​銅在新能（néng）源汽車電連接有多麽重要？

1 純電動汽車單（dān）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（yā）線（xiàn）束係統用銅量分別為（wéi） 18kg 和（hé） 23kg。隨著汽車駕駛智能性、舒（shū）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，要求排布更多更複雜的低壓線束係統。每輛燃油汽車的低壓（yā）線束（shù）係統用銅量為 18kg，占燃油汽車（chē）用銅的大部分。隨著電動汽車（chē）網聯化、智（zhì）能化程（chéng）度加深，每（měi）輛電動汽車（包括純電動（dòng）車、混動車、插電式（shì）混動（dòng）車）的低壓（yā）線束係統用銅量分別達 23kg。汽車的（de）低壓線束係（xì）統多采用無氧銅絲作為導體，紫銅合金帶材（cái）作連接器。低壓線束中的低壓導線為銅質（zhì）多絲軟線，導體多采用無（wú）氧銅絲，銅含量在99.99%以上，不易受氧脆化；連接器主要采用T2、C10500 紫銅合金帶材。

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（yǐ）高壓電池包為動（dòng）力來（lái）源，新增（zēng）高（gāo）壓線束為傳輸載體。汽車（chē）線束是控製汽車電氣和電子元件功能的主要載體（tǐ），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。根據汽車線束耐（nài）電壓高低可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（lǎn），而電動車線束新增了高壓線纜，其承載電壓約為 600V。新（xīn）能源（yuán）汽車尤其是（shì）純電動汽車，動力來（lái）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、逆變器、電機，車載充電（diàn）機（jī）等大功率設備。高（gāo）壓線束主要包括：高壓連接器、高壓線纜，接地端子（zǐ）和紮帶、外包材料、膠帶、熱縮套管、膠套（tào）、安裝支架等輔材。

預計未（wèi）來電動汽車（chē）高壓（yā）係統仍將采用銅導線為主。在（zài）汽（qì）車（chē）“輕量化”的趨勢下（xià），汽（qì）車（chē）的部分零部件散熱器（qì），逐漸被鋁材所代替，既（jì）輕便又（yòu）經濟。汽車線束的發展趨勢主要向輕量化（huà）、高壓（yā）承載能力和大容量、高效率發展。鋁導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（jiāng）鋁導線成功應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（diàn）導率隻（zhī）有銅的 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，可參考（kǎo） USCAR 推薦的銅、鋁導線等量替換對照表。盡管鋁導（dǎo）線可（kě）以減輕 45%的重量並（bìng）節約一半左右（yòu）的成本，但鋁導線會帶來一係列的電線鋪（pù）設問題，比如（rú）占用更大空間（jiān）、因線束變粗造成轉彎半徑增大。此外，鋁的抗拉強（qiáng）度、膨脹係數都不如（rú）銅，而且鋁導（dǎo）線表麵（miàn）極易形成氧化鋁薄膜，起一定（dìng）的絕緣作用，影（yǐng）響接觸（chù）部位的電阻（zǔ）。預計（jì）未來電動（dòng）汽車（chē）高壓係（xì）統（tǒng）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，導電性能要求高。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（tào）、安裝支架等輔材。在（zài）高（gāo）壓線（xiàn）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（bān）為 15%左右，成本占比 55%左右。電動汽車將以電（diàn）能（néng）運用為主，在電能的（de）加載、控製和應用上離不開導電性能優越的（de）材料。線束導體材料一般為退火純銅，根據汽車不同（tóng）位置使用要（yào）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

電動汽車高壓線纜要求能夠承受高電壓、大電（diàn）流。新能源汽車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、屏蔽（bì）、鋁箔、包帶、填充物等組成，行業標準參（cān）照《QC-T1037 道路車輛用高壓電纜汽車行業標準》、《新能源汽（qì）車用高壓電（diàn）纜 TCAS 356-2019》。電動汽（qì）車（chē）高壓（yā）線纜（lǎn）的特點是：（1）高電壓，乘用車一般使用額定電壓 600VAC/900VDC、商用車一般使用額定電壓 1000VAC/1500VDC；（2）大電流（liú），常用在250A，部分大功率電機可用到 400A。

連接器（qì）的接觸（chù）件是完（wán）成（chéng）電連（lián）接功能的核心部件，占線束重量的 15%左右。連接器（qì）位於電纜兩端，連接導線與適當的配對元件，起著（zhe）電（diàn）氣連接和信（xìn）號傳（chuán）遞作用（yòng）。連接器通常由接觸件（端子和插針）和（hé）外覆（fù）的塑（sù）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，是汽車線束端子壓接（jiē）和保證線束正常工作的關鍵。因此，對接觸件用銅合金材料的力學/導電/尤其抗應力（lì）鬆弛和折彎成（chéng）型性能有（yǒu）很高的要求，其重量（liàng）一般占線束的 15%左右。

接（jiē）觸件銅（tóng）材要求耐高溫、加工成型性良好（hǎo）、內部彈（dàn）性均勻、耐蝕性好、導電、導熱率高（gāo）和（hé）可焊性好。《電連接器接觸件總規範（fàn）》(GJB1216)規定：最高工作溫度 125℃接觸件一般（bān）使用銅合金，沒有（yǒu）規定材料類別（bié）。連接器現行標準（zhǔn）僅規定了接觸件的工作直徑、鍍金層厚度、分離力和（hé）保（bǎo）持（chí）力等主要技術參數，並未規（guī）定銅合金材料牌（pái）號、規（guī）格和狀態。我國連接器行（háng）業沒有經曆正向設計階（jiē）段，都是（shì）仿製產（chǎn）品，接觸件銅（tóng）材（cái）牌號、規格、狀態等源於國外標準。為防止剛性插（chā）針插拔時（shí）彎曲損傷（shāng），插針常選用具有較高機械強度的黃銅（H62、HPb59-1 等（děng））製作。為保證彈（dàn）性插孔插合時接觸（chù）可靠，防止塑性變形（xíng）和應（yīng）力鬆弛，插孔常選（xuǎn）用具有較高彈性極（jí）限與疲勞（láo）極限和適當彈（dàn）性模量（liàng）的錫青銅（QSn4-3、QSn6.5-0.1等）、鈹青銅（C17200、QBe2等）或鎳矽青銅（tóng）（C70250等）製作。接觸件銅材還要求其加工成型性良好、內部彈性均勻、耐蝕性好、導電、導（dǎo）熱率高和可焊性好等

故障電（diàn）弧導（dǎo）致的新能源汽（qì）車火災比例高（gāo）達 60%，對新能源汽車安（ān）全帶來巨大威脅。隨著新能源汽車產業的快速發展，其火（huǒ）災危險性也逐漸顯現。據統計，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比（bǐ）例高達（dá） 60%。新能源汽車電（diàn）力係統中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（huà）和電壓等級的提高；另外，充電插拔和車輛（liàng）顛簸都會增（zēng）加電弧產生的幾率。故障電弧對（duì）新能源汽車電氣係（xì）統帶來巨大威脅。

銅材品質是影響接（jiē）觸件（jiàn）性能（néng）的根本因素。銅材是製作連接器導電核心零件——接觸件（jiàn）的基礎材料，其品質是直接影響連接（jiē）器接觸（chù）件電接觸可（kě）靠性的關鍵因素。在所有影響因素中，接（jiē）觸件銅材品質是最根本的，也是最基礎的。在不（bú）同環境下使用的連接器接觸件插合後，接觸電阻由收縮電阻、膜層電阻和導體電阻三部（bù）分組成，銅（tóng）材品質對組成接觸電阻的這三部分電阻都有影響。收縮電阻除正壓力還取（qǔ）決於設計（jì）結構（尺寸（cùn）精度）外，正壓（yā）力、表麵物（wù）理特征（細晶結構）和表（biǎo）麵粗糙度都與銅材品質有關；膜層電阻取決於銅材的耐腐蝕性和防護鍍層質量；導體電阻取決於材料類別，如標準（zhǔn）規定 1mm 的鍍金接觸件接觸電阻；銅合金 5mΩ、鐵合金 15mΩ。