电动汽车铜导线断裂原因

陈 然, 杨丽卉, 张 月, 李建新, 黄文长

(东风汽车集团有限公司技术中心, 武汉 430000)

随着电动汽车的普及，其可靠性越来越受到人们的关注。汽车电气化程度越来越高，整车需要的线束种类和数量也越来越多。一辆普通轿车线束导线用量在1 000 m左右[1]，而电动汽车的导线用量远远超过1 000 m。汽车线束的增多对整车电器件的可靠性带来了挑战，同时汽车电气线路失效也是汽车自燃的主要原因之一[2]。因此,提高线束可靠性对电动汽车至关重要。

某电动汽车在出厂前的道路试验过程中出现控制按钮失灵故障,拆解相关部件发现,控制线束中的一根导线断裂,此时整车试验里程仅为5 200 km。导线材料为氧含量小于0.003%(质量分数)的无氧铜(TU1)[3],型号为TR-0.3,绝缘线皮材料为聚氯乙烯(PVC)。

为了避免该类事故再次发生，笔者对该电动汽车铜导线的断裂原因进行了分析。

1 理化检验

1.1 宏观形貌

由图1可以看出，导线在靠近插拔端子处断裂，外包线皮完全断开，线皮未见高温烧蚀痕迹，端子表面未见磨损和变形，因此判断导线不存在电流过大引起的过量发热情况。复原导线断裂前的位置状态，检查导线失效点到下一个固定点之间线束的可自由活动范围，发现线束可自由活动范围过大。

图1 断裂导线的宏观形貌及铜丝编号示意Fig.1 Macromorphology of fractured wire and diagram of copper wire number:a) wire; b) fracture of copper wire; c) copper wire number

在体视显微镜下观察导线断口，可见导线由7股直径约300 μm的细铜丝组成，按顺时针依次给每股铜丝编号为1～7，如图1c)所示。铜丝断口整体均呈金黄色，1，5，6，7号铜丝断口部分区域被黑色物质覆盖，如图1b)所示；……