“安全第一，树牢安全发展理念”—— 从系统安全角度看新能源汽车线束材料的选择

截止2024年6月底，根据中国汽车工业协会发布的统计数据，2024年上半年新能源汽车的产销量已经达到492.9万辆和494.4万辆，市场占有率达到35.2%。可以预期2024年全年新能源汽车的产销量将突破1000万台。

新能源汽车的核心是以清洁的电能代替传统内燃机释放的化学能驱动车辆运动，其中承载并输送电能的高低压线束犹如人体的主动脉，对于新能源汽车行驶的安全性、可靠性、与能效水平具有决定性作用。

自从汽车诞生以来，车用线束的材料一直是铜。根据国际铜业协会的数据，每辆新能源汽车的低压线束需要使用23公斤的铜，而高压线束需要使用近4公斤的铜。按照每吨铜6.5万元的价格计算，平均每辆新能源汽车的高低压线束中铜原料的成本接近1800元人民币。在成本压力下，有部分企业在高压线束中采用铝材料替代铜，在实现轻量化的同时也显著降低了成本。但是这样的材料替代由于存在着不小的安全风险，并没有成为大部分车企的选择。

首先，铝的电导率只有铜的 60%，为了通过同样大小的电流，铝导线需要增加横截面积才能达到与铜导线相同的效果。因此即使铝导线可以减轻 45%的重量并节约一半左右的成本，但横截面积更大的铝导线会带来一系列的电线铺设问题。如果使用更粗的线束，就需要占用更大空间、并造成转弯半径增大等问题，这就会导致线束的铺设与安装存在更多的潜在安全风险。

同时，铝的抗拉强调与膨胀系数都不如铜，铺设与安装更粗的铝线束时发生损伤的风险也会变大；而且铝导线表面极易与空气发生化学反应，形成氧化铝薄膜，导致线束与接插件连接处发生电化学反应形成电阻。对此，需要采用特殊工艺与设计来防止接触部位形成电阻，避免接触不充分可能引起故障电弧的发生；而在新能源汽车火灾中，60%与故障电弧有关，因此需要采用高品质的接插件材料，并保证接插件与线束连接的充分连接，避免充电插拔和车辆颠簸时发生故障电弧，才能有效降低新能源汽车火灾的发生。显然采用铜导线直接与铜材料的接插件连接是更稳妥与安全的方案。

除了电气性能之外，导线材料的延展性、耐折弯等机械性能也与新能源汽车额安全性密切相关。随着车辆智能化趋势的发展，越来越多的新能源汽车采用更多的线控技术以实现更高程度的智能驾驶控制，例如已经在中高端新能源汽车中广泛使用的线控底盘、线控刹车、线控转向等。这些智能化驾驶相关的子系统都需要采用承载数字信号的控制线束来替代传统的液控或线控部件，进而实现更快速精准的刹车、转向等车辆操纵。由于系统变得更复杂，车载线束也就更容易受到碰撞、摩擦、各种溶剂等外部环境的侵蚀而导致出现短路等故障，所以线束在机械性能方面的安全性与耐久性就成为必需要满足的重要性能之一。与其他材料相比较，铜线束不论是延展性和耐折弯的机械性能、还是抗腐蚀的化学性能方面，都具有显著的优势，可以有效提升新能源汽车电气与控制系统在复杂应用环境下的安全性。

铜材料作为一种已经被人类使用数千年的可靠金属材料，在汽车工业中已经安全稳定的使用上百年。在安全要求更高、安全涉及面更广、同时需要兼顾能效与可靠性的新能源汽车用线束领域，依靠其优秀的导电与导热性能、良好的延伸性与耐久性、稳定的化学性能与抗腐蚀性能、并与接插件材料的良好接触性能等方面的优势，将继续成为新能源汽车高低压线束的主流选择。