一、概述
铜铝排也称作母排，是截面为矩形的长导体，在动力电池中起到连接高压元器件和传送电能的功能。
在电气设计选型时，根据输入整车的基础参数工况，同时需要考虑温升、耐压、阻燃和振动等设计参数，在结构设计方面，又需要考虑铜铝排的尺寸、布置方式和折弯等因素，最终设计输出体现在温升、外观等性能参数上。
开发输入：整车功率/电压/电流/时间等工况；
设计参考：安装方向、绝缘层厚度、绝缘层材质使用温度、使用寿命、铜铝排材质、阻燃能力、振动性能、耐盐雾和化学能力等。
控制参数：尺寸(截面积、宽度、厚度、连接方式)。
输出项：外观、尺寸、EMC、内阻(压降)、接触电阻、温升。
二、铜铝排类型
1、铜排
一般采用 T2 紫铜，具有高导电率，能降低电池包内阻，减少电能损耗；还具有良好的延展性、抗腐蚀性，能承受一定程度的变形而不断裂，且不易被氧化腐蚀，使用寿命长。
硬铜排：
材质选用T2Y2，单层使用，截面为倒圆角矩形；
软铜排：
材质选用T2M，是由多层0.1~0.5mm扁平薄铜排叠加；
2、铝排
采用铝排的考虑是降本降重，多采用 1 系列纯铝（如 1060）和 60 系铝合金，纯度≥99.6%，密度仅为 2.7g/cm³，约为铜的 30%，重量轻，可有效减重。
硬铝排：
材质选用6101，单层使用，，截面为倒圆角矩形；
软铝排：
材质选用1060，产品由多层0.1mm的软态铝片焊接而成；
三、铜铝排截面积
铜铝排的载流能力估算的近似方法，按照铜排的载流能力3.5A/mm²-5A/mm²；铝排的载流能力为2A/mm²-3A/mm²进行估算。
最终铜铝排的尺寸需根据温升仿真和实验实测后确定。
四、铜铝排镀层
1、镀镍
电镀镍：镀镍处理能显著增加铜排的耐蚀性和耐磨性，由于金属镍具有很强的钝化能力，在表面能迅速生成一层极薄的钝化膜，电镀镍层能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。镀层厚度根据耐腐蚀要求不同而不同，推荐镀层厚度 3-20um；
2、贴镍片
高分子扩散焊贴镍片，成本高，防护性较好，镍片厚度根据耐腐蚀要求不同而不同，一般0.1mm，镍片的剥离力应不小于3N/mm。
3、镀锡
电镀锡，具有抗腐蚀、耐变色、无毒、易焊、柔软和延展性好；但是易划伤，不宜存放在潮湿地方，否则易变色。镀层厚度根据耐腐蚀要求不同而不同，一般5um-10um。
五、铜铝排绝缘形式
以下是铜排在电池包等场景中常用的绝缘方式及其特点对比，结合材料特性、工艺优势及应用场景展开说明：
1、环氧树脂喷涂绝缘
工艺特点
通过静电喷涂或浸涂方式，在铜排表面形成均匀的环氧树脂涂层，经高温固化后形成硬质绝缘层。
核心优势
高绝缘强度：击穿电压≥20kV/mm，适用于高压场景（如 800V 电池包母线）。
耐温性优异：耐温范围 – 40℃~150℃，长期高温下绝缘性能稳定（符合 UL94 V-0 阻燃标准）。
抗腐蚀与防潮：涂层致密性好，可抵御电池包内电解液、湿气侵蚀。
散热优化：涂层厚度薄（0.1~0.3mm），对铜排散热影响小，可搭配导热型环氧树脂（热导率≥1.0W/m・K）。
应用场景
固定安装的高压铜排（如电池包总正负极母线）、密集布线区域（需绝缘间距≤5mm）。
需耐振动、抗冲击的场景（涂层与铜排附着力强，不易开裂）。
局限性
工艺成本较高（需专用喷涂设备和固化炉），且修复性差（涂层损坏后需整体重喷）。
2、热缩管绝缘
工艺特点
将热缩管套在铜排上，加热后收缩紧贴表面，形成密封绝缘层，常用材料为 PE（聚乙烯）或 PET（聚酯）。
核心优势
安装灵活：适用于异形铜排（如折弯、多孔结构），可现场施工，无需预制。
成本较低：材料价格低廉，工具简单（热风枪即可操作），适合小批量或维修场景。
绝缘与防护兼顾：耐电压≥1kV，部分型号具备防水性能（IP65），可搭配双壁带胶热缩管增强密封性。
应用场景
模组间软铜排连接、临时布线或维修替换场景。
需频繁拆装的铜排（热缩管可重复加热收缩，但多次操作会影响绝缘性能）。
局限性
耐温范围较窄（常规 PE 热缩管耐温≤105℃，需选氟橡胶热缩管才能适应 150℃以上环境）。
机械强度低（易被尖锐物体划破，需额外防护）。
3、PVC 或 PA 挤塑绝缘
1）PVC 挤塑绝缘
材料特性：聚氯乙烯（PVC）通过挤塑机包裹铜排，形成连续绝缘层。
优势：
成本极低，加工效率高（适合大批量生产）。
绝缘电阻≥100MΩ，适用于低压场景（≤600V）。
局限：
耐温性差（长期使用温度≤70℃，高温下易软化并释放 HCl 气体，不符合汽车环保要求）。
应用：低端储能电池包或非车载场景的低压铜排。
2）PA（聚酰胺）挤塑绝缘
材料特性：尼龙（PA6/PA66）通过挤塑成型，硬度高、韧性好。
优势：
耐温性提升（PA66 耐温≤125℃，改性 PA 可耐 150℃），耐油、耐化学品腐蚀（适应电池包电解液环境）。机械强度高（抗冲击、耐磨），可承受安装时的挤压变形。
应用：车载电池包内的中高压铜排（如 300~800V 系统），需固定布线的场景。
4、PA66 注塑绝缘
工艺特点
通过注塑模具将 PA66 材料包裹铜排，形成一体化绝缘结构，常用于定制化铜排组件。
核心优势
结构一体化：绝缘层与铜排精准结合，可集成固定卡扣、安装孔等结构，减少额外配件。
高机械强度：PA66 注塑件抗拉强度≥60MPa，可承受振动（如车载电池包的颠簸工况）。
耐候性优异：耐温 – 40℃~130℃，抗紫外线老化，适合户外或高湿热环境。
绝缘与散热平衡：可在注塑材料中添加导热填料（如氧化铝），热导率提升至 0.5W/m・K 以上。
应用场景
电池模组内部的集成化铜排（如多电芯并联汇流排），需同时满足绝缘、固定和散热需求。高压配电箱内的母排组件（通过注塑成型实现模块化设计）。
局限性
模具成本高（适合大批量生产），设计变更时需重新开模，灵活性差。
5、绝缘方式对比与选型建议
6、电池包应用注意事项
安全性优先：高压铜排（≥600V）选用环氧树脂喷涂或 PA66 注塑。
环境适应性：考虑电池包内高温（≥80℃）、振动（加速度≥50G），避免使用 PVC 或普通热缩管。
[…] 在前面动力电池电气系统安全设计（六）铜铝排基础中已经介绍过铜铝排绝缘的形式和类型。 […]