"Reemplazar el cobre con aluminio no es una sustitución de materiales simple, sino una revolución sistemática basada en la innovación fundamental de materiales", comentó un experto de la industria sobre el reciente avance tecnológico en la industria del arnés de cableado. Después de años de investigación, el desafío técnico de reemplazar el cobre con aluminio, que ha afectado a la industria automotriz durante más de 20 años, finalmente se ha superado. Este avance está listo para remodelar la industria del arneses de cableado automotriz global y establecer una base crucial para que los fabricantes de automóviles chinos obtengan una ventaja competitiva en el mercado internacional.
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01 cuellos de botella de recursos y presiones de costos
A medida que la industria mundial de la industria del nuevo vehículo de energía (NEV) experimenta un rápido desarrollo, el peso ligero, las bajas emisiones de carbono y la reducción de costos se han convertido en enfoques competitivos clave. El uso de cobre en vehículos eléctricos puros (EV) es de más de 60 kilogramos, que es de 3 a 4 veces el de los vehículos tradicionales de combustión interna (hielo). China, como el mercado NEV más grande del mundo, depende en gran medida del cobre importado, con un déficit anual de 800,000 toneladas. Esta situación plantea serios desafíos para la seguridad de los recursos y la estabilidad de la cadena de suministro.
La combinación de una crisis de recursos de cobre y presiones de costos hace que sea extremadamente urgente encontrar materiales alternativos. Las fluctuaciones de los precios del mercado aumentan aún más la dificultad de controlar los costos de producción para vehículos enteros.
02A Desafío técnico sin resolver de una década de duración
El aluminio tiene ventajas como bajo costo, baja densidad y abundantes reservas. El precio del aluminio es solo un tercio del cobre, y es más ligero en peso con un suministro rico. Sin embargo, debido a las limitaciones técnicas como la fluencia y la corrosión electroquímica, esta solución de sustitución de material, que se ha realizado durante más de dos décadas, todavía tiene defectos y no puede aplicarse ampliamente en los automóviles.
Las deficiencias de rendimiento del aluminio en términos de conductividad eléctrica, resistencia a la fluencia y corrosión electroquímica, especialmente los problemas de confiabilidad cuando se usan en sistemas de cableado de bajo voltaje automotrices, no se han resuelto fundamentalmente. El aluminio de la serie 1xxx, comúnmente utilizado en la industria, exhibe una resistencia mecánica de fluencia y débil. El aluminio de la serie 6xxx, por otro lado, sufre de falla de alta temperatura, con su resistencia mecánica que disminuye bruscamente por encima de 125 ° C, lo que representa un riesgo de uso a largo plazo y posibles roturas en los sistemas de cableado de alta presión.
03 BOLDRORICO ACTIVO
Este año, la industria finalmente logró un avance histórico en aluminio que reemplaza la tecnología de cobre. Al diseñar materiales de aleación de aluminio a nivel atómico, resolvió fundamentalmente los problemas de falla de fluencia de los materiales de aluminio a altas temperaturas y corrosión electroquímica cuando se conectó al cobre. La nueva aleación de aluminio mantiene propiedades mecánicas estables a 180 ° C, con un rendimiento de fluencia que se acerca al de cobre puro. Después de 300 horas de pruebas microscópicas, durante la fase 1 a la fase temprana de la fluencia, solo se observaron micro-poros relativamente aislados, sin vacíos continuos.
Detrás de este avance tecnológico hay seis años de inversión de I + D digital dedicada. El equipo de I + D integró tecnologías de IA, como gráficos de conocimiento, simulación computacional, aprendizaje automático y gemelos digitales para construir un modelo especializado de aplicaciones de inteligencia artificial a gran escala.
04 beneficios económicos y sociales significativos
Después de la promoción integral de la tecnología de cobre de reemplazo de aluminio, cada vehículo puede reducir su uso de cobre en aproximadamente 10 kilogramos, lo que resulta en una reducción de costos del 10% y una pérdida de peso significativa para todo el vehículo. Basado en la tasa de crecimiento actual de las nuevas ventas de vehículos energéticos, se espera que esta tecnología abra un mercado de mercado por valor de 36 a 48 mil millones de yuanes para nuevos materiales en arneses de cableado de bajo voltaje. En términos de beneficios ambientales, podría reducir las emisiones de dióxido de carbono en aproximadamente 850,000 toneladas anuales. Reemplazar el cobre con aluminio aliviará efectivamente el riesgo estratégico asociado con la alta dependencia de China de los recursos de cobre importados, promoviendo la transformación de la cadena de la industria hacia ser más eficientes en recursos y respetuosos con el medio ambiente.
Actualmente, los materiales de reemplazo de aluminio han ingresado a la fase de validación en varios fabricantes de automóviles y proveedores de nivel 1 importantes, con la producción en masa y la integración del vehículo que se espera a fines de 2026.
05 Nuevo modelo de co-creación del ecosistema
Este avance tecnológico adoptó el modelo de "co-creación del ecosistema". Al colaborar con empresas líderes en materiales, equipos, conectores y arneses de cableado, se logró un sistema de tecnología de circuito cerrado y una implementación rápida. Resolver problemas sistémicos no se puede lograr trabajando de forma aislada; Solo a través de la cooperación de las empresas líderes en varios segmentos de la cadena industrial se puede superar los desafíos tecnológicos y las aplicaciones a gran escala se realizan. Este modelo de colaboración no solo acortó el ciclo de desarrollo de productos (en más del 40% en comparación con los métodos tradicionales) sino que también promovió la estandarización y modularización del mercado de arneses de cableado automotriz. El modelo del ecosistema proporciona una referencia para la innovación en otros campos tecnológicos, lo que demuestra cómo se pueden lograr los avances en la tecnología a través de la colaboración de la cadena industrial.
06 Las perspectivas futuras de aplicaciones son amplias.
A medida que la demanda de arneses de cableado de alto voltaje y la transmisión de datos de alta velocidad continúan creciendo, la sustitución del aluminio por el cobre se extenderá a más campos. Para 2030, se espera que la tasa de penetración de aluminio en los arneses de cableado automotriz alcance el 65%. Esta transición no solo reduce el costo de fabricación por vehículo en aproximadamente 800-1200 yuanes, sino que también conduce la cadena de valor industrial hacia un modelo que conserva recursos y ecológicos, alineándose profundamente con los objetivos estratégicos nacionales "duales de carbono". La industria continuará expandiendo la aplicación de aluminio como sustituto del cobre en arneses de cableado de alto voltaje, cables de alta velocidad y alta frecuencia, desbloqueando aún más el potencial de sustitución del material. En el futuro, la tecnología de reemplazar el cobre con aluminio puede extenderse más allá del nuevo sector de vehículos de energía, proporcionando soluciones para una gama más amplia de aplicaciones de conexión eléctrica.
