​銅在新能源汽（qì）車電連（lián）接有多麽重要？

1 純電（diàn）動汽車單車低壓線束（shù）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係統用銅量分（fèn）別為 18kg 和 23kg。隨著汽（qì）車駕駛智（zhì）能性、舒適性的逐日提升，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（tǒng）。每輛（liàng）燃油汽車（chē）的（de）低壓線（xiàn）束係統用（yòng）銅量為 18kg，占燃油汽車用銅的大部（bù）分。隨著電動汽車網聯化（huà）、智能化程度加深，每輛電動汽車（包括純電動車（chē）、混動車、插電式混動車）的低壓線束（shù）係統用銅（tóng）量分（fèn）別達 23kg。汽車（chē）的低壓線束係統（tǒng）多采（cǎi）用無氧銅絲（sī）作（zuò）為導體，紫（zǐ）銅合金帶材作連接器。低壓線束中的（de）低壓導線為銅（tóng）質（zhì）多絲軟（ruǎn）線，導體多采用無氧銅絲，銅含量在99.99%以上，不易受氧脆化；連接（jiē）器主要采用T2、C10500 紫銅合金帶材。

2 電動汽車（chē）高（gāo）壓（yā）係統采用銅導線為主

在傳統（tǒng）低壓線束以外，新（xīn）能源汽車以高壓電池包為動力來源，新增高壓線（xiàn）束為（wéi）傳輸載體。汽車線束是控製汽車電氣和（hé）電（diàn）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（xìn）號。根據汽車線束耐電壓高低可以分為（wéi）低壓線纜（lǎn）和高壓線纜，傳統燃油（yóu）車主要應用低壓線纜，而電動車線束新增了高壓線纜，其承載電壓約（yuē）為 600V。新能源汽（qì）車尤其是純電動汽車（chē），動力（lì）來源靠高壓電池包（bāo）提供，傳輸載體為（wéi）高壓線束，連接充電口座、高壓電池（chí）包、逆變器、電機，車載充電（diàn）機等大功率設備。高壓線束主要包括：高壓連接器、高（gāo）壓線纜，接地端子和紮（zhā）帶、外包材料（liào）、膠帶、熱縮套管、膠套、安裝支（zhī）架等輔材。

預（yù）計未來電動汽車高（gāo）壓係統仍將采用銅導線為主。在汽車“輕（qīng）量化”的趨勢下，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）車線束的發展趨勢（shì）主要向輕量化、高壓承載能力和（hé）大容量、高效率發展。鋁導線的應用有利於線束輕量化，近十年來鋁導線在傳統汽車上已經得到廣泛應用，但目前仍鮮有將鋁導線成功應用在電動汽車高（gāo）壓係統的案例。核心問題在於電氣性能（néng），鋁的電導率隻（zhī）有銅（tóng）的（de） 60%，鋁（lǚ）導線需要（yào）增加橫截麵積才能通過同樣大（dà）小的持續電流，可參考（kǎo） USCAR 推薦的銅、鋁導線等（děng）量替換對照（zhào）表。盡管（guǎn）鋁導線可以減輕 45%的重量並節約（yuē）一半左右的成本，但鋁導線會帶來一係列的電線（xiàn）鋪設問題，比如占用更大空間、因線束變（biàn）粗造成轉彎半徑增（zēng）大。此外，鋁的抗拉強（qiáng）度（dù）、膨脹係數都不如銅，而且鋁導線表麵極易形成氧化鋁薄膜，起一定的絕緣作用，影響接觸部位的電阻。預計（jì）未來電動汽車高壓係統仍將采（cǎi）用銅導線為主（zhǔ）。

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（xiàn）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（liào）、膠帶、熱縮套管、膠套、安裝支架等輔材（cái）。在高壓線束係統（tǒng）中，線纜的重量占比一般為（wéi） 75%左右，成本占（zhàn）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（chē）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（yī）般為退（tuì）火純銅，根據汽車不同位置使（shǐ）用要求，也會采用一些銅合金。

3 銅（tóng）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、大電流。新能（néng）源汽車采用的是大功率的電動機（jī），其輸電線束必（bì）須是能夠承載高壓大電流的線束。高壓電纜由（yóu）導體、絕緣、護套、屏蔽、鋁箔、包帶、填充物（wù）等（děng）組成，行業標準參照《QC-T1037 道路車輛用高（gāo）壓電纜汽車行業標準》、《新能源（yuán）汽車用高壓電纜 TCAS 356-2019》。電動（dòng）汽車高壓線纜的特點是：（1）高（gāo）電壓，乘（chéng）用車（chē）一般使用額定電壓 600VAC/900VDC、商（shāng）用車一般使用額定電壓 1000VAC/1500VDC；（2）大電流，常用在250A，部分大（dà）功率電機可用到 400A。

連接（jiē）器的接觸件是完成（chéng）電連接功能（néng）的核心部件，占線束重量的 15%左右。連接器位於電纜兩端，連接（jiē）導線與適當的配對元件（jiàn），起著電氣連接和信號傳遞作用。連接器通常（cháng）由接觸（chù）件（端子和插針）和外覆的塑料構成。汽車線束的接觸件是（shì）汽車連接器完成電連接功能的核心部件（jiàn），是汽車線束端子壓接和（hé）保證線束正常工（gōng）作的關鍵。因此，對（duì）接觸件用銅合金材料的力學/導電/尤其抗應力鬆（sōng）弛和折（shé）彎成型（xíng）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（yào）求耐高溫、加工（gōng）成型性良好、內部彈性均勻、耐蝕性好、導電、導熱（rè）率高和可焊性好。《電連接器接觸件總規範》(GJB1216)規定（dìng）：最高工作溫度 125℃接觸件（jiàn）一般（bān）使（shǐ）用（yòng）銅合金，沒有規定材料類別。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（zhǔ）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，都是仿製產品，接觸件銅（tóng）材牌號、規格、狀態等源於國外標準。為防（fáng）止剛性插針插拔時彎曲損傷（shāng），插針常選用具（jù）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（yīng）力鬆弛，插孔常選用具有（yǒu）較高彈（dàn）性極限與疲勞極（jí）限和（hé）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（guī）青銅（C70250等）製（zhì）作。接觸件銅材還要求其加工成型性良好（hǎo）、內部彈（dàn）性均勻、耐蝕性好、導電、導熱率（lǜ）高和（hé）可（kě）焊性好等

故（gù）障電（diàn）弧導致（zhì）的新能源汽車火災比例（lì）高達 60%，對新能源汽（qì）車安全帶來巨大威脅。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。據統計，由於電氣係統故（gù）障產生故障（zhàng）電弧導致的新（xīn）能源汽車火災比例（lì）高達 60%。新能源汽車電力係統（tǒng）中電（diàn）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（diàn）壓等級的（de）提高；另外，充電插拔和車輛顛簸（bò）都會增加電弧產生的幾率。故障電弧對新能源汽（qì）車電（diàn）氣（qì）係統帶來巨大威脅。

銅（tóng）材品質是影響接觸件性能（néng）的根本因素。銅材是製作連接器導電核心零件——接觸件的（de）基礎材料，其品質是直接影響（xiǎng）連接器接觸件電接觸可靠性（xìng）的關鍵因素。在所有影響因素中，接觸（chù）件銅材品質是最根本的，也是最基礎的。在不同環境下（xià）使用的連接器接（jiē）觸件插合後，接觸電阻由收縮電阻、膜層電阻（zǔ）和導（dǎo）體電阻（zǔ）三部分組成，銅材品質對組成接（jiē）觸電阻的這三部分電阻都有影（yǐng）響。收縮電阻除正壓力還取決於設（shè）計結構（尺寸精度）外，正壓力、表麵物理特征（細晶結構）和（hé）表麵粗糙度都與銅（tóng）材品質有關；膜層電阻取（qǔ）決於銅材的耐腐（fǔ）蝕性（xìng）和防護（hù）鍍層質量（liàng）；導體（tǐ）電（diàn）阻取決於材料類別，如標準規定 1mm 的鍍金接觸件接（jiē）觸電阻；銅合金 5mΩ、鐵合金 15mΩ。