铝导体电缆在汽车上的应用
关于铝合金电缆的应用

关于铝合金电缆的应用1、《住宅建筑电气设计规范》 JGJ 242-20116.4.1 住宅套内的电源线应选用铜材质导体。
故:住宅套内均应选用铜线,不能选用铝合金电缆。
2、《民用建筑电气设计规范》 JGJ 16-200813.10.1 消防线路的导线选择及其敷设,应满足火灾时连续供电或传输信号的需要。
所有消防线路,应为铜芯导线或电缆。
故:楼内消防负荷(消防风机、消防电梯、消防水泵、应急照明等消防负荷)均应选用铜线,不能选用铝合金电缆。
3、《住宅建筑电气设计规范》 JGJ 242-20117.2.3 敷设在钢筋混凝土现浇楼板内的线缆保护导管最大外径不应大于楼板厚度的1 / 3 ,敷设在垫层的线缆保护导管最大外径不应大于垫层厚度的1 / 2 。
线缆保护导管暗敷时,外护层厚度不应小于1 5 mm ;消防设备线缆保护导管暗敷时,外护层厚度不应小于3 0 m m故:从电表箱至户内配电箱间导线若换成铝合金电缆则需要铝合金电线2*16+E16需穿SC32管(外径40mm),一般住宅标准层板厚为100mm,且还有消防、弱电管线的交叉,换成铝合金电线后,结构专业不允许SC32管在板内敷设,即使允许敷设,也会致使外护层厚度小于15mm,会造成结构板裂缝。
不建议换。
3、《民用建筑电气设计规范》 JGJ 16-20087.4.1 低压配电导体选择应符合下列规定:1 电缆、电线可选用铜芯或铝芯,民用建筑宜采用铜芯电缆或电线;下列场所应选用铜芯电缆或电线:1)易燃、易爆场所;(变配电室不能换)2)重要的公共建筑和居住建筑;3)特别潮湿场所和对铝有腐蚀的场所;(换热站水泵房不能换)4)人员聚集较多的场所;(活动中心、商业属于人员聚集较多场所不能换)5)重要的资料室、计算机房、重要的库房;(小区消防控制室、弱电总机房、监控室不能换)6)移动设备或有剧烈振动的场所;(发电机房不能换)7)有特殊规定的其他场所。
综上所述:1、 电业负荷(住户用电)室外部分及楼内预分支电缆,在当地电力局允许且满足载流量及易于敷设的条件下,可换成铝合金电缆。
新能源车电机高压电缆平方选择计算

新能源车电机高压电缆平方选择计算随着新能源汽车的迅速发展,电动汽车市场逐渐成为汽车市场的一大趋势。
而作为电动汽车的核心部件之一,电机的性能和效率对整车的续航里程和性能有着至关重要的影响。
而在电动汽车的电机系统中,高压电缆作为电机和电池之间的连接器,其材料和截面积的选择对电机功率输出和系统安全性有着直接的影响。
在选择高压电缆的平方时,需要考虑多方面因素,如电流负载、电缆长度、材质和散热条件等。
下面我们就来简要分析一下如何进行高压电缆平方的选择计算。
一、电流负载电动汽车的电机一般需要能够承受较大的电流负载,特别是在加速和爬坡等高负荷情况下。
因此,选择高压电缆的平方数时,需要根据电机的最大输出功率和额定工作电流来计算其所需的导体截面积。
一般来说,导体截面积越大,电流负载能力就越强。
二、电缆长度高压电缆的长度也是影响其导体截面积选择的一个重要因素。
长距离的高压电缆会导致电流的损耗和线路的电阻升高,因此在选择电缆平方时,需要根据实际的布线长度和距离来进行合理的计算。
一般来说,较长的电缆需要选择较大的导体截面积,以降低线路的电阻和损耗。
三、材质和散热条件高压电缆的材质和散热条件也会对其导体截面积的选择产生影响。
常见的高压电缆材质有铜导体和铝导体,其导体截面积的选择会根据其导电性能和散热条件来进行合理计算。
一般来说,铜导体的导体截面积相对较小,但其导电性能优秀,能够更好地承载大电流负载;而铝导体的导体截面积相对较大,但其散热性能更好,适合长距离的布线和高温环境。
四、计算方法选择高压电缆的平方时,可以采用以下的计算方法:1. 首先根据电机的最大输出功率和额定电流来计算电缆的负载电流;2. 然后根据电缆的实际长度和布线距离来计算线路的电阻和损耗;3. 最终根据高压电缆的材质和散热条件来选择合适的导体截面积。
下面以一个简单的例子来进行计算:假设电动汽车的电机最大功率为100kW,额定工作电流为200A,电缆长度为10m。
电线电缆导体介绍

电线电缆导体介绍1. 导体的定义导体是指能够传导电流的材料。
在电线电缆中,导体承担着输送电流的重要角色。
导体的选择和性能直接影响着电线电缆的导电能力、导电稳定性、耐热性等特性。
2. 导体的分类2.1 金属导体金属导体是电线电缆中最常用的导体类型。
常见的金属导体包括铜导体和铝导体。
•铜导体:铜是一种优质的导电材料,具有良好的导电性能,导电能力较强。
在电线电缆中,铜导体常用于要求高导电性能的场合,如高功率设备和电力输送线路。
•铝导体:铝是一种轻便的导电材料,具有较高的导电能力。
铝导体常用于低压和中压电力输送线路,具有良好的经济性和可塑性。
2.2 合金导体合金导体是由两种或多种金属元素组成的导体材料。
合金导体通常具有比单一金属导体更优异的导电性能和热稳定性。
常见的合金导体有:•铜合金导体:铜合金导体具有优异的导电性能,抗氧化性能较好。
铜合金导体常用于高温环境下或要求高导电性能的场合。
•铝镁合金导体:铝镁合金导体是一种轻便的导电材料,具有较高的导电能力和良好的抗腐蚀性能。
铝镁合金导体常用于中低压电力输送线路。
2.3 特殊导体除了金属导体和合金导体外,电线电缆中还存在一些特殊导体。
•银涂导体:银涂导体是一种将铝或铜导体表面涂覆一层银材料的导体。
银涂导体具有良好的导电性能和抗氧化性能,能够有效降低传输能量损耗。
•镀锡导体:镀锡导体是一种将铜导体表面涂覆一层锡材料的导体。
镀锡导体具有良好的耐腐蚀性能和易焊接性能,常用于电子设备的连接线。
3. 导体的性能指标3.1 电导率电导率是衡量导体导电性能的重要指标,通常用导体单位长度单位跨面积的电阻来表示。
电导率越高,导体的导电性能越好。
3.2 抗拉强度抗拉强度是指导体在受到拉伸时能够承受的最大拉力。
抗拉强度越高,表示导体的拉伸能力越强,能够在不易断裂的情况下承受更大的拉力。
3.3 耐热性能耐热性能是指导体能够在高温环境下保持稳定的导电性能。
在一些高温场合或长时间高负载的工作环境中,耐热性能成为导体的重要考量指标。
铝芯电缆技术规格标准

铝芯电缆技术规格标准铝芯电缆是一种常见的电力电缆材料,主要用于输电和配电系统中。
为了确保铝芯电缆的质量和技术性能,制定了一系列的技术规格标准。
以下是一份关于铝芯电缆技术规格标准的2000字文档。
铝芯电缆技术规格标准一、产品概述铝芯电缆是一种采用铝合金作为导体的电力电缆,具有轻质、良好的导电性能和抗腐蚀性能,广泛应用于输电和配电系统中。
本标准适用于各类交流额定电压35kV及以下的铝芯电缆。
二、产品分类及型号根据用途和结构不同,铝芯电缆可分为电力电缆、控制电缆等各类产品。
产品型号按照国家标准GB/T 12706进行编制。
三、技术要求1. 导体电阻:铝芯电缆的导体电阻应符合国家标准GB/T 3956的要求,导体截面应均匀,电阻应稳定。
2. 绝缘电阻:铝芯电缆的绝缘电阻应符合国家标准GB/T 2951.11的要求,绝缘电阻应满足设定值,且应保持稳定。
3. 外护层:铝芯电缆的外护层应具有较好的机械强度、抗老化性能和耐腐蚀性能,符合国家标准GB/T 2951.31的要求。
4. 整体结构:铝芯电缆应具有合理的整体结构,导体与绝缘层、外护层之间应紧密结合,无空隙和松动现象。
5. 包装标识:铝芯电缆的包装标识应标明产品型号、规格、生产日期、生产厂家等重要信息,符合国家标准GB/T 24684的要求。
四、检验方法1. 导体电阻检验:采用四线法测量导体电阻,按照国家标准GB/T 3048.1进行检验。
2. 绝缘电阻检验:采用绝缘电阻测试仪进行检验,按照国家标准GB/T 2951.11进行检验。
3. 外护层检验:采用拉伸试验、冲击试验等方法进行外护层的检验,符合国家标准GB/T 2951.31的要求。
4. 包装标识检验:对铝芯电缆的包装标识进行目视检验和记录,确保标识的准确性和完整性。
五、贮存与运输1. 铝芯电缆应存放在干燥通风的库房内,远离酸、碱等腐蚀性物质。
2. 在运输过程中,应轻装轻卸,避免剧烈震动和挤压,防止包装破损造成铝芯电缆损坏。
浅谈铜包铝电缆的特点及应用前景

浅谈铜包铝电缆的特点及应用前景铜包铝电缆是一种以铝为导体,外包覆一层铜的电缆产品,它结合了铜和铝的优点,具有一些独特的特点和广阔的应用前景。
本文将就铜包铝电缆的特点及其应用前景进行浅谈。
一、铜包铝电缆的特点1.导电性能优异:铜包铝电缆的铜层能够提供优良的导电性能,而铝内芯则具备较高的物理强度和轻量化优势。
因此,铜包铝电缆既能满足输电需求,又能有效降低电网的重量,提高电网的传输能力。
2.良好的耐蚀性:由于外层覆盖了一层铜涂层,铜包铝电缆在环境中的耐蚀性更强。
特别是在潮湿、酸性或碱性环境中,铜包铝电缆能够有效抵御腐蚀、氧化等问题,提高电缆的使用寿命。
3.成本优势显著:相较于纯铜电缆,铜包铝电缆的制造成本要低得多。
铝资源相对丰富,价格相对低廉,而铜资源稀缺,价格相对较高。
采用铜包铝电缆可以有效降低材料成本,提高电网建设的经济效益。
4.良好的防火性能:铜包铝电缆的铝芯属于非可燃材料,具有良好的防火性能。
在遇到火灾等极端情况时,铜包铝电缆能够自我阻燃,起到保护线路和周围设备的作用,减少火灾事故对电网的损害。
二、铜包铝电缆的应用前景1.城市电力建设:随着城市化进程的不断加快,城市电力需求不断增长。
铜包铝电缆以其成本低、导电性好的特点,成为城市电力建设的重要选择。
它能够满足大规模供电的需求,同时又提高电网的传输能力和使用寿命,对城市电网的可靠性提供了有力支持。
2.新能源发电:在新能源领域,如太阳能、风能等电力发电方式中,铜包铝电缆的轻量化和优异导电性能非常适合用于输电线路的搭建。
它能够减少输电损耗,提高能源利用效率,为新能源发电的可持续发展提供了技术支持。
3.交通运输领域:铜包铝电缆的轻质化特点使其在交通运输领域应用广泛。
例如,在地铁、高铁等城市轨道交通系统中,铜包铝电缆能够减轻线缆的自重,提高电能输送效率,同时还能满足大电流的输送需求。
4.冶金行业:冶金行业对电力需求较大,而铜包铝电缆的优越性能使其在冶金行业有着广泛的应用。
电缆导体分类

电缆导体分类一、概述电缆是一种将电力信号或数据信号进行传输的装置,由多种组件构成,其中导体起着十分重要的作用。
导体作为电缆的核心部分,用于传送电能或信号。
根据不同的要求,导体可以分为不同类型,以满足各种应用场景的需求。
二、导体的分类根据导体的材料、结构和用途,可以将导体分为多个不同的类别。
下面将详细介绍几种常见的导体分类。
2.1 金属导体金属导体是最常见的一种导体类型,常用的金属导体有铜和铝。
铜是一种优秀的导体,具有良好的导电性能和导热性能,因此在许多电缆中被广泛应用。
铝导体相对于铜导体来说,具有较低的成本,因此在一些低压电缆和输电线路中也得到了广泛应用。
2.2 非金属导体非金属导体主要是指一些不含金属成分的材料,如纯聚合物导体和纯电解质导体。
这类导体不仅具有良好的导电性能,而且具有一定的抗腐蚀性能,适用于某些特殊环境下的电缆。
2.3 合金导体合金导体是由两种或多种金属组合而成的导体材料。
合金导体具有优越的导电和导热性能,同时也具有较高的强度和硬度。
在某些高温或特殊环境下的电缆中,合金导体被广泛应用。
三、导体的结构分类除了根据导体的材料分类外,还可以根据导体的结构分为不同类型。
下面将介绍一些常见的结构分类。
实心导体是指由一根或多根金属线组成的导体,线芯为一个固体导体。
这种导体通常被用于低压电缆和一些特殊应用场景,具有较高的导电能力。
3.2 铜包铝导体铜包铝导体是指由一根铝芯和一层铜包覆层组成的导体。
这种导体兼具铜导体和铝导体的优点,既有良好的导电性能,又具有较低的成本。
因此,在某些中高压电缆中得到广泛应用。
3.3 铝合金导体铝合金导体是由铝和其他金属合金化得到的材料所构成的导体。
这种导体具有良好的机械性能和导电性能,常用于高温或高压环境下的电缆中。
3.4 铜包钢导体铜包钢导体是由一根或多根钢丝芯和一层铜包覆层组成的导体。
这种导体不仅具有良好的导电性能,还具有较高的强度和耐张性能,被广泛应用于中高压电缆和电力输电线路中。
控制电缆分类
控制电缆分类控制电缆是一种用于传输信号、数据或电力的电缆。
它在现代工业和生活中起着至关重要的作用。
控制电缆的分类可以根据不同的特性和用途进行划分。
本文将介绍几种常见的控制电缆分类。
一、按导体材料分类1. 铜导体电缆:铜导体电缆是最常见的一种控制电缆,因为铜具有良好的导电性能和机械强度,适用于大多数工业和商业应用。
2. 铝导体电缆:铝导体电缆相对于铜导体电缆来说,价格更为经济实惠。
但由于其导电性能较差,需要使用更大的截面积才能传输相同的电流。
3. 铜包铝电缆:铜包铝电缆是一种将铜包覆在铝导体上的电缆。
它综合了铜导体电缆和铝导体电缆的优点,既具有良好的导电性能,又具有相对较低的成本。
二、按绝缘材料分类1. PVC绝缘电缆:PVC绝缘电缆是一种常用的控制电缆,因为PVC 具有良好的绝缘性能和经济性。
它适用于大多数室内应用,但在高温环境下会出现熔化的风险。
2. XLPE绝缘电缆:XLPE绝缘电缆采用交联聚乙烯作为绝缘材料,具有更高的耐热性和耐化学腐蚀性。
因此,它适用于更苛刻的环境条件,如户外和地下应用。
3. 橡胶绝缘电缆:橡胶绝缘电缆具有良好的柔韧性和耐磨性,适用于需要频繁移动或弯曲的场合,如舞台设备、机械设备等。
三、按屏蔽材料分类1. 无屏蔽电缆:无屏蔽电缆是最常见的一种控制电缆,它只有一个导体层,不具备抗干扰的能力,适用于一般的低干扰环境。
2. 铝箔屏蔽电缆:铝箔屏蔽电缆在绝缘层外部加上一层铝箔作为屏蔽层,可以有效地阻挡外界干扰信号,提高信号传输的稳定性。
3. 编织屏蔽电缆:编织屏蔽电缆在绝缘层外部加上一层编织铜丝或铝丝作为屏蔽层,具有更好的抗干扰能力,适用于高干扰环境,如工厂内部的电磁干扰较大的场所。
四、按外护层材料分类1. PVC护套电缆:PVC护套电缆具有良好的耐候性和耐腐蚀性,适用于室内和室外应用,但在高温环境下会有熔化的风险。
2. PE护套电缆:PE护套电缆采用聚乙烯材料制成,具有更高的耐热性和耐化学腐蚀性,适用于户外和地下应用。
铜包铝电缆规格
铜包铝电缆规格铜包铝电缆是一种常用的电力电缆,由铜包铝导体和绝缘层组成。
铜包铝电缆具有良好的导电性能和抗腐蚀性能,广泛应用于电力输送和工业领域。
本文将介绍铜包铝电缆的规格及其特点。
一、导体规格铜包铝电缆的导体由铜包铝丝组成,铜包铝丝由一层铜包覆在铝丝表面。
铜包铝电缆的导体规格通常以截面积来表示,常见的规格有10mm²、16mm²、25mm²、35mm²等。
导体规格的选择应根据具体的用途和负载电流来确定。
二、绝缘层材料铜包铝电缆的绝缘层通常采用聚乙烯或交联聚乙烯。
聚乙烯绝缘层具有良好的绝缘性能和耐高温性能,适用于一般场合。
交联聚乙烯绝缘层具有更高的耐热性和耐电压能力,适用于高温环境或对电缆要求更高的场合。
三、外护层材料铜包铝电缆的外护层通常采用聚氯乙烯或聚乙烯。
聚氯乙烯外护层具有良好的耐腐蚀性和耐磨性,适用于室外安装或有腐蚀性介质的场合。
聚乙烯外护层具有较好的绝缘性能和柔软性,适用于室内安装或对电缆柔软性要求较高的场合。
四、电缆标准铜包铝电缆的生产和质量标准通常参照国家标准或行业标准,如GB/T 12706、IEC 60502等。
这些标准规定了铜包铝电缆的技术要求、试验方法和质量控制要求,确保了铜包铝电缆的安全可靠性能。
五、电缆特点1.导电性能好:铜包铝电缆的导体由铜包铝丝组成,铜的导电性能优于铝,使铜包铝电缆具有较低的电阻和较好的导电性能。
2.耐腐蚀性好:铜包铝电缆的铜包层能够有效防止铝丝与外界环境接触,具有较好的耐腐蚀性能,适用于腐蚀性介质环境。
3.重量轻:相比纯铜导体电缆,铜包铝电缆由于铝丝的使用,具有较轻的重量,便于安装和维护。
4.价格低廉:相比纯铜导体电缆,铜包铝电缆的制造成本较低,价格相对较低,适用于经济压力较大的工程项目。
六、应用领域铜包铝电缆适用于电力输送、工矿企业、建筑、冶金等领域。
在电力输送方面,铜包铝电缆可以用于中低压电力输送线路,满足不同负载要求。
铝电缆 调差
铝电缆调差铝电缆调差是指通过一系列技术手段和工艺操作,调整铝电缆的电气性能和物理性能,以满足特定的应用需求和技术规范要求。
铝电缆作为传输电力和信号的重要导线材料,对于实现电能的远距离传输和保障系统的安全运行至关重要。
下面,我将从材料选择、工艺控制和现场检测三个方面介绍铝电缆调差的相关内容。
首先,材料选择是铝电缆调差的基础。
铝电缆采用的铝制导体是铝电缆电气性能的核心因素。
常见的铝制导体有纯铝、铝合金和上线导体(CTS),每种导体材料都有其特定的特性和适用范围。
纯铝导体具有良好的传导性能和机械强度,适用于一般的低压和中压电力输送。
铝合金导体则具有更高的机械强度和抗氧化性能,适用于高压和大跨越输电线路。
上线导体是一种结构精细的铝合金导体,具有较大的表面积和较低的电阻,适用于特殊的电力输送场合。
根据具体的工程项目需求,选择合适的导体材料是铝电缆调差的首要任务。
其次,工艺控制是铝电缆调差的关键环节。
工艺控制主要包括导体制造、绝缘层制造和电缆组装等环节。
导体制造是铝电缆工艺的重要一环,其目标是保证导体材料的电气性能和物理性能。
导体制造过程中的拉拔、绞合和退火等工艺操作对导体的电阻、导体截面和机械强度等性能指标具有重要影响,需要通过合理的工艺控制来实现。
绝缘层制造主要是在导体表面包覆绝缘材料,用于阻隔外界环境和导体之间的电流或信号传输。
绝缘层制造的工艺控制包括材料选择、厚度控制和包覆性能检测等环节。
电缆组装是将导体和绝缘层按一定的顺序组装在一起,形成完整的电缆结构。
电缆组装的工艺控制包括导线排列、保护层装置和接地装置等方面,需要严格按照图纸和规范要求进行。
最后,现场检测是铝电缆调差的重要手段。
在铝电缆调差过程中,现场检测可以帮助工程师发现问题和解决问题。
常见的现场检测方法包括电气性能检测、机械性能检测和外观检测等。
电气性能检测主要是通过测量电阻、绝缘电阻和绝缘电压等指标,来评估铝电缆的传导性能和绝缘性能是否合格。
仪表电缆选型及应用!不收藏都后悔~
仪表电缆选型及应⽤!不收藏都后悔~仪表⼯作中,电缆也是⽐较常见的⼀种,电线电缆载流量的计算在仪表电⽓选线⽅⾯是⼀项⽐较基础性的常识知识。
那么电缆与电缆之间的区别有哪些?电缆(electric cable;power cable):通常是由⼏根或⼏组导线组成。
⼀般我们家装常⽤的有BVR电线、BVV电线、BV电线等,且⽤量较多。
⽽⼀般企业或⼤型⼯程上则使⽤VV、YJV、YJV22,ZR--YJV、NH---YJV、WDZ---BYJ电缆等型号⽤的较多。
型号开头的⼤写字母B表⽰是的导体材料为硬线,⼤写字母R则表⽰导体材料为软线。
B系列也就是硬电线系列属于布电线类,电压等级为300/500V。
R系列则表⽰为软电线类。
字母V表⽰的是PVC 聚氯⼄烯,也就是聚氯⼄烯塑料材料,⽽聚⼄烯材料则⽤Y表⽰。
L表⽰的是导体材料为铝芯。
同时,在名称最后⾯若有B,则表⽰该电线为多导体平⾏线,若表⽰为S,该电线则是多导体绞合线,也就是我们常说的花线。
1、电线电缆规格型号表常⽤电线规格型号表:BV 铜芯聚氯⼄烯绝缘电线;BLV 铝芯聚氯⼄烯绝缘电线;BVV 铜芯聚氯⼄烯绝缘聚氯⼄烯护套电线;BLVV 铝芯聚氯⼄烯绝缘聚氯⼄烯护套电线;BVR 铜芯聚氯⼄烯绝缘软线;RV 铜芯聚氯⼄烯绝缘安装软线;RVB 铜芯聚氯⼄烯绝缘平型连接线软线;BVS 铜芯聚氯⼄烯绝缘绞型软线;RVV 铜芯聚氯⼄烯绝缘聚氯⼄烯护套软线;BYR 聚⼄烯绝缘软电线;BYVR 聚⼄烯绝缘聚氯⼄烯护套软线;RY 聚⼄烯绝缘软线;RYV 聚⼄烯绝缘聚氯⼄烯护套软线电⼒电缆;VV,VLV,YJV,VV22,VLV22,YJV22;阻燃控制电缆;ZR-KVV,ZR-KVVP,ZR-KVVP22,ZR-KVVRP;通信设备电源线;RVVZ,ZRVVR 10-400mm;2、电缆型号的组成⽤途代码-不标为电⼒电缆,K为控制缆,P为信号缆;绝缘代码-Z油浸纸,X橡胶,V聚氯⼄稀,YJ交联聚⼄烯导体材料代码-不标为铜,L为铝;内护层代码-Q铅包,L铝包,H橡套,V聚氯⼄稀护套派⽣代码-D不滴流,P⼲绝缘;外护层代码特殊产品代码-TH湿热带,TA⼲热带;额定电压-单位3、电线电缆载流量计算⽅法影响载流量⼤⼩的因素有很多,并不是同⼀根电线电缆的载流量就⼀定相同。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
铝导体电缆在汽车上的应用 施爱伟 摘要:铝的导电率仅次于铜,而比重还不到铜的1/3,以铝代替传统的铜作为汽车布线的导电材料,可以大大降低车内电气布线系统的重量,减少能源消耗从而减少排放,对车辆的安全、节能和环保都有好处。铝的资源丰富,价格相对低廉 有利于车辆的成本控制。成为一个新的发展趋势。本文分析了汽车使用铝电缆的可行性,方式方法,存在的问题和解决途径。以便于汽车电气布线设计的时的优化和选型。
关键词:铝芯电缆,铝导体,铝汽车电缆,线束,电缆组件
1.引言 汽车电缆一贯是以铜作为导体材料。用铜绞线作为导体的汽车电线,具有低的电阻,高的热传导率、抗疲劳和机械强度,而且加工容易,技术成熟。近年来,铜金属的价格一升再升,使用铜金属做导体的汽车电线的成本急剧增加,我国每年需要进口大量铜,铜的价格受国际市场影响波动非常大,给汽车电气行业造成很多不确定因素。 我国铝资源极为丰富,价格相对低廉。国内电工用铝和铝合金产品品种齐全,货源充足。以铝代铜是一条降低成本的途径,适合我国的国情。 铝导体用于汽车电线不仅仅降低成本,而且也大大降低重量,对于车辆的安全节能很有好处。现代车辆技术的发展趋向于节约燃料和改善车辆的和尾气排放,另外从安全考虑将蓄电池从引擎盖下目前趋于移到储物仓中。电瓶线长度达6m,要求电阻不大于1mΩ。这两方面都直接与车辆的重量有关,这就提供了一个促进因素去研究,是否有较轻的可用在车辆上的替代物,比如铝。根据资料,轿车上每取得100公斤的质量减少,平均每100公里可节省0.35 L燃料和每公里可减少9 g二氧化碳排放。此外,这种汽车的重量减少是在不影响旅游安全的情况下完成,因此在汽车行业的铝部件的应用大大减少了环境污染,并减少通过汽车尾气管道温室气体的排放。铝的回收很容易,从而可节省95%的原铝生产所需的能源,有助于保护环境。 近年汽车的重量增加已引起人们的重视,尽管事实上,重量会直接转换成燃料的消耗和尾气的排放。这种趋势是来自消费者的喜好和制造商推荐更舒适,更安全的汽车,为改善这些车辆的性能参数而采用大型部件从而使重量增大。 汽车设计引进铝部件的另一个优势是提高了功率重量比,提高了车辆的加速和缩短制动距离。此外,汽车的重量减少可以用较用小的刹车器即可取得满意的刹车性能,即在路面出现紧急事故较轻的车是比较容易控制,从而提高了驾驶人,其他旅客,道路上行人的安全系数。 用低成本的铝代替铜材方面国内外都取得了重要突破,而日本在上世纪90年代即已制定了铝汽车电线的标准JASO D603,最新版本是2011版。德国也制定了铝汽车电线的行业标准(LV112-2),铝汽车电线的国际标准也在制定中(ISO 6722-2)。
2 铝的特性 地壳中约含有8 %的铝的化合物,所以铝是最普通的金属元素。铝大多数以铝土矿的形式存在,这里面含有铝和铁的混合物。提炼过程首先转化成氧化铝,然后在熔炉里转化成金属的形式。铝可以与其它元素融合,以获得要求的物理属性,比如铜、镁、硅和锌。铝及铝合金种类众多,应用在汽车导体的铝主要为以下2类,: 电工铝,1350(Al:99.5%),(1370(Al:99.7%) 合金铝:1310-50(AiMgSi合金)8310等 铝和铜之间的要点比较概括如下: 铝线与铜线在重量和直径相同的条件下,铝线与铜线的长度比 10:3。购买1 吨铝线体积相当于购买了3.3 吨铜线。 铝的电阻率比铜的高,这意味着对于在一个给定的电压降下,铝导体必须有较大横截面积。对应95,70,50,35mm2的铜线,铝线的截面积应是:150,120,80,50。 铝的价格比铜便宜得多,比重轻,在相同载流量的条件下,重量降低50%,成本降低80%
3.铝导体在汽车电线上的应用分析 a) 电瓶线 电瓶线截面积大。耗铜多,重量重,成本高,并且主要用于发动机舱里,空间开阔,不受体积增大的影响,最适合使用铝导体。电瓶线用铝可以采用价格低廉,性能优良,导电率高的电工铝 b) 线束原线, 线束原线在长度上占有汽车导线的绝对比例,如果采用铝线,为了保证相同的载流量,一般选择的截面积要增大一个等级,外径会随之增大,这样线束的体积会变大从而妨碍装车,对于用线量很多的高档次车辆是不合适的,但对于我国大量存在的低档轿车,卡车和农用车,也应该是可行的。线束用线随着截面积的变小,对于导体的机械性能要求更高,一般要采用合金铝,国外通常使用131050铝合金,这种材料机械强度好,导电率又高,国内是否有合适材料,有待研究。 虽然目前铜包铝线也比较普及,铜包铝材料铜包铝线的加工使用性能更好,拉制相对容易,容易接头,压端子。容易被用户接受。但几个关键因素制约着铜包铝的普及。一是铜包铝不易回收,浪费资源。和循环经济不协调。二是铜包铝价格贵,重量比铝重,综合成本高,重量和成本的减低有限。
4.尺寸、成本、重量分析 采用铝线,一般在规格上提高一个档次,即可满足原有电缆载流量需要,无需改变原有接线端子规格系列,以方便使用。根据铜导体和铝导体的电阻率并结合其密度可以计算出成本节约量。在相同的电阻和载流量下,铝导体和铜导体相比尺寸增大,而重量却降低52%,成本减少86%。
5.铝电线存在的问题
5.1 接头的问题 考虑到使用铝作为铜的替代物的关键问题是采用一个可信赖的方式实现电缆与终端端子的互联。几种因素共同促成要做到这点与铜相比更加困难。 1) 当曝露在空气中时,金属铝表面会很快氧化。氧化铝是电气绝缘材料。电缆和接线端之间的表面电阻会显著升高。 2) 铝较低的抗张强度妨碍有效的使用传统的压接技术。尽管最初的压接可能产生一个可接受的电阻。铝在外力作用下冷变形,压接的趋势将最终导致分界面变得不密闭,促使氧化产生。 3) 铝的高延伸系数加剧上面第2 部分概括的情况,比如接缝处试验温度从环境条件和通过自加热影响导致偏移。 基于上面概括的铝的特性,遵循以下要点的任何过程都可能会是可行的: 1) 去除铝的氧化面;通过用压接端子接触面替代导体的氧化表面。 2) 确保接缝是无缝的,密闭的;通过填充环氧树脂在终端和负载之间,然后在烤箱里迅速使接缝愈合。 3) 接头稳固,防止冷和热交变:一个全面的粘接剂线形收缩套管提供额外的对周围环境的保护。 5.2 铝线的拉制和绞合和韧炼 铝的加工工艺相对困难,铝的强度低,延展性差。过去拉铝设备只有积蓄式铝拉丝机,效率非常低。目前已经发展到和铜一样可以连续拉制,效率几乎和铜相当,甚至国外已经发展出铝的多头拉丝技术,过去铝线的拉制很少达到1mm以下,目前最小甚至可以达到0.08mm,并在电磁线和编织线上开始使用。我们需要的0.2到0.8mm铝线在国内已经能够生产和提供拉制设备。 铝线的绞制相对困难,过去国内只有正规绞的设备,单丝直径较大。用束绞、复绞生产铝绞线国内没有先例 ,需要探索,对于张力的控制会更严格。一般的束线机可能会难以胜任。如果控制不好,很容易断丝,出席不均,表面发毛。不能正常生产和难于达到表面质量要求,甚至影响电阻,外径和接头和线束加工。对于复绞,可能几乎不可能成功,要么空隙较大,难于接头和端子连接,要们造成表面划伤,甚至断丝。 铝线的韧炼不能太大,基本属于半硬状态,否则机械强度不够,甚至难于加工。韧炼后的铝线,对束线机的要求很高,一般设备难以达到要求,所以即使在国外,也经常采用先绞后退后工艺,退火方式大致有几种:一是电阻是连续退火,和目前的铜线退火一样,这种主要问题是接触轮容易磨坏电线表面;二是感应式退火,和预热器原理一样,和导线接触较少,减轻了摩擦,但这2种方式只是应绞合前退火后小规格的电线绞合后退火,对于绞合后的大截面电线导体,难以找到这么大功率的退火设备。对于电瓶线的绞合后的退火,最现实的办法就是采用传统的地坑退火炉,即使在国外也是如此。 5.3 铝材的选择。 汽车电线选择的铝材不仅要求大电性能好,而且相对有较好的强度和伸率,甚至耐热性能,适合拉制较细的单丝和绞合加工,这样的铝材实际不是纯铝,需要添加少量的镁,硅或者是铁等元素。牌号众多,适应不同需要,不同规格和功能的电线合适的导体用铝牌号,有待于我们进一步研究。而真正的纯铝虽然高达65%的导电率,因机械性能,耐热性能无法满足要求,是不能使用的。
6 结论
综上所述,铝导体在具体的应用中,无论从技术方面还是从降低成本、减轻重量等方面来讲,都是实用、可行的。为了优化由铜转换成铝的潜在好处,应用方面的选择也是关键的。在动力线的特殊区域中使用铝,可能是非常有利的。而铝汽车电线制造的关键在于导体绞制技术如何突破,满足线束加工的需要。
参考资料: 1. “Aluminum Alloys for Wire Harnesses in Automotive Engineering” S. Koch BHM Berg und Huttenmannische Monatshefte vol.152 2007 2. “Aluminum Power Cable for Automotive Applications” Kevin Foster and Howard Evans LEONI Wiring Systems UK Ltd.2003 SAE International 4. “Standard automotive cables with aluminium conductors” LEONI IN TIME 4/2006 5. “Lightweight: LEONI Aluminium battery cables” LEONI IN TIME 2/2005 8.自動車アルミ化の技術戦略 大久保正男 アルミゥム 12卷61号(2005) 9.自動車用アルミ電線の端子接続技術の開発 三菱电线工业时报 103号
名词解释: 电工铝(electrical aluminium)