Actualmente, el peso de los cables de cobre en los arneses de cableado automotriz representa el 75 %. Dado que la tendencia futura de desarrollo de los arneses de cableado automotriz es más ligera y delgada, se utilizará cada vez menos cable de cobre. Actualmente, el principal método para reemplazar el cable de cobre es... alambre de aluminio En lugar de alambre de cobre.
Ventajas de aplicar conductores de aluminio en automóviles
El cable de aluminio (Al) es aproximadamente dos tercios más ligero que el de cobre (Cu), y este material ligero reduce el peso total del mazo de cables. Incluso considerando la relación entre conductividad y densidad, un cable de aluminio con la misma resistencia eléctrica sigue siendo aproximadamente un 50 % más ligero que un cable de cobre equivalente.
Además de ser más ligero, el alambre de aluminio es un material base abundante y fácilmente disponible para la conducción eléctrica. En comparación, el alambre de cobre tiene recursos limitados y es un metal de inversión. Esto significa que el precio del alambre de aluminio será relativamente estable y mucho más bajo que el del alambre de cobre, y su costo estará mejor controlado.
Desde la perspectiva del costo de instalación, debido a que el cable de aluminio es relativamente liviano, no requiere puentes ni tuberías durante el proceso de instalación, lo que puede ahorrar una gran cantidad de materiales de instalación, ahorrando entre un 20% y un 50% del costo de instalación en comparación con los cables de cobre.
Dificultades técnicas en la aplicación de cables de aluminio a los automóviles
Aunque el alambre de aluminio tiene las ventajas de ser ligero y económico, rara vez se utiliza en automóviles, y el alambre de aluminio de diámetro pequeño apenas se utiliza. Esto se debe principalmente a que los alambres de cobre de 0.35 mm² y 0.5 mm² son los más utilizados en los arneses de cableado de automóviles, y la tecnología existente no puede resolver por completo los problemas de rendimiento mecánico y eléctrico de los alambres de aluminio de diámetro pequeño, por lo que es limitada. Las dificultades técnicas específicas en la aplicación del alambre de aluminio son las siguientes:
La conductividad del alambre de aluminio es aproximadamente el 60% de la de los alambres de cobre, por lo que la capacidad de corriente relativa es relativamente baja.
La resistencia mecánica del cable de aluminio es solo un tercio de la del cable de cobre, lo que afectará la fuerza de extracción del engarce del terminal.
Se forma fácilmente una película de óxido en la superficie del alambre de aluminio, y la capa de óxido tiene propiedades aislantes, lo que provocará un aumento en la resistencia al engarce.
La diferencia de potencial entre los electrodos de cobre y aluminio es de aproximadamente 2 V. Si el terminal de cobre se engarza con un cable de aluminio, cuando la conexión entre ambos se encuentra en un ambiente húmedo y un medio químico se disuelve en vapor de agua para formar un electrolito, el aluminio se convierte en el electrodo negativo. El cobre es el electrodo positivo de la batería principal, por lo que el aluminio con potencial negativo se corroe y se disuelve, es decir, se produce corrosión electroquímica.
El método de conexión del cable de aluminio utilizado en automóviles.
Hay tres maneras de conectar el cable de aluminio. Las tres siguientes son adecuadas para conexiones de cobre y aluminio.
- Soldadura de metales por ultrasonidos
El principio de la soldadura ultrasónica de metales es utilizar la energía de vibración de la frecuencia ultrasónica (20-40 kHz) para transmitir ondas de vibración a las superficies de dos objetos metálicos a soldar y, bajo presión estática, las dos superficies metálicas se frotan entre sí para formar una fusión de capas moleculares entre ellas.
- Soldadura por fricción
Como su nombre indica, la soldadura por fricción utiliza principalmente la fricción. Aunque la superficie metálica parece muy lisa, a nivel microscópico es muy irregular. Cuando dos bloques de metal rozan, la superficie rugosa genera mucha energía térmica debido al movimiento relativo. Si se acelera la velocidad del movimiento relativo y se aplica simultáneamente una gran presión, el calor generado puede fundir el metal y esperar a que se enfríe. Las dos piezas metálicas se unen.
- Soldadura de plasma
La soldadura por plasma es un método de soldadura que utiliza un arco de plasma como fuente de calor para fundir la unión de dos metales.
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