新能源汽車無疑是2023年增長最顯著的行業之一。據中國汽車工業協會發布數據顯示,2023年8月,新能源汽車表現依然良好,產銷分別完成84.3萬輛和84.6萬輛,環比分別增長4.7%和8.5%,同比分別增長22%和27%;1至8月,新能源汽車產銷分別完成543.4萬輛和537.4萬輛,同比分別增長36.9%和39.2%。

隨著新能源汽車的廣泛普及,對于其安全性、耐久性、經濟適用性等方面的要求也不斷提高。這些全新領域的挑戰不僅對于新能源汽車獨有的電池、電驅、電控系統提出更高要求,也對于已經在傳統汽車上長期使用的成熟零部件提出了新的要求。其中同時涉及傳統汽車和新能源汽車三電系統的車載線束就是其中的典型代表。

典型的汽車線束產品包括連接器、端子、導線、保險盒、扎帶、橡膠件、包覆材料、護線盒等組成。其中連接器、導線是主要部分,在物料成本中約占2/3。隨著汽車電氣化水平的不斷提升,在傳統內燃機汽車中的線束及連接器用量分別達到200多條和近400個、單車連接器及線束價值約為在3000-5000元人民幣。但隨著汽車電子化、智能化、網絡化、新能源化的進一步發展,主流新能源汽車的連接器和線束價值會提升到20000元人民幣,對于車用線束行業來說,孕育著巨大的增長機遇。

但新能源汽車特殊的使用需求和應用環境對于車用線束也提出了新的挑戰,需要線束與連接器企業進行具有針對性的技術研發與產品開發。

首先,傳統內燃機汽車整車采用12伏電氣系統,后期隨著整車電氣化設備的增加,并配合混動系統的使用,逐步過渡到48伏系統。而新能源汽車高壓系統一般采用400伏,并逐步向800伏系統過渡。隨著電壓的升高,新能源汽車線束需要工作在大電流、高電壓的環境下,極易發生線束發熱,因此線束設計需要考慮具有良好的導電性,可以承載大電流;同時為了能夠更好的散熱,需要具有良好的散熱性。因此高壓線束和配套的接插件是新能源汽車的高安全部件,需要同時具有高電壓、大電流、導線直徑大的特點,這使得新能源汽車中高壓線束的設計與空間布置面臨許多挑戰。

對于具有一定智能化程度的新能源汽車,需要更多采用線控技術以實現更高程度的智能駕駛控制。主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,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,因此線束的安全性、耐久性也是其需要滿足的重要性能之一,如機械防護性、電氣性能、防濕防潮等

由于以上兩方面的綜合作用,導致了線束相關的安全風險顯著增加。根據相關統計,故障電弧導致的新能源汽車火災比例高達 60%,對新能源汽車安全帶來潛在風險。充電插拔和車輛顛簸都會增加電弧產生的幾率。故障電弧對新能源汽車電氣系統帶來巨大威脅。為了降低電弧故障的風險,對于高壓線束配套使用的接觸件銅材要求耐高溫、加工成型性良好、內部彈性均勻、耐蝕性好、導電、導熱率高和可焊性好。如果采用非純銅材料,可能會增加相應的安全風險。

綜上所述,在新能源汽車中使用的車用線束和配套的連接器產品需要更加重視安全性與耐久性。其中對于線束導體材料采用導電性能優異,且具有良好散熱性能的銅材料有助于線束在高電壓大電流環境下的長期安全使用。而在線束導體與連接器的連接端口,采用高質量的純銅材料有助于降低故障電弧的產生,有效提升新能源汽車的安全性。