​銅在新能源（yuán）汽（qì）車電連接有多麽重要？

1 純電動汽（qì）車單車低壓線束用銅量比燃油汽（qì）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（zhe）汽車駕駛智能性、舒適性的（de）逐日提升，汽（qì）車提供越（yuè）來越多的（de）電子（zǐ）功能，如 ADAS、信息娛樂（lè）係（xì）統等，要求排（pái）布更（gèng）多更複雜的低壓線束係統。每輛燃油汽車的低壓（yā）線束係統用（yòng）銅量為 18kg，占燃油汽（qì）車用（yòng）銅的大部分。隨著電動汽車網（wǎng）聯（lián）化、智（zhì）能化程度（dù）加深，每輛電動（dòng）汽車（包括純電動車、混動車、插電式混動車（chē））的低壓（yā）線束係統用銅（tóng）量分別達 23kg。汽車的低壓線（xiàn）束係統（tǒng）多（duō）采用無氧銅絲作為（wéi）導（dǎo）體，紫（zǐ）銅合金帶材作連（lián）接器。低壓線（xiàn）束中（zhōng）的低（dī）壓導線為銅質多絲軟線，導體多（duō）采（cǎi）用無氧銅絲，銅含量在99.99%以上，不易受氧脆化；連接器主要（yào）采用T2、C10500 紫銅合金帶材（cái）。

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（gāo）壓電池包為動力來源，新增高壓（yā）線束為傳輸（shū）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、傳遞和反饋信號。根據汽車（chē）線束耐電壓（yā）高低可以分為低壓線纜和高壓線纜（lǎn），傳（chuán）統燃油車主要應用低壓線纜，而電動車線束新增（zēng）了高（gāo）壓（yā）線纜，其（qí）承載電（diàn）壓約為 600V。新能源汽（qì）車尤其是純電動汽車，動力（lì）來源靠高（gāo）壓電池包提供，傳（chuán）輸載體為高壓線束（shù），連接（jiē）充（chōng）電口座（zuò）、高壓電池包、逆變器、電機，車載充電機等大（dà）功率設備。高壓線（xiàn）束主要包括：高壓連接器、高壓線（xiàn）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（dǎo）線為主。在汽車“輕量化”的趨勢（shì）下，汽車的部分零（líng）部件（jiàn）散熱器，逐漸被鋁材所代替，既輕便（biàn）又經濟。汽車線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（dǎo）線的應用有利於（yú）線束（shù）輕量化，近十年來鋁導（dǎo）線在（zài）傳（chuán）統汽車上已經得到廣泛應用，但目前仍鮮有將鋁導（dǎo）線成功應用在電動汽車高壓係統的案例（lì）。核心問題在於（yú）電（diàn）氣性能（néng），鋁的（de）電導（dǎo）率隻有銅的（de） 60%，鋁導線需要增加橫截麵（miàn）積才能通過同樣大小的持續電流，可參考 USCAR 推薦（jiàn）的（de）銅、鋁導線等量替換對照表。盡管鋁導（dǎo）線可以減輕 45%的重量並節約（yuē）一半左右的成本，但鋁導線會帶來（lái）一係列的電線鋪設問（wèn）題，比（bǐ）如占（zhàn）用更大空間、因線束變粗造成轉彎半徑增大。此（cǐ）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（huà）鋁薄（báo）膜，起一定的絕（jué）緣作用，影響接觸部（bù）位的電阻。預計（jì）未來電動汽車高壓係統仍將（jiāng）采用銅導線為主。

電動汽車高壓線束包括連接器、線（xiàn）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）地端子和紮帶、外包材料、膠帶、熱縮套（tào）管、膠套、安裝支架（jià）等（děng）輔（fǔ）材。在高壓線束係統中，線纜（lǎn）的重量占比一般（bān）為 75%左（zuǒ）右，成本占比 35%左右；連接器的重量占比一（yī）般為 15%左右，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、控製和應用上離不（bú）開（kāi）導（dǎo）電性能優越的材料。線束導體材料（liào）一般為退火純銅，根據汽車不同位置使用要求（qiú），也會采用一些銅合金。

3 銅合金材料提升高壓線束（shù）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（chē）采用的是大功率的電動機，其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、絕緣、護套（tào）、屏蔽、鋁箔、包帶、填（tián）充物等組成，行業標準參照《QC-T1037 道路車輛用高壓電（diàn）纜汽車行業標準》、《新（xīn）能源汽（qì）車用高壓電纜 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、商用車一般使用額（é）定電壓 1000VAC/1500VDC；（2）大電流，常用在250A，部分大功率（lǜ）電機可用到 400A。

連接器的接觸件是完成電（diàn）連接功能（néng）的核心部（bù）件（jiàn），占線束重量的 15%左（zuǒ）右（yòu）。連接器位於電纜兩端，連接導線與適當的配（pèi）對元（yuán）件，起著電氣連接和（hé）信號傳遞作用。連接（jiē）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（qì）車連接器完成（chéng）電連接功能的核心部件，是汽車線束端子壓接和保證線束正（zhèng）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（qí）抗應力鬆弛和折彎成型性能有（yǒu）很高的要求，其重量一般占線束的 15%左右。

接觸件銅材要求（qiú）耐高溫、加工成型性（xìng）良好、內部彈性（xìng）均勻、耐蝕性好、導電、導熱率高和可焊性好。《電（diàn）連接器接觸件總規範》(GJB1216)規定：最高工作溫度 125℃接觸件一般使用銅合金，沒有規定材料類別。連（lián）接器（qì）現行（háng）標準僅規定了接（jiē）觸件（jiàn）的工作直徑、鍍金（jīn）層厚度、分離力和保持力等主要技術參數，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正向設計階段（duàn），都是仿製產品（pǐn），接觸件銅材牌號、規格、狀（zhuàng）態等源於國外標準。為防止剛性插針插拔（bá）時彎曲損傷，插針常（cháng）選（xuǎn）用具有較高機（jī）械強度（dù）的（de）黃銅（H62、HPb59-1 等）製作。為保證（zhèng）彈性插孔插合時接觸可靠，防止塑性變形和應力鬆（sōng）弛，插孔（kǒng）常選用具有較高彈性（xìng）極限與疲勞極限和適當彈性模量（liàng）的錫青銅（QSn4-3、QSn6.5-0.1等）、鈹青銅（C17200、QBe2等）或（huò）鎳矽青銅（C70250等）製作。接觸件銅材（cái）還要求其加工（gōng）成型性良好、內部彈性均勻、耐蝕性好、導電、導熱率高和可（kě）焊性好等

故障電（diàn）弧（hú）導致的新能源汽車火災比例高（gāo）達 60%，對新能源汽車安全帶來巨大威脅。隨（suí）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導致的新能源汽車火災比例高達 60%。新能源汽車電（diàn）力（lì）係統中電氣（qì）設備的增加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（de）提高；另外，充電插拔和車輛（liàng）顛簸都（dōu）會增加電弧產生的（de）幾率。故障電弧對新能源汽車電氣係統帶來巨大威脅。

銅材品質是影響接觸件（jiàn）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（liào），其品質（zhì）是直接影響連接器接觸件電接觸可靠（kào）性的關鍵（jiàn）因素。在所有影響因素中（zhōng），接觸件銅（tóng）材品質是最根本的（de），也是最基礎的。在不同環境下使用的連接器接觸（chù）件插合後，接觸電阻由收縮電阻、膜層電阻和導體電阻（zǔ）三部分組成，銅材品質對組成接觸電阻的這三部分電（diàn）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、表麵物理特征（細晶結構）和表麵粗（cū）糙度都與銅材品（pǐn）質有關；膜層電阻取決於銅材的耐（nài）腐蝕性和防（fáng）護鍍層質量；導體電阻取決於材（cái）料類別，如標（biāo）準規定 1mm 的鍍金接（jiē）觸件接觸電阻；銅合金 5mΩ、鐵合金 15mΩ。