng）量化”的趨勢下，汽車的部分零部件（jiàn）散熱器，逐漸被鋁（lǚ）材所代替，既輕便又經濟。汽車線束的發（fā）展趨勢主要向（xiàng）輕量化（huà）、高壓承載能力和大容量、高效率發展。鋁導線的應用有利於（yú）線束輕量化，近（jìn）十年來鋁導線在傳統汽車上已經得到廣泛應用，但目前仍鮮有將鋁導線（xiàn）成功應用在電動汽（qì）車高壓係統的案例。核心問題在於電（diàn）氣性能，鋁的電導率隻有銅的 60%，鋁導線（xiàn）需要增加橫截麵積才（cái）能通過同樣大小的持續電流，可（kě）參考 USCAR 推薦的銅、鋁導線等量替換對（duì）照表。盡管鋁導線可以減輕 45%的重量並節約一半左（zuǒ）右的成本，但鋁（lǚ）導線會帶來一係列的（de）電線鋪設（shè）問題，比如占用更大空間、因線束變（biàn）粗造成轉彎半徑增（zēng）大。此外，鋁的（de）抗拉強度、膨脹係數都不如銅，而且鋁導線表麵極易（yì）形成氧化鋁薄膜（mó），起一定的絕緣作用，影響接觸部位（wèi）的電阻。預計未來電（diàn）動汽車高壓係（xì）統仍將采用銅導線為主。

電動汽車高壓線束包括連接（jiē）器（qì）、線纜等，導電性（xìng）能要求（qiú）高。高（gāo）壓線束主要包括：高壓連接器、高壓線纜，接（jiē）地端（duān）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（shù）係統中，線纜的（de）重量占比一般為 75%左右，成本占比 35%左右；連接器的重（chóng）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用為主，在電能的加載、控製和應（yīng）用上離不開導電性能優越的材料。線束（shù）導體（tǐ）材料一般為退火（huǒ）純銅，根據汽車不同位置使用要求，也會采用一些銅（tóng）合（hé）金。

3 銅合金材料提升高壓線束的性能

電動汽車（chē）高壓線纜（lǎn）要求能夠承受高電壓、大電流。新能源汽（qì）車采（cǎi）用的是大功率的電動機，其輸電（diàn）線束必須是能夠承載高壓大電流的線束。高（gāo）壓電纜由導體、絕緣、護套、屏蔽（bì）、鋁箔、包帶（dài）、填充物等組成，行業標準參照（zhào）《QC-T1037 道路車（chē）輛用（yòng）高壓電（diàn）纜汽車行業標（biāo）準（zhǔn）》、《新能源汽車用高壓電纜 TCAS 356-2019》。電動汽車高壓線纜的特點是：（1）高電壓，乘用車一般使用額定電壓 600VAC/900VDC、商用車一般使用額定（dìng）電（diàn）壓 1000VAC/1500VDC；（2）大電流，常（cháng）用在250A，部分大功（gōng）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（zuǒ）右。連接器位於（yú）電纜（lǎn）兩端，連接導線與適當的配對元件（jiàn），起著電氣連接和信號傳遞作用。連接器通常由接觸件（端子和插針（zhēn））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（de）核心部件，是汽車線束端子壓接和保證線束正常（cháng）工作的關鍵。因此（cǐ），對接觸（chù）件用銅合金材料的力學（xué）/導電（diàn）/尤其抗應力鬆弛和折彎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（qiú）耐高溫、加工成型性良好、內部彈性（xìng）均勻、耐蝕性好、導電（diàn）、導（dǎo）熱率高和可焊（hàn）性好。《電連接器接（jiē）觸件總（zǒng）規範》(GJB1216)規定：最高工作溫度 125℃接觸件一般使用（yòng）銅合金，沒有規定材料類別。連接（jiē）器現行標準僅規定了接觸（chù）件的工作（zuò）直（zhí）徑（jìng）、鍍金層厚度、分離力和保持力等主要技術參數，並未規（guī）定銅合金材料牌號（hào）、規格和狀態。我國連接器行業沒有（yǒu）經曆正向設計階段，都是仿製產品，接觸件銅材牌號、規格、狀態等源於國外標準。為防止剛（gāng）性插（chā）針插拔時彎曲損傷，插針常選用（yòng）具有較高（gāo）機械強度的黃銅（H62、HPb59-1 等）製作。為保證彈性插孔插合時接觸可（kě）靠，防止塑性變形和應力鬆弛，插孔常選用具有較高彈性極限與疲勞極限和（hé）適當彈性模量的錫青銅（QSn4-3、QSn6.5-0.1等（děng））、鈹青銅（C17200、QBe2等）或鎳矽（guī）青銅（C70250等）製作。接觸件銅材還要求其加工成型（xíng）性良好、內部彈性均勻、耐蝕性好、導電、導熱率高和（hé）可焊性好等

故障電弧導（dǎo）致的新能源汽車（chē）火災比例高達 60%，對新能源汽（qì）車安全（quán）帶來巨大（dà）威脅。隨著新能源汽車產業的快速發（fā）展，其火災危險性也逐漸顯現。據統計，由於電氣係（xì）統故障產生故障電弧導致的新能源汽車火災比例高達（dá） 60%。新能源汽車電力（lì）係統（tǒng）中電氣設備的增加和自動（dòng）化程度的提高，導致車載線路的複雜化和電壓等（děng）級的提高；另外，充電插拔和車輛顛簸都會增加電弧產生的幾率。故障電弧對新能源汽車電氣係統帶來（lái）巨大威脅。

銅（tóng）材（cái）品質是（shì）影響接觸件（jiàn）性能的（de）根本因素。銅材是製（zhì）作連接器導電（diàn）核心零件——接觸件（jiàn）的基（jī）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（jiàn）因素。在所有影響（xiǎng）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觸件插合後，接觸電（diàn）阻由收縮電阻、膜層電阻和導體電阻三（sān）部分組成，銅材品質對組（zǔ）成接觸電阻的這三部分電阻都有影響。收縮電阻除正壓（yā）力還取決於設計結構（尺寸精度）外，正壓力、表麵物理（lǐ）特征（細晶結構（gòu））和表（biǎo）麵粗糙（cāo）度都與銅材品質有關；膜層電阻（zǔ）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 1mm 的鍍金接觸件接觸電阻；銅合金 5mΩ、鐵合（hé）金 15mΩ。