​銅在新能（néng）源汽車電（diàn）連接有多麽（me）重要？

1 純電動汽車單車低壓（yā）線束用銅量比燃油汽車多 5 公斤

每輛燃油（yóu）汽車和電（diàn）動汽車（chē）的低壓線束係統用銅量分別（bié）為 18kg 和 23kg。隨著汽車駕駛智能性、舒適性的逐日（rì）提升，汽車（chē）提供越來越多的電子功能（néng），如（rú） ADAS、信息娛（yú）樂係統（tǒng）等，要求排布更多更複雜的低壓線束係統。每輛燃油汽車（chē）的低壓線束係統用銅量為 18kg，占燃油（yóu）汽車用銅的大部分。隨著電動汽車網聯化、智能化程度加深，每輛電動汽車（包括純（chún）電動車、混動車、插電式混（hún）動車）的低壓線束係統用銅量分別（bié）達 23kg。汽車（chē）的低壓線束係（xì）統多采用無氧銅絲作為導（dǎo）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（cǎi）用無氧銅絲，銅含量在99.99%以上，不（bú）易受氧脆化；連接器主要采用T2、C10500 紫銅合金（jīn）帶材。

2 電動汽車高壓係統采用（yòng）銅導線為主

在傳（chuán）統低壓線束以外，新能源（yuán）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（kòng）製汽車（chē）電氣和電子元件功能的主（zhǔ）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（qì）車線束（shù）耐電壓高低可以分為（wéi）低壓線（xiàn）纜和高壓線纜，傳統燃油車主要應用低壓線纜，而電動車（chē）線束新增了高壓線（xiàn）纜，其承載電壓約為 600V。新能源汽車尤（yóu）其是純電動汽車，動（dòng）力（lì）來（lái）源靠高壓電池包提（tí）供，傳輸載體為高壓（yā）線束，連接充電口座（zuò）、高壓電池包、逆變器、電機，車載充電機（jī）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（guǎn）、膠套、安裝支架等輔材（cái）。

預計未來電動汽車高壓係統（tǒng）仍將（jiāng）采用銅導線為主。在汽車“輕量化”的趨勢（shì）下，汽車的部分零部件散熱器，逐漸被鋁材所代替，既輕便又經濟。汽（qì）車（chē）線束的發展趨勢主要向輕量化、高壓承載能力和大（dà）容量、高效率發展。鋁導線的應用（yòng）有利於線束輕量化，近十年來鋁導線在（zài）傳統汽車上（shàng）已經得到廣泛（fàn）應（yīng）用，但目前仍鮮有將鋁導（dǎo）線成功應用在電動（dòng）汽車高壓係統的案例。核心問題在於電（diàn）氣性能，鋁的電導率隻有銅的 60%，鋁導線需要（yào）增加橫（héng）截麵積才能通過同樣（yàng）大小的持續電流，可參（cān）考 USCAR 推薦的銅、鋁導線（xiàn）等（děng）量替換對照表。盡管鋁導線可以減輕 45%的（de）重量並節約一半左右的成（chéng）本，但鋁導線會帶來一係列的電線鋪設問題，比如占用更大空間、因線束變（biàn）粗造成轉彎半徑（jìng）增大。此外，鋁的抗拉強度、膨脹（zhàng）係數都不如銅，而且鋁導線（xiàn）表麵（miàn）極易（yì）形成氧化鋁（lǚ）薄膜，起一定的絕緣作用，影響接觸（chù）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主。

電動汽車高（gāo）壓（yā）線束包括（kuò）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（xiàn）纜，接地端子和（hé）紮帶、外包材料、膠帶、熱（rè）縮套管、膠套（tào）、安裝支架等（děng）輔材。在高壓線束係統中，線纜的重量占比一般（bān）為 75%左（zuǒ）右，成本（běn）占（zhàn）比 35%左右；連接器的重量占（zhàn）比一般為 15%左右，成本占比 55%左右。電動汽車將以電能運用為主，在電（diàn）能的加載、控製（zhì）和應用上離不開導電性能優越的材料。線束（shù）導體材料一般（bān）為退火純銅，根據汽車不同位置（zhì）使用要求，也會采用一些銅合金。

3 銅合金材料提升（shēng）高壓線束的（de）性能

電動汽車高壓線纜要求能夠承受高（gāo）電壓、大電（diàn）流。新能源（yuán）汽車采用的是大功率的電動（dòng）機，其輸電線（xiàn）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、屏蔽、鋁（lǚ）箔、包帶、填充物等組成（chéng），行業標準參照《QC-T1037 道路車（chē）輛用高（gāo）壓電纜汽車行（háng）業（yè）標準》、《新能源汽車用（yòng）高壓電纜（lǎn） TCAS 356-2019》。電動（dòng）汽車高壓線纜的（de）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電壓 1000VAC/1500VDC；（2）大電流，常用在250A，部分大功率電機可用到 400A。

連接器的接觸件是完成電連接功能的核心部件，占（zhàn）線束重量的 15%左右。連接器位於電纜兩端，連接導線（xiàn）與適（shì）當的配對元件，起（qǐ）著電氣連接和信號（hào）傳遞作用。連接器通常由接觸件（端（duān）子和插針）和外覆的塑料構成。汽車（chē）線束的接觸件是汽車連接器完成電連接功（gōng）能的核心部件，是汽車線束端子壓接（jiē）和保證線束正常工作的關鍵（jiàn）。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（wān）成型性能有很高（gāo）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。《電連接器接觸件總規範》(GJB1216)規定：最高工作溫度（dù） 125℃接觸件一般使用銅（tóng）合金，沒有規定材料類（lèi）別。連接器現行標準僅規定了接觸件的工（gōng）作直徑（jìng）、鍍金層厚度、分離力和保持力等主要技術參數，並未規定（dìng）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，接觸件銅材牌號、規格、狀態等源於國外標準。為防止剛性插（chā）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（zuò）。為保證彈性插孔插合時接觸可靠（kào），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（láo）極限和適當彈性模量（liàng）的錫青銅（tóng）（QSn4-3、QSn6.5-0.1等）、鈹青銅（C17200、QBe2等）或鎳矽青（qīng）銅（C70250等（děng））製作。接觸件銅材還要求其加工成型性良好、內部彈性（xìng）均勻、耐（nài）蝕（shí）性好、導電、導熱率高和可焊性好等

故障電弧導致（zhì）的新能源汽車火災比例高達 60%，對新能源汽車安全帶來巨大威脅（xié）。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（tǒng）計，由於電氣係統故障（zhàng）產（chǎn）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（qì）車電力係統中（zhōng）電氣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（diàn）氣（qì）係統（tǒng）帶來巨大威脅。

銅材品質是影響接觸件性能的根本因素。銅材是製作連接器導電（diàn）核心零件——接觸件的基礎材料（liào），其品質是直接影響連接器接（jiē）觸件（jiàn）電接觸可靠性的（de）關鍵因素。在所有影響因素中，接觸件銅材品（pǐn）質（zhì）是最根本（běn）的，也（yě）是最基礎的。在（zài）不同環境下使用的連接器接觸件插合後，接觸電阻由（yóu）收縮電阻、膜層電阻和導體電阻三部分組（zǔ）成，銅材品質（zhì）對組（zǔ）成（chéng）接觸電阻的這三部分電阻都有影響。收縮電（diàn）阻除正壓力（lì）還取決於設計結構（尺寸精度）外，正壓力、表麵物理特征（zhēng）（細晶結構）和表麵粗糙度都（dōu）與銅（tóng）材品質有關；膜層電阻取決於銅（tóng）材的耐腐蝕性和防護鍍層質（zhì）量；導（dǎo）體電阻取（qǔ）決於材料類別，如標準規定 1mm 的鍍（dù）金接觸件接觸電阻（zǔ）；銅合金 5mΩ、鐵合金 15mΩ。