「特斯拉」从特斯拉Model3的高压电气系统探讨高压连接器的发展趋势( 三 )
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No.9
第二是铝的抗拉强度只有铜的64% ， 直接影响到实际应用中的机械性能 。
事实上 ， 铝的抗拉强度可以通过金属热处理工艺得到提升 ， 在此基础上还可以通过增加不同比例的铁、硅、铜、锌等成分来进一步加强 ， 从而达到跟铜完全相同的抗拉强度 。
关于铝导线（包括屏蔽和非屏蔽） ， 行业标准机构早已制定出完善的相关标准 ， 国际标准委员会发布的ISO6722-2和ISO19642-2 ， 欧洲AK Group发布的LV112-2 和LV216-2等都是针对车用铝导线的标准规范（参考下图No.10部分标准） 。 Aptiv、General Cable、Leoni、Coroplast、Sumitomo、LS、和G&G等业内的线缆/线束供应商已经开发出了成熟量产的铝导线产品 ， 可以完全满足电动汽车对电气性能、机械性能以及环境性能的要求 。
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No.10
接下来的四个疑虑是铝和铜的性能差异引发的铝导线跟铜端子结合后的负面影响 。
第三 ，关于膨胀系数 ， 铝的膨胀系数是23.5 ， 铜是16.6 。 在反复热循环之后 ， 铝导线和铜端子的结合界面将会产生空隙 ， 导致阻抗增加 ， 进而在实际工作中造成温升过高 。
第四 ，铜和铝分属两种不同的活性金属 ， 一起结合会因原电池效应而发生化学腐蚀 。
第五 ， 随着时间的推移 ， 铝线会有应力松弛和发生蠕变的风险 。 这种现象同样会导致铝导线跟铜端子之间接触变差 ， 导致阻抗增大 ， 进而温升过高 。
第六 ，铝导线表面极易形成氧化铝薄膜 ， 这层薄膜还有一定的绝缘作用 ， 跟铜端子结合面的接触性能可能会受到影响 。
铝导线-铜端子之连接工艺—— 超声波焊接
解决以上四个问题 ， 只需一台qualified的超声波焊接机 。 超声波金属焊接的原理是 ， 利用超声频率（20-40kHz）的振动能量将振动波传递到两个需要焊接的金属物体表面 ， 在静压力之下 ， 使两个金属表面相互摩擦 ， 从而形成分子层之间的融合 。 目前市面上比较优质的超声波焊接机品牌有Sonobond、Telsonic和Branson（Emerson）等等 。 美国汽车工程师学会和美国汽车调查委员会联合发布的最具权威的焊接标准SAE/USCAR-38 ， 对汽车线缆和端子之间的超声波焊接工艺进行了全面的定义 ， 为行业规范提供了重要参考 。
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No.11
这是一种没有电流、不需加热、母材不发生熔化的固态焊接。 在0.5秒的极速时间之内 ， 铝导线和铜端子穿破表面 ， 晶格重组 ， 焊接之后几乎等同于铜铝合金 。 而在最外面 ， 铝导线的表面自然形成致密的氧化物保护膜 ， 铜端子表面具有一定厚度的银镀层作为保护层 ， 都不易受到腐蚀 。 下面的两项基本测试足以证明其可靠性：
1. 在高温高湿的环境中（85℃@85%Rh） ， 连续带载测试1000小时 ， 没有任何腐蚀发生 ， 且电气性能保持正常 。
2. 老化测试结束时 ， 从铝导线经过焊接部位一直到板端铜排 ， 全程接触电阻小于等于LV215标准定义的0.24mΩ 。
行文至此 ， 一套完整的高压线束解决方案完美呈现！刀叉端子配以娇小玲珑的连接器 ， 轻装上阵又物美价廉的铝导线 ， 高频高速又适合自动化生产的超声波焊接机 ， 以及精密可靠的焊接工艺 ， 这一整套方案的每一个环节无不凝聚着工程师们的智慧和心血 ， 再次致敬特斯拉、泰科电子以及致力于技术革新的那些工程师们 ， 是他们的大胆尝试 ， 他们的开拓创新 ， 他们的精益求精 ， 在引领着科技进步 ， 推动着行业发展 ， 改变着人类体验……
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