收藏！深度探讨新能源汽車三電中連接配接器材料的發展

收藏！深度探讨新能源汽車三電中連接配接器材料的發展###

新能源汽車“三電系統”，即：電驅、電池與電控系統，而這也是新能源車差別傳統燃油車的核心技術，是作為替代燃油車發動系統而誕生的動力系統。近兩年新能源車增勢迅猛，帶動了相關配套部件的銷量。本期，就新能源汽車三電中連接配接器材料的發展，博威合金也帶來了相應的材料解決方案。

Q：新能源汽車三電中應用的連接配接器正在往高壓、大電流、小型化方向發展，對其中所應用的銅材有何要求？

新能源汽車互連裝置的數量成倍增加，功率要求也在上升。然而，設計空間在很大程度上仍然有限。是以，高壓、大電流和小型化是目前階段主要的行業趨勢。小型化，需要銅材具備 更高的彈性模量和強度，來保障連接配接可靠性。 此外，連接配接器小型化，對零部件 加工成型條件更為嚴苛，在具備 高強度同時，需有更好成型性，比如：車削和折彎。而電壓和電流的增 大則需 要進一步 提高銅材導電率 ，以降低連接配接器使用過程中産生的溫升 。是以，同時兼顧強度、導電和加工性能的平衡型合金将是一大需求方向。

博威材料解決方案

博威合金推出的EValloy60銅鎳磷合金，具有>600MPa的強度、~60%IACS的導電率，以及~80%的切削加工效率，是平衡型合金的理想材料之一。

Q：新能源汽車三電正在往內建化、輕量化、子產品化的趨勢在發展，應用在連接配接器中的材料需要如何适應這一趨勢的發展？

新能源汽車三電系統的內建化和子產品化，使得原來雜亂無章的多種連接配接器通過平台的頂層設計而實作一體化的面闆內建，出現了較多的端口定制化的一體式的連接配接器。 內建化和一體化的設計使得大尺寸的銅排，包括定制形狀的異形銅排需求量不斷增大。

近年來，博威合金響應客戶 異形銅材的定制需求 ，通過 利用數字化研發平台，結合數字化模拟仿真技術，進行多層次仿真疊代優化，快速地設計工裝模具設計和生産工藝開發，極大 縮短了産品開發周期 ，滿足客戶定制需求，有力地 支撐連接配接器廠商的內建化、子產品化的設計要求。

Q：實際應用中，部分連接配接器會出現因接觸電阻過大發熱燒毀，或因人工接插不規範引起的連接配接器失效等問題，博威合金如何解決？

連接配接器材料的強度、彈性模量等決定了接觸正向力的大小。 正向力保障了連接配接的可靠性，同時也是影響接觸電阻的主要因素。 如果連接配接器材料的力學性能不足，或者設計的安全備援度過低，則會在使用過程中出現正向力降低導緻的接觸電阻過大，進而出現發熱燒毀等嚴重的失效問題。

此外，汽車用連接配接器的使用工況往往比較惡劣，比如：要适應寒冷天氣和炎熱的氣候，還有行駛過程中的高頻震動等。是以，材料的 熱應力松弛和疲勞性能是影響接觸正向力的重要因素 。在連接配接器的設計中，需綜合評估這些性能的影響，選擇具有更高性能餘量的合金材料。

EValloy46 博威開發的銅鎳矽合金，具有良好的導電性，優異的力學性能、耐應力松弛和耐疲勞性能，能夠給客戶提供更高的性能備援度設計，是一款優秀的新能源汽車連接配接器用銅合金材料。

Q：在800V平台架構下，對連接配接器及其中應用的材料有什麼新要求？

高壓系統電壓從400V轉變為800V的出發點，是傳統利用提高電壓的方式。如果維持電流不變，則能同時增加充放電功率，進而實作超級快充。 如果維持相同的充放電功率，則可利用更小的電流來傳輸，達到更低的線損，進而提高能量利用效率。

但帶來的問題，包括連接配接器在内的整套電氣部件，都需要更高的電氣絕緣強度來保證操作時的安全。同時，高壓帶來的連接配接部位的局部電弧放電問題，電壓、頻率提升導緻的其它敏感零部件EMC電磁幹擾問題等，都将推動連接配接器的可靠性、體積和電氣性能的要求增加， 連接配接器的設計和品質更新是必然的發展趨勢。

800V平台架構對于高壓直流繼電器/接觸器的影響最為顯著。高壓直流繼電器/接觸器起到高壓電路控制和安全保護作用。800V平台的電壓電流更高，通斷電弧更嚴重，對高壓直流繼電器/接觸器的耐壓等級、載流能力、滅弧、使用壽命等性能要求提高， 産品需要在觸點材料、滅弧技術等多個方面進行改進 。相關研究表明 碲銅合金 在高壓、大電流的通斷過程中，可以 顯著降低配對觸點材料産生電弧和粘連的機率 ，是一種理想的觸點材料。

博威合金生産的碲銅合金 EValloy91 ，可以提供棒、線、排，具有優異的導電性、車削性與冷镦變形性，以及優異的耐電弧燒蝕和粘連性，可有效 助力高壓直流繼電器/接觸器的品質和性能更新 。

電驅系統是800V平台架構面臨的另一個挑戰。電機電壓的升高會帶來電流的提升和溫度的提高，更高的散熱效率要求導緻800V電機普遍 采用油冷技術 。電機的冷卻油普遍存在對軸承的腐蝕問題。此外，電機轉速的提升進一步影響到軸承的磨損壽命。

高強耐磨耐蝕銅鎳錫合金 BearMet350 ，專為複雜惡劣的服役工況開發，其耐腐蝕性能可媲美鎳基合金，同時還具有極低的摩擦系數和超高的強度，能在極端的負載和腐蝕工況下， 提供足夠的強度、耐用性和穩定性 。是以，BearMet350是一款理想的800V電機用軸承材料。更多新能源汽車材料方案，