在最近的第12届年会的小组讨论中N全国电线加工技术博览会在密尔沃基，汽车工程师们讨论了从铜向铝过渡所面临的挑战。
“汽车铝线……你的未来?”会议由福特汽车公司(Ford Motor Co.)连接器和组件技术专家、福特汽车公司与EWCAP的联络人Don Price主持。此外，德尔福公司(Delphi Corp.)卷曲技术和接触物理主管Kurt Seifert以及ISO汽车电缆委员会(ISO Automotive Electrical Cables Committee)主席、福特公司(Ford)工程师Rakesh Patel也加入了这个小组。ISO汽车电缆委员会目前正在开发一种新的铝电缆标准。
据塞弗特说，许多人仍然把铝电线与房屋火灾联系在一起。上世纪60年代，当铜价飙升至创纪录高位时，房屋建筑商纷纷转向铝替代品。
早在1945年，美国保险商实验室(Underwriters Laboratories)就批准将铝用于住宅。“但是，使用和应用它有一些规则，”塞弗特说。“例如，你需要加大铝导体的尺寸，但你也必须使用批准的开关、插座和终端系统。
“住房行业的问题很大程度上由没有遵循正确指导的人造成的，”Seifert。“如果您要使用铝电缆进行任何应用，无论是房屋还是汽车，您都必须使用合适的技术和指南。您还必须意识到潜在的问题，例如可以与铝制建立的氧化物，并为腐蚀创造机会。“
普莱斯表示:“如今，铜价波动是投资者对铝兴趣上升背后的关键推动因素。”“积极的CAFE标准(到2016年为36英里/加仑，到2025年为54英里/加仑)带来的减重是另一个主要推动力。铝提供更低的成本每放大器和提供多达48%的质量减少比铜。铝也更轻，这使得组装更容易，因为它比铜线和电缆更容易拿起和处理。”
塞弗特说，铝作为铜的替代品很有意义，因为它是地壳中最丰富的金属。他指出:“铜越来越难找到，建筑行业对铜的需求要大得多。”“这就是为什么铜的价格波动如此剧烈，而铝的价格则相当稳定，只有轻微的波动。”
今天，欧洲和日本的汽车制造商在铝转换过程中比三巨头走得更远。这一趋势始于12年前的欧洲，戴姆勒和其他公司已经在几款汽车上使用了铝电池电缆。日本汽车制造商紧随其后，希望通过在各种线束应用中用铝取代铜，从而使汽车重量减少40磅。
普莱斯预测，美国汽车制造商将很快赶上他们的海外竞争对手。他指出:“动机是存在的，立法也是存在的，但我们仍然有需要解决的挑战。”
“铝不是铜，”塞弗特补充说。“工程师需要考虑6个挑战。”
铝的导电性不如铜。它的导电性只有铜的60%左右。因此，为了替换铜线，工程师需要将铝导体的尺寸增大两种规格。例如，一根20号的铜线将被一根18号的铝线取代。
铝不如铜坚固。它的抗拉强度较低。工程师需要确保有足够的抗拉强度来处理插头、端子和连接器。“我们目前只
使用18号或更大的铝线，”塞弗特说。“未来，不同的应用指南可能会让我们使用更小的尺寸。”
铝制比许多其他金属更厚的氧化物层，远远超过铜。“无论您使用的终止系统都需要突破这些氧化物，以便在导体和终端之间有良好的金属 - 金属接触，”Seifert警告。
铝具有不同的热膨胀系数。Seifert指出:“你需要确保所有的终端系统都考虑到这一点，这样当出现热冲击循环时，铝线和终端保持相互接触，电阻就会很低。”“如果不设计一个强大的系统，可能会导致重复的热冲击循环，造成空洞，增加阻力并产生热量。”
每当任何两种不同的金属如铝和铜一样，彼此接触时，都存在电流腐蚀的风险。分离越大
在这两种材料之间，你越有可能经历电偶腐蚀。当使用铝布线时，工程师需要抑制电偶腐蚀。塞弗特说:“根据应用程序的不同，你可能需要封闭你的接口或终端。”
随着时间的推移，铝趋于松弛，从而导致更高的电阻。Seifert解释说:“无论你设计什么样的终端系统，都必须足够坚固，能够考虑到铝的应力松弛和蠕变。
“有很多不同的解决方案，”塞弗特警告说。“这并不容易;这是一个挑战。根据电缆尺寸的不同，没有一种终端工艺可以适用于所有尺寸的电缆。”小型、中型和大型电线都需要各自的技术。
普莱斯补充说:“铝有很多问题。“我们还没有到达引爆点。”但是，他相信即将出台的标准将有助于促进发展努力。
“三大巨头的目标是制定一些标准，”Price说。例如，我们需要确定终端是使用卷曲还是焊接。”
这EWCAP standard aluminum termination initiative started on April 24 and will finish on Oct. 1. “We’re working with suppliers and looking into standards to accelerate technical development, improve quality, reduce cost and provide common methods to foster growth,” says Price. “This initiative to standardize processes, methods and equipment will make aluminum wire implementation easier.”
标准化道路上的另一步是新的ISO 6722-2铝电缆标准，该标准正处于批准的最后阶段。Patel说:“这是现有德国铝电缆标准(LV112-2)的延续。”“然而，新的ISO标准将在全球范围内使用。而且，新标准采用了与ISO 6722-1相同的尺寸和尺寸，包括铜电缆。”
