​銅在新能源汽車電（diàn）連接有多麽重要？

1 純電動汽車（chē）單車低壓線束用銅量比燃油汽車（chē）多 5 公斤（jīn）

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、信息娛樂係統等，要求（qiú）排布更多更複雜的低壓線束係統。每（měi）輛燃油汽車的低壓線（xiàn）束係統用銅量為 18kg，占燃油汽車用（yòng）銅的大部分。隨著電動汽車網聯化、智能化（huà）程度加深，每輛電（diàn）動汽車（包（bāo）括純電動車（chē）、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（xì）統多采用無氧銅絲作為導體，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，導體多采用（yòng）無氧銅絲，銅含量（liàng）在99.99%以上，不易受氧脆（cuì）化；連（lián）接器主要采用T2、C10500 紫銅合金帶材。

2 電動汽車（chē）高壓係統（tǒng）采（cǎi）用銅導線為（wéi）主

在傳統（tǒng）低壓線束以外，新能源汽車以高壓電池包為動力來（lái）源，新增高壓線束為傳輸載（zǎi）體（tǐ）。汽車線束是控製汽車電氣和電子元（yuán）件功能（néng）的主要載體，是汽車的血管和（hé）神經，為各電子元件提供動力（lì）、傳遞和反饋信號。根據汽車線束耐電壓高低可（kě）以分為低壓線纜和高壓（yā）線纜，傳統燃油車主要應用低壓線纜，而電動車線（xiàn）束新增了高壓線纜，其承載電壓（yā）約為 600V。新能源汽車尤（yóu）其是純電動（dòng）汽車，動力（lì）來源靠高壓電池包提（tí）供，傳輸載體為高壓線束，連接充（chōng）電口座、高壓電池包、逆變器（qì）、電機，車載充電機等大功率設備。高壓線束（shù）主要包括：高壓連接器、高壓（yā）線纜，接地端子和紮帶（dài）、外包材料、膠帶、熱縮套管、膠套、安裝支架等輔材。

預（yù）計未來電動汽車高壓係統仍將采用銅導線為主。在（zài）汽車“輕（qīng）量化”的趨勢下（xià），汽車的部分零部件散熱器，逐漸被鋁材所（suǒ）代替，既輕便又經濟。汽車線束的發展（zhǎn）趨勢（shì）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）用有利於線（xiàn）束輕量化（huà），近十年來（lái）鋁導線在傳統汽車上已經得（dé）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（de）案例。核心問題在於電氣（qì）性能，鋁的（de）電導率隻（zhī）有銅（tóng）的 60%，鋁導線需要增加橫截麵積才能通過同樣大小的（de）持續電流，可參考 USCAR 推薦的銅、鋁導線等量替換對照表。盡管鋁導線可以減輕（qīng） 45%的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鋪設問（wèn）題，比如占用更大（dà）空間、因線束（shù）變粗（cū）造成轉彎半徑增大。此外，鋁的抗（kàng）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，起一定的絕緣作用，影響接觸部位的電阻。預計未來電動汽車高壓係統仍將采用銅導線為（wéi）主。

電動汽車高壓線束包括連接器、線纜等，導電性能（néng）要求高。高（gāo）壓線（xiàn）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（liào）、膠帶、熱縮套管（guǎn）、膠套、安裝支架（jià）等輔材。在高（gāo）壓（yā）線束係統中，線纜的重量占比一般為 75%左右，成本占比 35%左右；連接器的重量占比一般為 15%左右（yòu），成本（běn）占比 55%左右。電動（dòng）汽車將（jiāng）以電能運用為主，在電能（néng）的加載、控製和應用上離不開（kāi）導電性能優越的材料（liào）。線束導（dǎo）體材（cái）料一（yī）般為退火純銅，根據汽（qì）車不同位置使用要求，也會采用一些銅合金。

3 銅合（hé）金材料提（tí）升高（gāo）壓線束的性（xìng）能

電動（dòng）汽車高壓線纜要求能夠承受高電壓、大電流。新能（néng）源汽車采用的是大功率的電動機，其（qí）輸電線束必須是能夠承載（zǎi）高壓大電流的線束。高壓電纜由導體、絕緣、護套、屏蔽（bì）、鋁（lǚ）箔、包帶、填充物等組成（chéng），行業標準參照《QC-T1037 道路（lù）車輛用高（gāo）壓電纜汽車行業標準》、《新能源（yuán）汽車用高壓電纜 TCAS 356-2019》。電動汽車高壓線纜的特點是（shì）：（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（é）定電壓 1000VAC/1500VDC；（2）大電流，常（cháng）用在250A，部分大功率電機（jī）可用到 400A。

連（lián）接器的接觸件是完成（chéng）電連接（jiē）功能的核心部件，占線束（shù）重量的 15%左右。連接器位於（yú）電纜兩端，連接導線與適當的配對元件，起著電氣連接（jiē）和信號傳（chuán）遞（dì）作用。連接器通常由接觸件（端子和插針）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件（jiàn），是汽車線束端子壓接和保證線束正常工（gōng）作的關（guān）鍵。因此，對接觸件用銅合金材料的力學/導電（diàn）/尤（yóu）其抗應力鬆弛和（hé）折彎成型性能（néng）有很高的要求，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（jiē）觸件總規範》(GJB1216)規定：最高工作溫度 125℃接觸件一般使用銅合金，沒有規（guī）定材（cái）料類別。連（lián）接器現行（háng）標準僅規定了接觸（chù）件的工作直徑、鍍金層厚度、分離力和保持力等主（zhǔ）要技（jì）術參數，並未規定銅合金材料牌號、規格和狀態（tài）。我國連接器（qì）行業沒（méi）有經曆正向設計階段，都是仿製產品，接觸（chù）件銅材牌號、規格、狀（zhuàng）態等源於國外標準。為（wéi）防止剛性插針插拔時（shí）彎曲損傷，插（chā）針常選用具有較（jiào）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，插孔常（cháng）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（QSn4-3、QSn6.5-0.1等（děng））、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性良好、內部彈（dàn）性均勻、耐蝕性好、導電、導熱（rè）率高和可焊性好等

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

銅材品質是影響接觸件性能的根本因素。銅材是製作連（lián）接器導電核心（xīn）零件——接觸件（jiàn）的基礎材料（liào），其品質是直接影響連接器（qì）接觸件電接觸可靠（kào）性的關鍵因素。在所有影響因素中，接觸件銅材品質是最（zuì）根本的，也是最基（jī）礎的。在不同環境下使（shǐ）用的（de）連接器接觸件插合後，接（jiē）觸電阻由（yóu）收縮電阻（zǔ）、膜層電阻和導體電阻三部分組成，銅材品（pǐn）質（zhì）對組成接觸（chù）電阻的這三部分電阻都有影響。收縮電阻除正壓力還取決於設計結構（尺寸精度）外，正壓（yā）力、表麵物理特征（zhēng）（細晶結構）和表（biǎo）麵粗糙度都與銅材品質有關；膜層電阻取（qǔ）決於銅材的耐腐蝕性和（hé）防護鍍（dù）層質量；導體電阻取決於材料類別，如標（biāo）準規（guī）定 1mm 的鍍（dù）金接觸（chù）件（jiàn）接觸電阻；銅合金 5mΩ、鐵（tiě）合金 15mΩ。