"Substituir o cobre por alumínio não é uma substituição material simples, mas uma revolução sistemática baseada na inovação material fundamental", comentou um especialista do setor sobre o recente avanço tecnológico na indústria do cheiro de fiação. Após anos de pesquisa, o desafio técnico de substituir o cobre pelo alumínio, que atormentou a indústria automotiva há mais de 20 anos, foi finalmente superada. Esse avanço está definido para remodelar a indústria global de arnês de fiação automotiva e estabelecer uma base crucial para as montadoras chinesas ganharem uma vantagem competitiva no mercado internacional.
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01 gargalos de recursos e pressões de custo
À medida que o veículo global de novos veículos energéticos (NEV) experimenta um rápido desenvolvimento, peso leve, baixas emissões de carbono e redução de custos se tornaram focos competitivos essenciais. O uso de cobre em veículos elétricos puros (VEs) é superior a 60 kg, o que é de 3 a 4 vezes o dos veículos tradicionais do motor de combustão interna (ICE). A China, como o maior mercado mundial de NEV, depende muito de cobre importado, com um déficit anual de 800.000 toneladas. Esta situação apresenta sérios desafios à estabilidade da segurança e da cadeia de suprimentos de recursos.
A combinação de uma crise de recursos de cobre e pressões de custo torna extremamente urgente encontrar materiais alternativos. As flutuações dos preços de mercado aumentam ainda mais a dificuldade de controlar os custos de produção para veículos inteiros.
02A Desafio técnico não resolvido de uma década
O alumínio tem vantagens como reservas de baixo custo, baixa densidade e abundantes. O preço do alumínio é apenas um terço do de cobre e é mais leve com um suprimento rico. No entanto, devido a restrições técnicas como fluência e corrosão eletroquímica, essa solução de substituição de material, que foi realizada por mais de duas décadas, ainda possui defeitos e não pode ser amplamente aplicada em automóveis.
As deficiências de desempenho do alumínio em termos de condutividade elétrica, resistência à fluência e corrosão eletroquímica, especialmente os problemas de confiabilidade quando usados em sistemas de fiação automotiva de baixa tensão, não foram fundamentalmente resolvidos. O alumínio da série 1xxx, comumente usado na indústria, exibe fluência e força mecânica fraca. O alumínio da série 6xxx, por outro lado, sofre de falha de alta temperatura, com sua força mecânica diminuindo acentuadamente acima de 125 ° C, representando um risco de uso a longo prazo e potencial quebra em sistemas de fiação de alta pressão.
03 Avanço histórico alcançado
Este ano, a indústria finalmente alcançou uma inovação histórica no alumínio que substitui a tecnologia de cobre. Ao projetar materiais de liga de alumínio no nível atômico, resolveu fundamentalmente os problemas de falha de fluência de materiais de alumínio em altas temperaturas e corrosão eletroquímica quando conectadas ao cobre. A nova liga de alumínio mantém propriedades mecânicas estáveis a 180 ° C, com desempenho de fluência se aproximando do de cobre puro. Após 300 horas de teste microscópico, durante a Fase 1 a Primeira Fase 2 da Creep, apenas micro-portos relativamente isolados foram observados, sem vazios contínuos.
Por trás desse avanço tecnológico, há seis anos de investimento digital de P&D digital dedicado. A equipe de P&D integrou tecnologias de IA, como gráficos de conhecimento, simulação computacional, aprendizado de máquina e gêmeos digitais para criar um modelo especializado de aplicativos de inteligência artificial em larga escala.
04 benefícios econômicos e sociais significativos
Após a promoção abrangente da substituição da tecnologia de cobre, cada veículo pode reduzir seu uso de cobre em aproximadamente 10 kg, resultando em uma redução de custo de 10% e perda significativa de peso para todo o veículo. Com base na atual taxa de crescimento das vendas de veículos de novas energia, espera-se que essa tecnologia abra um espaço de mercado no valor de 36 a 48 bilhões de yuan para novos materiais em arreios de fiação de baixa tensão. Em termos de benefícios ambientais, pode reduzir as emissões de dióxido de carbono em cerca de 850.000 toneladas anualmente. A substituição de cobre pelo alumínio aliviará efetivamente o risco estratégico associado à alta dependência da China de recursos de cobre importados, promovendo a transformação da cadeia da indústria em relação a ser mais eficiente em termos de recursos e ecológicos.
Atualmente, os materiais de substituição de alumínio entraram na fase de validação em várias principais montadoras e fornecedores de nível 1, com produção em massa e integração de veículos esperados até o final de 2026.
05 Novo modelo de co-criação do ecossistema
Esse avanço tecnológico adotou o modelo de "co-criação do ecossistema". Ao colaborar com empresas líderes em materiais, equipamentos, conectores e arnês de fiação, foram alcançados um sistema de tecnologia de circuito fechado e uma rápida implementação. A resolução de problemas sistêmicos não pode ser realizada trabalhando isoladamente; Somente através da cooperação das principais empresas em vários segmentos da cadeia industrial, os desafios tecnológicos são superados e as aplicações em larga escala realizadas. Esse modelo colaborativo não apenas reduziu o ciclo de desenvolvimento do produto (em mais de 40% em comparação com os métodos tradicionais), mas também promoveu a padronização e modularização do mercado de arnês de fiação automotiva. O modelo do ecossistema fornece uma referência para a inovação em outros campos tecnológicos, demonstrando como os avanços na tecnologia podem ser alcançados através da colaboração da cadeia industrial.
06Os perspectivas futuras de aplicação são amplas.
À medida que a demanda por chicotes de fiação de alta tensão e transmissão de dados de alta velocidade continua a crescer, a substituição do alumínio por cobre se estenderá a mais campos. Até 2030, espera -se que a taxa de penetração de alumínio nos chicotes de fiação automotiva atinja 65%. Essa transição não apenas reduz o custo de fabricação por veículo em aproximadamente 800-1200 yuan, mas também leva a cadeia de valor industrial para um modelo de conservação de recursos e ambientalmente amigável, alinhando-se profundamente aos objetivos estratégicos nacionais de "carbono duplo". A indústria continuará a expandir a aplicação do alumínio como substituto do cobre em cabos de fiação de alta tensão, cabos de alta velocidade e alta frequência, desbloqueando ainda mais o potencial da substituição do material. No futuro, a tecnologia de substituição de cobre por alumínio pode se estender além do novo setor de veículos energéticos, fornecendo soluções para uma ampla gama de aplicações de conexão elétrica.
