新能源汽車的動力電池系統(tǒng)由多個電芯組成的模組構(gòu)成，通過導(dǎo)電連接串聯(lián)起來。當(dāng)前，軟銅排因其優(yōu)異的導(dǎo)電性能、外部絕緣保護(hù)和中間柔性結(jié)構(gòu)而成為新能源汽車首選的連接方式。這些特點(diǎn)使得軟銅排在汽車行駛中能夠有效緩沖應(yīng)力，確保車輛的安全性與穩(wěn)定性。因此，作為關(guān)鍵連接器的銅排的性能至關(guān)重要。為確保新能源汽車使用的銅排符合標(biāo)準(zhǔn)要求，必須執(zhí)行一套標(biāo)準(zhǔn)化的檢測流程。

本文基于客戶委托的銅排測試方案，并參考了主要相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，綜合分析了銅排在基礎(chǔ)性能、電性能、環(huán)境適應(yīng)性及機(jī)械性、阻燃能力和老化耐久性等方面的測試需求。文中對各項(xiàng)測試項(xiàng)目進(jìn)行了理論分析，并展示了實(shí)際操作過程。

銅排，在電池包內(nèi)部扮演著連接和導(dǎo)電的關(guān)鍵角色，亦被業(yè)界稱之為busbar。其首要功能是實(shí)現(xiàn)電池單體之間的電氣連接，確保電流的有效傳輸。隨著制造商追求更高容量的電池以延長電動汽車的續(xù)航里程，電池包設(shè)計(jì)的緊湊性使得電池產(chǎn)生的熱量易于在中部集中。這種設(shè)計(jì)帶來的挑戰(zhàn)之一是散熱問題日益嚴(yán)峻。采用銅排作為軟連接，能夠促進(jìn)電池包內(nèi)部的熱能迅速分散，從而維持電池模組的溫度在理想范圍內(nèi)，進(jìn)而銅排在承擔(dān)導(dǎo)電職責(zé)的同時，也發(fā)揮了重要的散熱作用。

銅排作為關(guān)鍵的車輛組件，必須滿足特定的性能標(biāo)準(zhǔn)以及符合道路車輛部件的相關(guān)規(guī)范。盡管目前尚無專門針對電池包銅排的具體標(biāo)準(zhǔn)，但其要求主要參照以下幾個國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 25085（ISO 6722）涉及道路車輛使用的60V至600V單芯電線、GB/T 31467.3關(guān)于電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng)的要求、GB/T 28046.3涵蓋道路車輛電氣及電子設(shè)備在機(jī)械性能方面的環(huán)境條件與試驗(yàn)、GB/T 28046.4涉及道路車輛電氣及電子設(shè)備的氣候負(fù)荷環(huán)境條件與試驗(yàn)。

在進(jìn)行銅排測試時，主要關(guān)注以下幾個方面：

1. 外觀檢查，確保銅排無明顯缺陷或損傷。

2. 進(jìn)行理論分析和實(shí)際測試，通過圖片展示來評估銅排的性能。

3. 對關(guān)鍵測試項(xiàng)目進(jìn)行失效因素分析，以識別可能的問題并采取預(yù)防措施。

銅排在電動汽車中的重要性不容忽視，因此在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，必須嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試和評估，以確保其可靠性和安全性。

在銅排的生產(chǎn)過程中，外觀檢查、尺寸測量和電壓降測試是三個關(guān)鍵的質(zhì)量檢驗(yàn)步驟。這些檢驗(yàn)程序確保了銅排產(chǎn)品符合出廠技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求。

外觀檢查旨在確認(rèn)銅排的表面狀況是否滿足預(yù)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。檢查時，要求銅排表面必須平整、無毛刺、無明顯缺陷及變形。這一過程通常通過目視檢查完成。

尺寸測量的目的是驗(yàn)證銅排的物理尺寸是否與設(shè)計(jì)圖紙一致。不合規(guī)的尺寸可能會對最終裝配產(chǎn)生負(fù)面影響。尺寸檢測通常使用卡尺進(jìn)行，以確保精度。

電壓降測試用于評估銅排在通電狀態(tài)下的性能?？紤]到銅排固有的內(nèi)阻，測試會測量接觸兩端的電壓降，并與輸出電壓進(jìn)行比較，確保其值符合技術(shù)規(guī)范。這一過程需要通過設(shè)定電流并利用高精度萬用表來完成。

這三個步驟共同構(gòu)成了銅排質(zhì)量控制的核心，確保每一件產(chǎn)品都能達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求。

銅條的電阻率是影響其電壓降的一個關(guān)鍵因素，而這又與材料的種類密切相關(guān)。在當(dāng)前的制造工藝中，紫銅被認(rèn)為是制作銅條的優(yōu)選材料，因?yàn)樗哂辛己玫难诱剐浴⒊錾目垢g性以及較高的導(dǎo)電性。

電性能評估

進(jìn)行電性能測試的主要目的是準(zhǔn)確測算出銅條的導(dǎo)電率和電阻系數(shù)，以確保其基本參數(shù)滿足特定的技術(shù)要求。這一過程可以參照GB/T 351標(biāo)準(zhǔn)中的推薦方法來進(jìn)行。

耐電壓與絕緣電阻測試

銅條作為電池組件內(nèi)部的關(guān)鍵連接和導(dǎo)電部件，通常需要能夠承受200至300伏特的高壓。如果其耐壓和絕緣性能不達(dá)標(biāo)，可能會引發(fā)諸如漏電增加、內(nèi)部短路等問題，甚至可能導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。因此，進(jìn)行型式驗(yàn)證是至關(guān)重要的。

具體的測試方法是，在一定的相對濕度條件下，將錫鉑紙均勻地纏繞在銅條的絕緣層外。然后在總成導(dǎo)體與錫鉑紙之間施加500至2500伏特的交流電壓（對絕緣層施加500伏特的直流電壓），并持續(xù)該測試過程1分鐘。在此期間，銅條的絕緣層不應(yīng)被擊穿，或至少應(yīng)滿足最低的絕緣要求。圖4展示了耐壓和絕緣測試在實(shí)際中的應(yīng)用案例。

耐壓絕緣操作布置

耐壓絕緣的有效性受表面絕緣材料和測試電壓的影響。在選擇合適的測試電壓方面，對于額定電壓低于500V的設(shè)備，建議采用500V或1000V作為測試標(biāo)準(zhǔn)；而額定電壓超過500V的設(shè)備，則應(yīng)選擇1000V或2500V進(jìn)行測試。在材料選擇上，制造商必須基于產(chǎn)品性能要求選用合適的絕緣材料，以確保產(chǎn)品能夠通過驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

溫升試驗(yàn)操作布置

溫升試驗(yàn)旨在控制銅排在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量。該試驗(yàn)方法包括：在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，對銅排的兩個導(dǎo)流端施加額定電壓并通過額定電流。經(jīng)過至少一小時的熱平衡后，測量銅排表面的溫升。影響銅排溫升的主要因素包括導(dǎo)流端與銅排之間的接觸電阻以及環(huán)境溫度。

導(dǎo)流端與銅排的連接松動會導(dǎo)致接觸電阻異常增加，根據(jù)功率公式W=I2*R*t，若在特定時間內(nèi)電流穩(wěn)定，接觸電阻的增加會導(dǎo)致熱功率的顯著提高，進(jìn)而使得接觸點(diǎn)溫度上升。為防止接觸電阻過高，必須采用適當(dāng)?shù)穆菟▉砭o固導(dǎo)流端和銅排。

測試環(huán)境中的空氣流動不暢會導(dǎo)致銅排產(chǎn)生的熱量無法有效散發(fā)，長時間累積會使得周圍環(huán)境溫度升高，進(jìn)一步導(dǎo)致銅排表面的溫度上升。此外，如果環(huán)境箱內(nèi)的風(fēng)速過大或部分銅排靠近出風(fēng)口，也可能引起銅排表面溫度分布不均。因此，在選擇測試環(huán)境時，應(yīng)確保其穩(wěn)定性。

低溫和高溫試驗(yàn)旨在模擬銅排在實(shí)際操作中可能遇到的極端氣候條件，以評估銅排在經(jīng)歷極端溫度后，其外觀是否出現(xiàn)變形以及其絕緣和耐壓性能是否有所降低。

在進(jìn)行銅排的性能驗(yàn)證過程中，必須遵守特定的溫度存儲和沖擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。首先，低溫存儲應(yīng)在-40℃或更高溫度下進(jìn)行，持續(xù)時間不超過24小時。而高溫存儲則應(yīng)保持在85℃或以下，時間上限設(shè)定為48小時。這些條件是根據(jù)GB/T 28046.4標(biāo)準(zhǔn)制定的，該標(biāo)準(zhǔn)考慮到了我國北方地區(qū)可能遇到的最低氣溫以及產(chǎn)品在車輛中安裝位置對高溫耐受性的影響。

進(jìn)一步地，銅排的溫度沖擊試驗(yàn)旨在檢驗(yàn)其在極端溫差條件下的性能穩(wěn)定性。根據(jù)GB/T 31467.3標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，銅排需要在-40℃至85℃范圍內(nèi)經(jīng)受交替溫度環(huán)境，其中轉(zhuǎn)換時間為30分鐘以內(nèi)，每個極端溫度持續(xù)8小時，并需完成5次循環(huán)。這一過程旨在評估銅排在經(jīng)歷極限溫差沖擊后，其外觀是否出現(xiàn)變形、絕緣與耐壓性能是否下降以及電壓降是否符合要求。

在未特別規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下，銅排busbar需進(jìn)行不帶電的溫度沖擊測試。該過程包括對測試前后的外觀、電壓降及絕緣性能的評估。

銅排還需經(jīng)過濕熱循環(huán)測試以驗(yàn)證其在高溫高濕環(huán)境下的性能穩(wěn)定性。測試依據(jù)GB/T 31467.3規(guī)定執(zhí)行，旨在確認(rèn)銅排在至少80°C和85%濕度條件下，其物理形態(tài)及電氣性能（包括絕緣和耐壓）是否保持合格標(biāo)準(zhǔn)。圖9詳細(xì)呈現(xiàn)了溫濕循環(huán)試驗(yàn)的布置。

銅排作為電池包的關(guān)鍵連接部件，必須通過振動和機(jī)械沖擊測試以確保其結(jié)構(gòu)完整性。這包括檢驗(yàn)其在受到振動或沖擊后是否出現(xiàn)斷裂或形變，并確保其絕緣和電壓降指標(biāo)依然滿足要求。

在執(zhí)行電池系統(tǒng)銅排的振動和機(jī)械沖擊測試時，我們遵循兩個主要國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31467.3和GB/T 28046.3。根據(jù)GB/T 31467.3標(biāo)準(zhǔn)，隨機(jī)振動測試應(yīng)覆蓋10~1000Hz的頻率范圍，均方根加速度值(RMS)設(shè)定為27.8m/s^2。對于機(jī)械沖擊，按照相同的標(biāo)準(zhǔn)施加25g的沖擊力持續(xù)15ms，或者依照GB/T 28046.3標(biāo)準(zhǔn)選擇適合的參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)。

至于阻燃性能，由于電池系統(tǒng)存儲大量能量，存在火災(zāi)和爆炸風(fēng)險，因此作為關(guān)鍵連接部件的銅排必須具有良好的阻燃性。根據(jù)GB/T 2408標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，我們通常采用垂直燃燒法來評估其阻燃性能，并記錄下余焰燃燒的時間。一般而言，銅排的阻燃性能需要達(dá)到V-0級，這是對材料阻燃性能的一種嚴(yán)格要求。

通過這些標(biāo)準(zhǔn)化的測試方法，我們能夠確保銅排在振動、機(jī)械沖擊以及阻燃性能方面符合嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從而保證電池系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

老化測試旨在評估銅排總成在持續(xù)高溫影響下，其表層絕緣層是否出現(xiàn)開裂或變形，并檢驗(yàn)絕緣及耐壓性能是否下降。該測試遵循GB/T 25085標(biāo)準(zhǔn)中的“240小時短期老化”和“3000小時長期老化”方法。

“短期老化”測試模擬了熱漂移效應(yīng)，以觀察銅排絕緣材料在短期內(nèi)是否因熱脹冷縮而受損；而“長期老化”則專注于評估材料的耐熱性，即長時間暴露于高溫后，材料性質(zhì)的變化及其對絕緣和耐壓性能的影響。測試過程中，銅排總成的布置、目視檢查以及絕緣性能測試均有詳細(xì)記錄。

最終結(jié)果顯示，經(jīng)過老化處理的合格絕緣材料在外觀和性能上均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

汽車產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展將顯著傾向于電氣化方向，其中電氣化的核心動力將引導(dǎo)產(chǎn)品的研發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向高壓大電流的應(yīng)用。目前，常規(guī)實(shí)驗(yàn)室的檢測能力主要局限于24V或48V的范圍內(nèi)。相比之下，上電科作為一個全面的科研實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)，擁有專業(yè)的新能源產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室，其檢測能力能夠覆蓋高達(dá)DC 2000V至2400A的范圍。