​銅在新能源汽車（chē）電連接（jiē）有（yǒu）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 5 公斤

每輛燃油汽車和電動汽車的低壓線束（shù）係統用銅量分別為 18kg 和（hé） 23kg。隨著（zhe）汽車駕駛智能（néng）性、舒適性的逐日提升，汽車提供越來越多的電（diàn）子功（gōng）能，如 ADAS、信息娛（yú）樂係統等，要（yào）求（qiú）排布更多更複雜的低壓線束（shù）係統。每（měi）輛燃（rán）油汽車的低（dī）壓線束係統用銅量為 18kg，占燃油汽車用銅（tóng）的大部分。隨著電動汽（qì）車網聯化、智能化程度加（jiā）深，每輛電動汽車（包括（kuò）純電動車、混動車、插電式混動車）的低壓（yā）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（yā）線束中（zhōng）的低壓導線為銅質多（duō）絲軟（ruǎn）線，導體多采用無氧銅絲，銅（tóng）含（hán）量在99.99%以（yǐ）上，不易受氧脆化；連接器主要采用T2、C10500 紫銅（tóng）合金帶材。

2 電動汽車高壓係統采用銅導線（xiàn）為主

在傳統低壓線束以外，新能源（yuán）汽車以（yǐ）高壓電池包為（wéi）動力來源，新增高壓線束為傳輸載體（tǐ）。汽車線束（shù）是控（kòng）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（gè）電子元件提供動（dòng）力、傳遞和反（fǎn）饋信號。根據汽車線（xiàn）束耐（nài）電壓高低可以分為低壓線（xiàn）纜和高壓（yā）線纜，傳統燃油車主要應（yīng）用低壓線纜，而電動車線束新增了高壓（yā）線纜，其承載電壓約為 600V。新能源汽車尤其是（shì）純電動汽車，動力來源靠高壓電池包提供，傳輸載體為（wéi）高壓（yā）線束，連接充電口座、高壓（yā）電池包、逆變器、電機（jī），車載充電機等大功率（lǜ）設備。高壓線束（shù）主（zhǔ）要包括：高壓（yā）連接器、高壓線（xiàn）纜，接地端子和紮帶、外包材料、膠帶、熱（rè）縮套管、膠套、安裝（zhuāng）支架等輔材。

預計未來電動汽車高壓係（xì）統仍將采用銅導線為主。在汽車“輕量化”的趨勢下（xià），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（jì）。汽車線束的發展趨勢主要向輕（qīng）量化、高壓承載能力和（hé）大容量（liàng）、高效率（lǜ）發展。鋁（lǚ）導線的應（yīng）用有利於線束（shù）輕量化，近十年來鋁導線在傳統汽車上已經得到廣（guǎng）泛應用，但目前仍鮮有將鋁導線成功應（yīng）用在電動汽車高壓係統的案例。核心問題在於電氣性能，鋁的電導率隻有銅的 60%，鋁導線需要增加橫截麵積才能通過同樣大（dà）小的持續電流，可（kě）參（cān）考 USCAR 推薦的銅、鋁導線等量替換對照表。盡管鋁導線可以（yǐ）減輕 45%的重量並（bìng）節約一半左右的成本，但鋁導線會帶來一係列的電線鋪（pù）設（shè）問題，比如（rú）占用更大空間、因線束變粗造成轉彎半徑增（zēng）大。此外（wài），鋁的抗拉強度、膨脹係數都不如銅（tóng），而且鋁導線表麵極易形成氧（yǎng）化（huà）鋁薄膜，起一定（dìng）的絕緣作用，影（yǐng）響接（jiē）觸部位的電阻。預計未（wèi）來電動汽車高壓係（xì）統仍將采用銅導線為主。

電動汽車高壓線束包括連接器、線（xiàn）纜等，導電性能要求高。高壓線束（shù）主要包括：高壓（yā）連接器、高壓（yā）線纜，接地端子和紮帶、外（wài）包材料、膠帶、熱（rè）縮（suō）套管、膠套、安裝支架等輔材。在高壓線束係統中，線纜的重（chóng）量占比一（yī）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，成本占比 55%左右。電動汽車將以電（diàn）能運用為主，在電能的加載、控製和應用上離（lí）不開導（dǎo）電（diàn）性能優越的材（cái）料。線束導體材料一般為退火純銅，根據汽車不同位置使（shǐ）用要求，也（yě）會采用一些銅合金。

3 銅合金材料提升高壓線束的性能

電動（dòng）汽車高壓線纜要求能夠承受高電壓、大電流。新能源汽車采用的是大功（gōng）率的電動機，其輸電線束必須是能夠承載高壓大（dà）電（diàn）流（liú）的線（xiàn）束。高壓電纜由導體、絕緣（yuán）、護套、屏（píng）蔽、鋁箔、包帶、填充物等組成，行業（yè）標準參照《QC-T1037 道（dào）路車輛用高壓電（diàn）纜（lǎn）汽車（chē）行業標準》、《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（chē）一般使用額定（dìng）電壓 600VAC/900VDC、商（shāng）用車一般使用額定電（diàn）壓（yā） 1000VAC/1500VDC；（2）大電流，常用在（zài）250A，部分大功率電機可用到 400A。

連接器的接（jiē）觸件是完成電連接功能的核心部件，占線束重量的 15%左右（yòu）。連接器位於電纜兩端，連接導線與適當的配對元件，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（chā）針（zhēn））和外（wài）覆的塑料構（gòu）成（chéng）。汽車線束的接觸（chù）件是汽車連接器完成電（diàn）連接功能的核心（xīn）部件，是（shì）汽（qì）車線束端子壓接和保證線束正常（cháng）工作的（de）關鍵。因此，對（duì）接觸件（jiàn）用銅合金材料的力學/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。

接觸件銅材要求耐高溫、加工成型性（xìng）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（zuò）溫度 125℃接觸件一般使用銅合金，沒有規（guī）定（dìng）材料類（lèi）別。連接器現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（jì）術參數，並未規定銅合金材料牌號、規格和（hé）狀態。我國連接器行業沒有經曆正向設計階（jiē）段，都是仿製產品，接觸件銅材（cái）牌號、規格、狀態等源（yuán）於國外標準。為防止剛性（xìng）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（dàn）性插孔插合時接觸可靠，防止塑性變形和應力鬆弛，插孔常選用具有（yǒu）較高彈性極限與疲勞（láo）極限和適當彈性模量的錫青銅（QSn4-3、QSn6.5-0.1等）、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（chéng）型性良好、內（nèi）部彈性均勻、耐蝕性（xìng）好、導電、導熱率（lǜ）高和可焊性好等

故障電弧導致的新能源汽車火災（zāi）比例高達 60%，對新能（néng）源汽車安全帶來巨大威脅（xié）。隨（suí）著新能源汽車產業（yè）的快速發展（zhǎn），其火災危險性也逐漸顯現。據統計（jì），由於電氣係統故障產生（shēng）故障電弧導致的新能源汽車火災（zāi）比例高達 60%。新能源汽車（chē）電力係（xì）統中電氣設（shè）備的增加和自動化程度的提高，導致（zhì）車載線路的複雜化（huà）和電（diàn）壓等級（jí）的（de）提高（gāo）；另外，充電插拔和車輛顛簸都會增加電弧產生（shēng）的幾率。故障電弧對新能源汽（qì）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。銅材是製作連接器導電核（hé）心零件——接觸件的基礎材（cái）料，其品質是直（zhí）接影響連接器接（jiē）觸件電接觸可靠性的關鍵因素。在（zài）所有影響因素中，接觸件銅材品質是最根本的，也是（shì）最（zuì）基礎的。在不同環境下使用的連接器接觸件插合後，接觸（chù）電阻由收縮電阻、膜（mó）層電阻（zǔ）和導體電阻三部分組成，銅材品質對組成接觸電阻（zǔ）的這三部分電（diàn）阻都有影響。收縮電（diàn）阻除正壓力（lì）還（hái）取決於設計結（jié）構（尺寸精度）外，正壓力、表麵物理特征（細晶結構（gòu））和表麵粗糙度都與銅材品質有關（guān）；膜層電阻取決於（yú）銅材的耐腐蝕性和防護鍍（dù）層質量；導體電阻取決（jué）於（yú）材料類別，如標（biāo）準（zhǔn）規定（dìng） 1mm 的鍍金接觸件接觸電阻；銅合金 5mΩ、鐵合金 15mΩ。