Page 66 - 理化检验-物理分册2021年第十一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202111013

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 )
摘 要: 某电动汽车在整车试验时出现导线断裂故障, 通过宏观观察、 微观观察、 金相检验和能
谱分析等方法对导线的断裂原因进行了分析。结果表明: 电动汽车铜导线的断裂属于疲劳断裂; 导
线固定点设置不合理, 线束可自由活动范围过大, 使得整车振动试验时导线固定端受到过大的交变
应力, 导致运行一段时间后导线在固定点的插拔端子附近发生疲劳断裂; 车辆继续运行中, 导线断
续接触, 导致导线断口受到高温烧蚀, 表面产生黑色覆盖物质, 主要成分为铜的氧化物。

关键词: 铜导线; 疲劳断裂; 高温氧化; 装配工艺; 断口烧蚀

中图分类号: TG146.1+1 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 11-0050-05

CauseofFractureonCo pp erWireinElectricVehicle

CHENRan , YANGLihui , ZHANGYue , LIJianxin , HUANG Wenchan g

( TechnicalCenterofDon g fen gMotorGrou pCo. , Ltd. , Wuhan430000 , China )

Abstract : Thewirefractureddurin g thevehicletestoftheelectricvehicle.Thecausesoffractureonthewire

wereanal y zedb ymacroobservation , microobservation , metallo g ra p hicexaminationandener gy s p ectrumanal y sis.

Theresultsshowthatthefractureofco pp erwireofelectricvehiclewasfati g uefracture.Thefixed p ointofthewire

wassetunreasonabl y andthefreeactivitiesran g ewastoolar g e , resultin g inexcessivealternatin g stressonthefixed

endofthewiredurin g thevehiclevibrationtest.Afterrunnin g forap eriodoftime , thewirefati g uefracturenear

the p lu gterminalofthefixedp oint.Durin gthecontinuouso p erationofthevehicle , theconductorcontacted

intermittentl y , resultin g inthehi g htem p eratureablationofthefractureoftheconductor , andtheblackcoverin g

materialwas p roducedonthesurface , whichwasmainl y com p osedofco pp eroxide.

Ke y words : co pp erwire ; fati g uefracture ; hi g htem p eratureoxidation ; assembl yp rocess ; fractureablation
随着电动汽车的普及, 其可靠性越来越受到人 铜( TU1 ) , 型号为 TR-0.3 , 绝缘线皮材料为聚氯
[ 3 ]
们的关注。汽车电气化程度越来越高, 整车需要的 乙烯( PVC )。
线束种类和数量也越来越多。一辆普通轿车线束导 为了避免该类事故再次发生, 笔者对该电动汽
线用量在1000m 左右 [ 1 ] , 而电动汽车的导线用量 车铜导线的断裂原因进行了分析。

远远超过1000m 。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 1 理化检验
汽车自燃的主要原因之一 [ 2 ] 。因此, 提高线束可靠 1.1 宏观形貌
性对电动汽车至关重要。 由图1可以看出, 导线在靠近插拔端子处断裂,
某电动汽车在出厂前的道路试验过程中出现控 外包线皮完全断开, 线皮未见高温烧蚀痕迹, 端子表
制按钮失灵故障, 拆解相关部件发现, 控制线束中的 面未见磨损和变形, 因此判断导线不存在电流过大

一根导线断裂, 此时整车试验里程仅为 5200km 。 引起的过量发热情况。复原导线断裂前的位置状
导线材料为氧含量小于0.003% ( 质量分数) 的无氧 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。
收稿日期: 2020-09-28

作者简介: 陈 然( 1990- ), 男, 工程师, 主要从事汽车用金属材 在体视显微镜下观察导线断口, 可见导线由 7

股直径约300 μ m 的细铜丝组成, 按顺时针依次给
料的失效分析工作, 506001067@ qq .com
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