신에너지 차량 전기 시스템의 알루미늄 응용 동향 및 기술 분석

신에너지 자동차 산업의 급속한 발전으로 인해 소재 경량화와 전기 전도성 최적화가 두 가지 핵심 초점 영역이 되었습니다. 최근 몇 년 동안 점점 더 많은 자동차 제조업체가 구리를 알루미늄으로 대체하기 시작했으며, 특히 알루미늄 버스바 및 유연한 알루미늄 연결부와 같은 전기 커넥터 및 도체 시스템에서 그러했습니다. 일부에서는 전통적으로 알루미늄을 사용하는 것이 코너링이라고 생각하지만, 재료과학과 산업 실무의 관점에서 볼 때 알루미늄의 사용은 표준을 타협하지 않고 오히려 에너지 신산업의 고효율, 경량화, 에너지 절약이라는 기술 개발 추세에 부합합니다.

 

 

 

 

구리는 고대부터 인간이 사용한 최초의 금속 중 하나로 우수한 전기 전도성과 기계적 강도를 가지고 있습니다. 알루미늄은 나중에 발견되었지만 매우 높은 지각 매장량과 뛰어난 비강도로 인해 점차 산업 제조의 핵심 소재가 되었습니다.

 

밀도 비교:구리의 밀도는 약 8.9×103 kg/m3인 반면, 알루미늄의 밀도는 약 2.7×103 kg/m3로 구리 밀도의 1/3에 불과합니다.-

 

가격 및 자원 이점:알루미늄 가격은 구리 가격의 약 1/4이고 매장량은 약 1000배 더 많습니다.

 

전도도 차이:알루미늄의 전도성은 구리의 약 61%이지만 무게가 상당히 가볍기 때문에 동일한 전류-운반 용량에 대해 단위 질량당 더 경제적인 전도성을 제공합니다.

 

따라서 6061 알루미늄 버스바, 6101 알루미늄 버스바, 6101 T61 알루미늄 버스바와 같은 고성능{0}}알루미늄 합금 버스바는 자동차, 철도 운송, 에너지 저장 및 충전 인프라에 널리 사용됩니다.

 

 

국제 연구기관의 통계에 따르면 차량 중량이 10% 감소할 때마다 연비가 6~8% 향상되며, 연비 중량이 100kg 감소할 때마다 100km당 0.3~0.6리터의 연료 소비가 감소하는 것으로 나타났습니다.

 

구조 부품, 배선 하니스 시스템, 전도성 부품에 알루미늄을 널리 사용하는 것은 경량화를 달성하는 효과적인 수단입니다.

 

차체에 강철을 알루미늄으로 교체하면 무게를 30~40% 줄일 수 있습니다.

알루미늄 엔진은 무게를 약 30% 줄일 수 있습니다.

알루미늄 라디에이터는 구리 라디에이터보다 20%-40% 가볍습니다.

 

특히 전기 자동차에서는 알루미늄 합금의 경량 특성으로 인해 주행 거리가 크게 연장될 수 있습니다. 예를 들어, 전체-알루미늄 구조는 차량 중량을 200kg 줄이고 주행 거리를 약 5.5% 늘릴 수 있습니다. 이는 배터리 비용이 높은 신에너지 차량에 특히 중요합니다.

 

 

 

 

전류 밀도가 높고 전압 수준이 상승하는 신에너지 차량의 전기화 추세로 인해 도체 열 방출 및 중량 제어에 대한 요구가 높아졌습니다. 결과적으로, 알루미늄 부스바와 그 파생물은 시스템 설계에 널리 통합됩니다.

 

1. 알루미늄 부스바

알루미늄 버스바는 전원 배터리, 고전압 배전 시스템, 전기 구동 시스템 간의 에너지 전달에 중요한 역할을 합니다. 구리 버스바와 비교하여 알루미늄 버스바는 다음과 같은 장점을 제공합니다.

 

약 50%-70%의 중량 감소;

약 30%-40%의 비용 절감;

가공, 용접, 표면 주석 도금이 용이합니다.

 

주석-도금 알루미늄 버스바는 알루미늄 표면 산화로 인한 접촉 저항 증가 문제를 효과적으로 해결하여 연결 안정성과 내식성을 향상시킵니다.

 

2. 유연한 알루미늄 연결

차량 진동과 열팽창 및 수축 응력을 해결하기 위해 유연한 알루미늄 연결부(또는 알루미늄 유연한 연결부)가 현대 제조에 널리 사용됩니다.

 

이 제품은 전원 배터리 모듈, 에너지 저장 시스템 및 DC/DC 컨버터 모듈의 기계적 유연성과 전기적 안전성을 크게 향상시킵니다.

 

3. 맞춤형 알루미늄 버스바

다양한 차량 모델과 현재 수준에 따라 버스바의 단면적,-굽힘 방식, 구멍 레이아웃, 코팅 공정 모두 맞춤화가 필요합니다. 고품질-알루미늄 버스바 제조업체는 재료 선택, 성형, 표면 처리, 절연 및 포장에 이르는 통합 솔루션을 제공할 수 있습니다.

일반적인 제품은 다음과 같습니다.

6061 알루미늄 버스바(고-강도 구조용 버스바)

6101 T61 알루미늄 버스바(높은-전도성 버스바)

주석-도금 알루미늄 버스바(부식-저항 버스바)

 

 

 

 

알루미늄의 많은 장점에도 불구하고 구리-알루미늄 직접 연결은 여전히 ​​전기화학적 부식 및 열팽창 불일치 문제를 안고 있습니다. 두 금속 전극 사이의 전위차는 약 1.7V이므로 부적절한 취급으로 인해 접촉 저항이 쉽게 증가하고 과열되거나 심지어 절제될 수도 있습니다.

 

솔루션에는 다음이 포함됩니다.

바이메탈 전환 조인트 사용;

주석- 또는 은-도금 알루미늄 버스바를 사용하여 산화를 억제합니다.

특수 압착 또는 마찰 용접 기술을 사용하여 안정적인 연결 인터페이스를 만듭니다.

 

이러한 기술의 성숙으로 인해 신에너지 자동차의 고전압 시스템에서 알루미늄 버스바 전력 커넥터와 유연한 알루미늄 연결의 광범위한 사용이 크게 촉진되었습니다.

 

 

새로운 에너지 차량의 급속한 성장으로 인해 알루미늄 도체 및 버스바에 대한 전 세계 수요가 계속 증가하고 있습니다. 업계 예측에 따르면 2030년까지 신에너지 차량의 알루미늄 사용량은 2020년에 비해 3배 이상 증가할 것으로 예상됩니다.

 

앞으로 알루미늄 버스바 제조업체는 다음 영역에 더 중점을 둘 것입니다.

 

높은-전도율 알루미늄 합금 사용(예: 6101 및 6061 시리즈)

모듈형 및 지능형 부스바 시스템 설계 구현

녹색 생산 및 재활용 시스템 개발을 촉진합니다.

 

생산 공정의 성숙과 표준화로 인해 맞춤형 알루미늄 버스바와 알루미늄 유연한 연결이 신에너지 차량 전기 시스템의 주류 선택이 되어 경량화, 전기화, 지속 가능한 개발의 심층 통합이 더욱 촉진될 것입니다.

 

 

알루미늄을 사용하는 것은 모서리를 자르는 것이 아닙니다. 오히려 더 높은 효율성, 더 가벼운 무게, 환경 친화성을 향한 업계 업그레이드를 나타냅니다. 에서알루미늄 공통로유연한 알루미늄 연결에 이어 주석{0}}도금 알루미늄 버스바 및 고성능 합금 시리즈(예: 6101 T61 알루미늄 버스바 및 6061 알루미늄 버스바)에 이르기까지 신에너지 차량의 전기 연결 시스템에 알루미늄을 적용하는 것은 전 세계 제조 산업이 지능과 지속 가능성을 향해 나아가는 데 중요한 지원이 되었습니다.