“安全第一，樹牢安全發展理念” --- 從系統安全角度看新能源汽車線束材料的選擇

截止2024年6月底，根據中國汽車工業協會發布的統計數據，2024年上半年新能源汽車的產銷量已經達到492.9萬輛和494.4萬輛，市場占有率達到35.2%?？梢灶A期2024年全年新能源汽車的產銷量將突破1000萬臺。

新能源汽車的核心是以清潔的電能代替傳統內燃機釋放的化學能驅動車輛運動，其中承載并輸送電能的高低壓線束猶如人體的主動脈，對于新能源汽車行駛的安全性、可靠性、與能效水平具有決定性作用。

自從汽車誕生以來，車用線束的材料一直是銅。根據國際銅業協會的數據，每輛新能源汽車的低壓線束需要使用23公斤的銅，而高壓線束需要使用近4公斤的銅。按照每噸銅6.5萬元的價格計算，平均每輛新能源汽車的高低壓線束中銅原料的成本接近1800元人民幣。在成本壓力下，有部分企業在高壓線束中采用鋁材料替代銅，在實現輕量化的同時也顯著降低了成本。但是這樣的材料替代由于存在著不小的安全風險，并沒有成為大部分車企的選擇。

首先，鋁的電導率只有銅的 60%，為了通過同樣大小的電流，鋁導線需要增加橫截面積才能達到與銅導線相同的效果。因此即使鋁導線可以減輕 45%的重量并節約一半左右的成本，但橫截面積更大的鋁導線會帶來一系列的電線鋪設問題。如果使用更粗的線束，就需要占用更大空間、并造成轉彎半徑增大等問題，這就會導致線束的鋪設與安裝存在更多的潛在安全風險。

同時，鋁的抗拉強調與膨脹系數都不如銅，鋪設與安裝更粗的鋁線束時發生損傷的風險也會變大;而且鋁導線表面極易與空氣發生化學反應，形成氧化鋁薄膜，導致線束與接插件連接處發生電化學反應形成電阻。對此，需要采用特殊工藝與設計來防止接觸部位形成電阻，避免接觸不充分可能引起故障電弧的發生;而在新能源汽車火災中，60%與故障電弧有關，因此需要采用高品質的接插件材料，并保證接插件與線束連接的充分連接，避免充電插拔和車輛顛簸時發生故障電弧，才能有效降低新能源汽車火災的發生。顯然采用銅導線直接與銅材料的接插件連接是更穩妥與安全的方案。

除了電氣性能之外，導線材料的延展性、耐折彎等機械性能也與新能源汽車額安全性密切相關。隨著車輛智能化趨勢的發展，越來越多的新能源汽車采用更多的線控技術以實現更高程度的智能駕駛控制，例如已經在中高端新能源汽車中廣泛使用的線控底盤、線控剎車、線控轉向等。這些智能化駕駛相關的子系統都需要采用承載數字信號的控制線束來替代傳統的液控或線控部件，進而實現更快速精準的剎車、轉向等車輛操縱。由于系統變得更復雜，車載線束也就更容易受到碰撞、摩擦、各種溶劑等外部環境的侵蝕而導致出現短路等故障，所以線束在機械性能方面的安全性與耐久性就成為必需要滿足的重要性能之一。與其他材料相比較，銅線束不論是延展性和耐折彎的機械性能、還是抗腐蝕的化學性能方面，都具有顯著的優勢，可以有效提升新能源汽車電氣與控制系統在復雜應用環境下的安全性。

銅材料作為一種已經被人類使用數千年的可靠金屬材料，在汽車工業中已經安全穩定的使用上百年。在安全要求更高、安全涉及面更廣、同時需要兼顧能效與可靠性的新能源汽車用線束領域，依靠其優秀的導電與導熱性能、良好的延伸性與耐久性、穩定的化學性能與抗腐蝕性能、并與接插件材料的良好接觸性能等方面的優勢，將繼續成為新能源汽車高低壓線束的主流選擇。

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