​銅在新（xīn）能源汽車電連（lián）接有多麽重要？

1 純電動汽車單車低壓線束用銅量比燃油汽車多（duō） 5 公斤（jīn）

每輛燃油汽車（chē）和電動汽車的（de）低壓線束係統用（yòng）銅（tóng）量分別為（wéi） 18kg 和 23kg。隨著汽車駕（jià）駛智（zhì）能（néng）性、舒（shū）適性（xìng）的逐日（rì）提升，汽（qì）車提供越來越多的（de）電（diàn）子功（gōng）能，如 ADAS、信息娛樂係統等，要求排布（bù）更多更複雜的低壓線束係統（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（dà）部分。隨著（zhe）電（diàn）動汽車網（wǎng）聯化、智能化程度（dù）加深，每輛電動汽（qì）車（包括純電動車、混動車、插電式（shì）混動車）的低壓（yā）線束（shù）係統用銅量分別達 23kg。汽車的低壓線束（shù）係統多采用無氧銅絲作（zuò）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，不易受氧脆化；連（lián）接（jiē）器主要采用T2、C10500 紫銅（tóng）合金帶材。

2 電動汽車高壓係統采用銅導線為主

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源，新增高壓線（xiàn）束為傳輸載體。汽車線束是控製汽車（chē）電氣和電子元件功（gōng）能的（de）主要載體，是汽車的血管和神經（jīng），為各電子元件提供動力、傳遞和反饋信號。根據汽車線（xiàn）束耐電壓高低（dī）可以分為低壓線纜和高壓線纜（lǎn），傳統燃油車主（zhǔ）要應用低壓線纜，而電動車線束新增了高壓（yā）線纜，其承載（zǎi）電壓約為 600V。新能源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、高壓電池包（bāo）、逆變器、電機，車（chē）載充電機等大功率（lǜ）設備。高（gāo）壓線束主要包括：高壓連接器、高壓線纜，接地端子和紮（zhā）帶、外包（bāo）材料、膠帶、熱縮套管、膠套、安裝支架（jià）等（děng）輔材。

預計未來電動汽車高（gāo）壓係統仍將采用銅導線為主。在汽（qì）車“輕量化”的趨勢下，汽車的（de）部分零部件散熱器（qì），逐漸被鋁材所代（dài）替，既輕便又經濟。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）線的應用有利於線束輕量化，近十年來鋁（lǚ）導線在傳統汽車上已（yǐ）經得到廣泛應用，但目前仍鮮有將鋁導線成功應用在（zài）電動汽車高壓係（xì）統的案（àn）例。核心問（wèn）題在於電氣性能，鋁的電導率隻（zhī）有銅（tóng）的（de） 60%，鋁導線需要增加橫截麵積才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（huàn）對照表。盡管鋁導線可（kě）以減輕 45%的重量（liàng）並節約一半左右的（de）成本，但鋁導線會（huì）帶來一係列的電線（xiàn）鋪設問題，比如占用（yòng）更大空間、因線束變粗造成轉彎半徑增大。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（jí）易形成氧化鋁薄（báo）膜（mó），起一（yī）定的絕緣作用，影（yǐng）響接觸部位的電阻。預計（jì）未來電動汽車高壓係統仍將采用銅導線（xiàn）為主。

電動汽車（chē）高壓線束包括連接器、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）地端子和紮帶、外包材料（liào）、膠帶、熱縮套管、膠套（tào）、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，成本占（zhàn）比 35%左右；連接器的重（chóng）量占比一般為 15%左右，成本占比（bǐ） 55%左右。電動（dòng）汽車將以電能運用為主，在電能的加載、控製和應用上離（lí）不開導電性能優越的材料。線束導體材料一般為退火純銅，根據汽車不同位置使用要求，也會采用一些銅合金（jīn）。

3 銅合金（jīn）材料提升高壓線束的性能

電動汽車高壓（yā）線纜要求（qiú）能夠承（chéng）受高電壓、大電流。新能源汽車（chē）采（cǎi）用的是大功率的電（diàn）動機，其輸電線束必須是能夠（gòu）承載高壓大電流的線束（shù）。高（gāo）壓電（diàn）纜由導（dǎo）體、絕緣、護套、屏蔽、鋁箔、包帶（dài）、填（tián）充物等組成，行（háng）業標準參照《QC-T1037 道路車（chē）輛用高壓電纜汽車行業標準》、《新能源汽車用高壓電纜 TCAS 356-2019》。電動汽車（chē）高壓線纜的特（tè）點是：（1）高電壓，乘用（yòng）車一般使用額定電壓（yā） 600VAC/900VDC、商用車一般使用額定電（diàn）壓 1000VAC/1500VDC；（2）大電流，常用在（zài）250A，部分大（dà）功率電機可用到 400A。

連接器的接觸件是（shì）完成（chéng）電連接功能的核心部件，占線（xiàn）束（shù）重量的 15%左右。連接（jiē）器位於電纜兩端，連接導線（xiàn）與適當的配（pèi）對（duì）元件，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）和（hé）外（wài）覆的塑（sù）料（liào）構成。汽車線束的（de）接觸件是汽車連接器（qì）完成電連接（jiē）功能的核心部（bù）件，是汽車線束端（duān）子壓接和保（bǎo）證線束正常工作的關鍵。因此，對接觸（chù）件用銅合金材料的（de）力學/導電/尤其抗應力鬆弛和折彎成型性能有很高的要求，其重量一般占線束的 15%左右。

接觸（chù）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（dǎo）熱率高和可焊（hàn）性好。《電連接器接觸件總規範》(GJB1216)規定：最（zuì）高工作（zuò）溫度 125℃接觸件一般使用銅合（hé）金，沒（méi）有規定材料類別。連接器現（xiàn）行標準僅規定了接觸件的工作直徑、鍍金層厚度、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（tài）。我國連（lián）接器行業（yè）沒有經曆正向設計階段，都是仿（fǎng）製產品，接觸件銅材（cái）牌號、規格、狀態等源於國外標準。為防止剛性插針插拔時彎曲損傷，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接觸可靠，防止塑性變形（xíng）和應力鬆弛，插孔常選用（yòng）具有較高彈性極限與疲勞極限和適當彈性模量的錫（xī）青（qīng）銅（QSn4-3、QSn6.5-0.1等（děng））、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（qí）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等

故障電弧導（dǎo）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（jù）大威脅。隨著新能源汽車產業（yè）的快速發展，其火災危險性也逐（zhú）漸顯（xiǎn）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（chē）電力係統中（zhōng）電氣設（shè）備的增（zēng）加和自動化程度的提高，導致車載線路（lù）的複雜化和電壓（yā）等級的提高；另外，充電插（chā）拔和（hé）車輛顛簸都（dōu）會增加電弧產生的幾率。故障電（diàn）弧對新能源汽車電氣係統帶來（lái）巨大威脅。

銅（tóng）材品質是影響（xiǎng）接觸件性能的根本因素。銅材是製作連（lián）接器導電核心零件——接觸件的基礎材料，其品質是直接（jiē）影響連接器接觸件電接觸（chù）可靠性的關鍵因素。在所有影響因素（sù）中，接觸件銅材品質是最根本的，也（yě）是最基礎的。在不同環境下（xià）使用的連接器接觸件插合後，接觸電阻（zǔ）由收縮電阻、膜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（zhè）三部分電阻都有影響。收縮電阻（zǔ）除正壓力（lì）還取（qǔ）決於設計結構（尺寸精度）外（wài），正（zhèng）壓力、表麵物理特征（細晶結構）和表麵粗糙度都與銅材品質有關；膜層電阻（zǔ）取決於銅材（cái）的耐（nài）腐蝕性和防護鍍層質量；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；銅合金 5mΩ、鐵合金 15mΩ。