由于工程师们专注于削减成本和减轻车辆重量,北美汽车工业开始转向铝线。的电气布线组件应用伙伴关系(EWCAP),非竞争性行业标准组织,被监督的转换过程。EWCAP重点发展通用电气接口,并且部分美国汽车研究委员会(USCAR),它为供应基地提供了一个共同的声音。

这个月早些时候,我参加了一个小组讨论N全国电线加工技术博览会在密尔沃基,其中汽车工程师讨论参与转变,从铜到铝的挑战。

“汽车铝线。..在你的未来?”会议由唐价格,连接器和组件技术专家,在福特汽车公司主持,汽车制造商的联系,EWCAP。他参加了由库尔特·塞弗特在面板上,德尔福公司和拉克什·帕特尔,福特工程师谁担任ISO汽车电器电缆委员会,该委员会目前正在开发一种新的铝合金电缆标准的董事长压接技术和物理接触监督员。

塞弗特说,很多人仍然把铝线和房屋火灾联系在一起。上世纪60年代,当铜价飙升至纪录高位时,建筑商纷纷转向铝替代品。

美国保险商实验室实际上早在1945年就批准铝用于住房。“但是,使用和应用它有几个规则,”塞弗特说。“例如,你需要增大铝导体的尺寸,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是由于人们没有遵循正确的指导方针造成的,”Seifert补充说。“如果你打算将铝电缆用于任何应用,无论是房屋还是汽车,你必须使用正确的技术和指导方针。你还必须意识到潜在的问题,比如氧化物会与铝结合,造成腐蚀。”

普莱斯表示:“如今,铜价的波动是人们对铝兴趣增加的主要推动因素。”“由于严格的CAFE标准(要求到2016年每加仑行驶36英里,到2025年每加仑行驶54英里)带来的减重是另一个主要推动力。铝提供了一个较低的成本每安培,并提供高达48%的质量减少铜。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:铝使得有很大的意义,以替代铜,因为它是在地壳中最丰富的金属。“铜是越来越难找到,并有铜在建筑行业一个更大的需求,”他指出。“这就是为什么铜是如此不稳定,铝是相当稳定,在价格只有小幅波动。”

如今,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(Daimler)和其他公司已经在多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代替铜来减轻汽车重量,最多可减轻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,但我们仍有挑战需要解决。”

“铝不是铜,”塞弗特补充道。“工程师需要考虑六个挑战。”

铝是不导电的铜.它的导电性只有铜的60%左右。因此,为了更换铜线,工程师需要将铝导体放大约两种规格。例如,20号铜线将被18号铝线取代。

铝的强度不如铜.它降低了拉伸强度。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号及更大尺寸的铝线,”塞弗特说。“不同的应用指南可能会让我们在未来使用更小的尺寸。”

铝开发比许多其他金属更厚的氧化层;远远超过铜。“您使用需要通过这些氧化物打破,让你有良好的金属导体和终端之间的金属接触无论终端系统,”警告塞弗特。

铝有不同的热膨胀系数.Seifert指出:“你需要确保在设计所有终端系统时都考虑到这一点,这样当出现热冲击周期时,铝线和终端保持相互接触,电阻就会降低。”“如果你不设计一个坚固的系统,最终可能会出现重复的热冲击循环,造成空隙,增加阻力并产生热量。”

*任何两种不同的金属,如铝和铜,相互接触时,有电偶腐蚀的风险.两种材料之间较大的分离,就越有可能的是,你会体验电偶腐蚀。当使用铝布线,工程师需要抑制电偶腐蚀。“根据不同的应用程序,你可能需要封你的接口或你的终端,” Seifert.2说

铝趋于放松,更随着时间的推移,这会导致更高的电阻。Seifert解释说:“无论设计何种终端系统,都必须足够坚固,以考虑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。根据电缆的尺寸,没有一个单一的终端过程可能适用于所有的电缆尺寸。”小型、中型和大型电线都需要各自的技术。

“有办法给搞砸了铝,补充说:”价格。“我们还没有在临界点呢。”不过,他认为,即将到来的标准将有助于促进发展的努力。

普莱斯说:“三大巨头的目标是制定一些标准。“例如,我们需要确定终端是采用压接还是焊接。”

该EWCAP标准铝终止主动开始上个月(4月24日),将在今年秋季(10月1日)结束。“我们正在与供应商合作,展望标准,加快技术开发,提高质量,降低成本,提供通用的方法来促进经济增长,” Price说。“这一举措,规范的流程,方法和设备将铝线实现更容易。”

的道路上的标准化的另一步骤是新的ISO 6722-2铝电缆标准,该标准是在批准的最后阶段。“这是铝制电缆现有德国标准(LV112-2)的延续,” Patel说。“不过,新的ISO标准将在全球范围内使用。而且,新标准采用相同的大小和尺寸为ISO 6722-1,涵盖铜电缆“。