「銅をアルミニウムに置き換えることは、単純な材料代替ではなく、基本的な材料の革新に基づく体系的な革命です」と、業界の専門家は、ワイヤーハーネス業界の最近の技術的ブレークスルーについてコメントしました。長年の研究の後、銅を20年以上にわたって自動車産業を悩ませてきたアルミニウムに置き換えるという技術的な課題がついに克服されました。このブレークスルーは、グローバルな自動車ワイヤリングハーネス業界を再構築し、中国の自動車メーカーが国際市場で競争力を獲得するための重要な基盤を築くために設定されています。
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01リソースボトルネックとコスト圧力
グローバルな新しいエネルギー車両（NEV）業界が急速な発展、軽量、低炭素排出量、コスト削減が重要な競争力のある焦点になっているようになっています。純粋な電気自動車（EV）での銅の使用量は60キログラムを超えており、これは従来の内燃機関（ICE）車両の3〜4倍です。中国は、世界最大のNEV市場であり、輸入銅に大きく依存しており、年間80万トンの不足があります。この状況は、リソースセキュリティとサプライチェーンの安定性に深刻な課題をもたらします。
銅資源の危機とコストの圧力の組み合わせにより、代替材料を見つけることが非常に緊急になります。市場価格の変動は、車両全体の生産コストを制御することの難しさをさらに高めます。
02A 10年にわたる未解決の技術的課題
アルミニウムには、低コスト、低密度、豊富な埋蔵量などの利点があります。アルミニウムの価格は銅の3分の1に過ぎず、豊富な供給で重量が軽量です。ただし、クリープや電気化学的腐食などの技術的な制約により、20年以上にわたって追求されてきたこの材料置換ソリューションには依然として欠陥があり、自動車に広く適用することはできません。
電気伝導率、クリープ抵抗、電気化学腐食、特に自動車の低電圧配線システムで使用する場合の信頼性の問題に関するアルミニウムの性能の欠陥は、根本的に解決されていません。業界で一般的に使用される1xxxシリーズのアルミニウムは、クリープと弱い機械的強度を示しています。一方、6xxxシリーズのアルミニウムは、高温障害に苦しんでおり、その機械的強度は125°Cを超えて急激に減少し、高圧配線システムの長期使用と潜在的な破損のリスクをもたらします。
03ヒストリーのブレークスルーが達成されました
今年、業界は最終的に銅技術に代わるアルミニウムの歴史的なブレークスルーを達成しました。原子レベルでアルミニウム合金材料を設計することにより、高温でのアルミニウム材料のクリープ故障の問題と銅に接続すると電気化学腐食の問題を根本的に解決しました。新しいアルミニウム合金は、180°Cで安定した機械的特性を維持し、クリープ性能が純粋な銅の性能に近づいています。 300時間の顕微鏡テストの後、クリープのフェーズ1から初期のフェーズ2から早期に、連続ボイドはなく、比較的孤立した微小人腹のみが観察されました。
この技術的ブレークスルーの背後には、6年間の専用デジタルR＆D投資があります。 R＆Dチームは、知識グラフ、計算シミュレーション、機械学習、デジタル双子などのAIテクノロジーを統合して、専門化された大規模な人工知能アプリケーションモデルを構築しました。
04重要な経済的および社会的利益
銅技術に代わるアルミニウムの包括的なプロモーションの後、各車両は銅の使用量を約10キログラム減らすことができ、その結果、車両全体のコスト削減と大幅な体重減少が生じます。新しいエネルギー車の販売の現在の成長率に基づいて、この技術は、低電圧ワイヤリングハーネスの新しい材料のために36〜480億元相当の市場スペースを開くと予想されています。環境上の利点に関しては、二酸化炭素排出量を年間約850,000トン削減する可能性があります。銅をアルミニウムに置き換えると、輸入された銅資源への中国の高い依存に関連する戦略的リスクを効果的に緩和し、より資源効率が良く環境に優しいものへの業界チェーンの変換を促進します。
現在、アルミニウム補充材料は、いくつかの主要な自動車メーカーとTier 1のサプライヤーで検証段階に入り、2026年末までに大量生産と車両の統合が予想されています。
05生態系の共創の新しいモデル
この技術的ブレークスルーは、「生態系の共同創造」モデルを採用しました。材料、機器、コネクタ、ワイヤーハーネスの大手企業と協力することにより、閉ループ技術システムと迅速な実装が達成されました。体系的な問題を解決することは、単独で作業することで達成することはできません。産業鎖のさまざまなセグメントにわたる主要な企業の協力を通じてのみ、技術的な課題を克服し、大規模なアプリケーションを実現することができます。この共同モデルは、製品開発サイクルを短縮しただけでなく（従来の方法と比較して40％以上）、自動車用配線ハーネス市場の標準化とモジュール化も促進しました。エコシステムモデルは、他の技術分野でのイノベーションのリファレンスを提供し、産業チェーンコラボレーションを通じてテクノロジーのブレークスルーをどのように達成できるかを示しています。
06将来のアプリケーションの見通しは広範です。
高電圧ワイヤーハーネスと高速データ送信の需要が増加し続けるにつれて、銅のアルミニウムの置換はより多くのフィールドに拡張されます。 2030年までに、自動車ワイヤーハーネスにおけるアルミニウムの浸透率は65％に達すると予想されます。この移行により、車両あたりの製造コストが約800〜1200元削減されるだけでなく、産業用バリューチェーンを資源を維持し、環境に優しいモデルに向けて駆り立て、国家の「二重炭素」戦略目標と深く整合します。業界は、高電圧配線ハーネス、高速、および高周波ケーブルの銅の代替品としてアルミニウムの適用を拡大し続け、材料代替の可能性をさらに解き放ちます。将来的には、銅をアルミニウムに置き換える技術は、新しいエネルギー車両セクターを超えて拡張され、より広範な電気接続用途のソリューションを提供する可能性があります。
