Voordelen en toepassingen van aluminiumdraad in autosystemen

Kabelbomen voor auto's worden vaak de "bloedvaten en het zenuwstelsel" van een voertuig genoemd en omvatten functies zoals krachtoverbrenging, signaalcontrole en systeemcommunicatie. Het zijn onmisbare en waardevolle- sleutelcomponenten in een voertuig. Met de voortdurende verbetering van de elektrificatie en intelligentie van voertuigen nemen de hoeveelheid, lengte en complexiteit van kabelboomsystemen in voertuigen voortdurend toe, en hun gewichtsaandeel heeft bijna 5% van het totale voertuiggewicht bereikt, wat een verdere opwaartse trend laat zien. Tegen de achtergrond van koolstofneutraliteit en lichtgewicht zijn gewichtsreductie en kostenreductie van kabelboomsystemen een van de belangrijke richtingen in de voertuigontwikkeling geworden, die een praktische basis biedt voor de toepassing van aluminiumdraden in de automobielsector.

 

 

Traditioneel worden in kabelbomen voor auto's lange tijd koperdraden als standaard geleidermateriaal gebruikt. Koper beschikt over goede elektrische geleidbaarheid, thermische geleidbaarheid en mechanische eigenschappen, en de verwerkingstechnologie ervan is volwassen. De afgelopen jaren zijn de koperprijzen echter voortdurend geschommeld en op een hoog niveau gebleven, waardoor de kostendruk op kabelboomsystemen aanzienlijk is toegenomen. Tegelijkertijd zijn de grote afhankelijkheid van geïmporteerde koperbronnen en de aanzienlijke invloed van de internationale marktprijzen schadelijk voor een stabiele kostenbeheersing op lange termijn.

 

Ter vergelijking: aluminium, als metaal waarvan de geleidbaarheid na koper de tweede is, biedt voordelen zoals een lage dichtheid, overvloedige hulpbronnen en relatief stabiele prijzen. Door het juiste ontwerp van de draaddiameter kunnen aluminiumdraden een aanzienlijke gewichtsvermindering bereiken en tegelijkertijd voldoen aan de algemene elektrische prestatie-eisen van het voertuig. Zelfs nadat het dwarsdoorsnedeoppervlak effectief is vergroot, kunnen aluminiumdraden nog steeds een totale gewichtsvermindering van ongeveer 30% bereiken, wat resulteert in een uitgebreide kostenbesparing van ongeveer 30%-35% in materiaalkosten. Deze eigenschap maakt aluminiumdraden tot een groeiend alternatief voor koperdraden in laag-kabelbomen en sommige hoog-circuits, wat perfect aansluit bij het doel van het lichter maken van voertuigen.

 

 

De keuze voor aluminiumdraden is niet alleen een materiële vervanging voor koperdraden; het moet gebaseerd zijn op het principe van gelijkwaardige elektrische prestaties. Tijdens de ontwerpfase moeten belangrijke parameters zoals geleidbaarheid, stroomdraagvermogen, temperatuurstijgingskarakteristieken en deratingcurves zorgvuldig in overweging worden genomen om ervoor te zorgen dat de beveiligingsstrategie en veiligheidsgrenzen van de circuits van het voertuig ongewijzigd blijven nadat het geleidermateriaal is vervangen.

 

In het huidige industriestandaardsysteem zijn koperdraden voornamelijk gebaseerd op ISO 6722-1, terwijl aluminiumdraden ISO 6722-2 volgen. In praktische toepassingen compenseren aluminiumdraden doorgaans hun hogere weerstand door het oppervlak van de dwarsdoorsnede te vergroten, en in combinatie met verificatie op systeemniveau zorgen ze voor hun stabiliteit op lange termijn onder verschillende bedrijfsomstandigheden. Deze selectielogica legde ook de technische basis voor de daaropvolgende introductie van aluminium rails in stroomdistributiesystemen.

 

 

Het introduceren van aluminiumdraden in kabelboomsystemen voor auto's vereist eerst het aanpakken van het materiaalcompatibiliteitsprobleem tussen verschillende metalen. Het verschil in elektrochemische activiteit tussen aluminium en koper kan een elektrochemische corrosieomgeving creëren wanneer elektriciteit wordt toegepast en er vocht of onzuiverheden aanwezig zijn, wat leidt tot verhoogde contactweerstand, oververhitting op de verbindingspunten en betrouwbaarheidsrisico's.

 

Ten tweede hebben aluminium en koper aanzienlijke verschillen in hun thermische uitzettingscoëfficiënten. Onder thermische cycli van het voertuig en langdurige trillingsomstandigheden kunnen er geleidelijk micro-spleten- ontstaan ​​in het verbindingsgebied, waardoor de elektrische prestaties worden beïnvloed en de mechanische sterkte wordt verzwakt.

 

Bovendien vormt zich gemakkelijk een dichte oxidefilm op het aluminiumoppervlak. Hoewel deze oxidelaag het substraat beschermt, is de geleidbaarheid ervan slecht. Onjuiste behandeling heeft rechtstreeks invloed op de betrouwbaarheid van het contact tussen de terminal en de draad.

 

 

Om de bovenstaande problemen aan te pakken heeft de industrie geleidelijk een oplossingstraject ontwikkeld waarin de synergie van structuur en proces centraal staat. Onder hen zijn koper-aluminiumcomposietterminals vervaardigd met behulp van wrijvingslassen een van de reguliere oplossingen geworden. Deze structuur vormt een stabiele koper-aluminium overgangslaag binnen de terminal, waardoor het elektrochemische reactiepad effectief wordt geïsoleerd en het risico op metaalkruip aanzienlijk wordt verminderd.

 

Aan het draaduiteinde wordt de aluminiumdraad meestal via hydraulisch krimpen met het aluminium uiteinde van de terminal verbonden. Onder hoge druk wordt de oxidefilm aan het oppervlak vernietigd, waardoor een betrouwbare koudlasstructuur tussen metalen ontstaat, waardoor tegelijkertijd wordt voldaan aan de eisen van elektrische prestaties en mechanische houdkracht. Dit type verbindingsmethode wordt veel gebruikt op het gebied van laag-bedradingskabels en breidt zich geleidelijk uit naar enkele circuits met hoog-vermogen, wat zeer consistent is met het technische concept van flexibele aluminiumverbindingen.

 

 

Bij de toepassing van aluminiumdraden met grote- secties zijn de twee belangrijkste technische routes die momenteel worden gebruikt vier-zijdig krimpen en ultrasoon lassen. Door het vier- krimpen wordt materiaalconsistentie bereikt via een structureel ontwerp van aluminium-naar-aluminium, waarbij een lage contactweerstand en stabiliteit op de lange- termijn in evenwicht zijn. Ultrasoon lassen daarentegen maakt gebruik van hoogfrequente trillingen om de oxidelaag af te breken, waardoor een dichte legeringsovergangszone ontstaat tussen de aluminium geleider en de koperen aansluiting, geschikt voor scenario's met hogere ruimte- en betrouwbaarheidseisen.

 

Omdat de ruimte voor de voertuigindeling steeds beperkter wordt, brengt het simpelweg vergroten van de draaddiameter ook het risico van bedradingsinterferentie met zich mee. Daarom is de industrie begonnen met het verkennen van koper-aluminium hybride toepassingsoplossingen, waarbij koperen geleiders worden gebruikt in -ruimtes met beperkte ruimte en aluminium geleiders worden geïntroduceerd in de- toegestane ruimten, waardoor een evenwicht wordt bereikt tussen prestaties en lichtgewicht op systeemniveau.

 

 

Naast de traditionele ronde draadstructuren gaan zachte aluminium platte kabels en platte geleiderontwerpen geleidelijk de fase van technische verificatie in. Stevige aluminium platte draadconstructies kunnen de hoogtebezetting aanzienlijk verminderen, terwijl de stroomdraagcapaciteit behouden blijft, zich beter aanpassen aan de carrosseriestructuur van het voertuig en meer vrijheid bieden bij de lay-out van de kabelboom. Dit type structuur deelt de ontwerplogica van platte aluminium rails en biedt ook een nieuwe richting voor de modularisering en integratie van toekomstige kabelboomsystemen.

 

Op het gebied van nieuwe energievoertuigen zijn hoog-systemen gevoeliger voor het gewicht en de efficiëntie van de geleider. Als hoogspanningskabelbomen op de lange termijn afhankelijk zijn van koperen geleiders, zal dit de algehele kwaliteit en kosten van het voertuig aanzienlijk beperken. Daarom wordt onderzoek naar hoog-spanningstoepassingen waarbij gebruik wordt gemaakt van aluminiumlegeringen met een hoge- geleidbaarheid, zoals 6101 en 6061 aluminium stroomrails, een belangrijk aandachtspunt van de industrie.

 

 

Met de toenemende penetratiegraad van nieuwe energievoertuigen worden de trends op het gebied van hoogspanning en elektrificatie steeds duidelijker. Gewichtsreductie en kostenreductie in kabelboomsystemen zullen rechtstreeks van invloed zijn op de energie-efficiëntie en de actieradius van het hele voertuig. De volwassen toepassing van aluminium geleiders in laag-bedradingsbomen heeft een technische basis gelegd voor de uitbreiding ervan naar hoog-hoogspanningssystemen. In de toekomst zullen aluminium geleiders en aluminium busbarconstructies, door materiaaloptimalisatie, upgrades van verbindingsprocessen en ontwerpsamenwerking op systeem-niveau, een centralere rol spelen in de elektrische architectuur van het voertuig.

 

 

Samenvattend kunnen we stellen dat aluminium geleiders in de auto-industrie geleidelijk zijn overgegaan van de fase van proof{0}}of-concept naar toepassing op grote- schaal. Hun voordelen op het gebied van gewichtsvermindering, kostenreductie en duurzaamheid van hulpbronnen zijn zeer compatibel met de ontwikkelingsrichting van nieuwe energievoertuigen. Met de voortdurende rijping van verbindingstechnologieën en structurele ontwerpen zullen aluminium geleiders en aanverwante geleideroplossingen een steeds belangrijkere rol spelen in het elektrische systeem van het voertuig.

 

 

Gebaseerd op de ontwikkelingsbehoeften van auto-elektrificatie en hoog-elektrische systemen, richten we ons op het ontwerp en de productie van zeer betrouwbare geleiders en verbindingsoplossingen, dieAluminium rails, Op maat gemaakte aluminium rails en diverse flexibele aluminium verbindingen. We bieden ondersteuning op maat op basis van verschillende huidige niveaus en installatieruimte, waardoor voertuigkabelbomen en stroomdistributiesystemen een beter evenwicht kunnen bereiken tussen lichtgewicht ontwerp en veiligheid.