砥柱中流---銅材料助力新能源汽車安全與可靠性技術進步

導讀：新能源汽車安全性的每一次提升，背后是法規、技術與材料的協同進步

隨著十四五期間中國新能源汽車產業的迅猛發展，安全性已成為消費者購車的首要考量因素。在這五年中，通過法規標準的不斷完善、技術創新的持續突破，以及企業安全意識的顯著提升，中國新能源汽車在電池、電機和線束三大核心系統的安全與可靠性方面取得了長足進步。

在這一進程中，銅材料憑借其優異的導電性、散熱性、耐腐蝕性和良好的延展性與柔韌性，為降低熱失控、電弧、腐蝕和機械疲勞等風險提供了材料層面的解決方案。

電池安全技術進步顯著

電池作為新能源汽車的核心部件，其安全技術在十四五期間取得了顯著突破。

中國車企在電池技術路線之爭中走出了“安全與成本平衡”的特色路徑。比亞迪2020年推出的刀片電池通過結構創新，將磷酸鐵鋰電池熱失控概率降低90%，2025年裝車率已超60%。

寧德時代的麒麟電池采用第三代CTP技術，以創新設計的水冷系統實現4C超充穩定運行，15分鐘即可補充80%電量。

一汽研發總院發明了材料復配及界面重構電芯本征安全技術和全維結構防護與熱擴散抑制技術，實現動力電池全域安全跨尺度協同設計，行業內首次完成水中-陸地雙托底試驗。

銅材料在提升電池安全性方面發揮了重要作用。在各類鋰離子電池中，銅箔作為負極集流體，起著收集和傳導電子的關鍵作用。研究表明，采用優質銅箔作為集流體的電池，其內阻相比其他材料可降低約10%-15%，顯著減少了因電阻發熱導致的熱失控風險。

電機電控系統可靠性提升

驅動電機作為電動汽車的核心動力部件，其可靠性直接關系到車輛的安全性能。

銅線是制造電機繞組的理想材料。驅動電機在運行過程中，繞組需要承載大電流，銅的高導電性確保了電流的高效傳輸，提高了電機的效率。同時，銅導線良好的導熱性有助于將電機運行過程中產生的熱量快速散發出去，避免電機過熱。

根據企業的實測數據，采用高純度的銅轉子電機，驅動電機的效率可以提高約8%；同時在連續高速行駛等極端工況下，電機溫度可降低近10℃。

電控系統如同電動汽車的“大腦”，負責控制和管理車輛的各種電氣設備。銅在電控系統中主要用于印刷電路板（PCB）的線路和連接部件。銅的高導電性使得信號傳輸更加快速和準確，確保電控系統對車輛各部件的精確控制。

此外，銅的耐腐蝕性能保證了在復雜的電氣環境下，相關零部件的穩定性和可靠性。

線束與充電系統安全性增強

電動汽車的線束和充電電纜負責整車的信號傳遞和電力傳輸，被稱為車輛的“神經網絡”。

銅的柔韌性使其易于加工成各種形狀和規格的導線，以滿足不同的布線需求。此外，銅的高導電性和良好的耐腐蝕性確保了電力在傳輸過程中的穩定性和可靠性。

在充電過程中，快速充電對電纜的載流能力提出了更高要求。某品牌的直流快充電纜，采用了高純度的銅導體，能夠承受高達500A的電流，大大縮短了充電時間。由于銅的低電阻特性，減少了充電過程中的發熱現象，提高了充電安全性。

新興材料技術也在不斷提升銅的性能。例如通過將石墨烯與銅結合，形成具有金屬共價鍵的新材料。這種材料具備更低的電阻溫度系數，有助于提高車用驅動電機的性能、減少耗電、增加續航里程數。 還具有低漏電特性，可減少信號損失率、增加信號傳輸的可靠度，適用于傳輸線、充-電槍與充電樁線。

技術進步與材料科學的共同演進仍在繼續。隨著全固態電池的中試量產、電池溯源體系的全國上線，以及銅材料在導電、散熱方面的持續創新，新能源汽車的安全與可靠性將邁上新的臺階。

未來，隨著全球化平臺與本土化場景的深度融合，中國新能源汽車產業的安全進步經驗，將為全球汽車產業的電動化轉型提供重要參考。