アルミニウムのブレークスルー銅技術の置き換え：ワイヤーハーネス業界向けの世紀を定義する変換

2025,08,23

純粋な電気自動車（EV）での銅の使用量は、60キログラムを超える高さであり、従来の内燃機関の3〜4倍です。一方、中国は最大800,000トンの年間銅資源不足に直面しています。アルミニウムが銅を置き換えることを可能にする技術は、かつて不可能だと思っていたが、現実になりつつあり、自動車製造業界で物質的な革命を引き起こしています。

新しいエネルギー車（NEV）の急速な発展により、配線ハーネス業界に「幸せなジレンマ」が生まれました。電化とインテリジェントな技術の迅速な反復により、車両あたりの配線ハーネスの需要が増加し、コストが高くなります。電気システムのコア材料として、銅の使用の急増により、リソースの制約とコストの圧力がより顕著になりました。統計によると、単一の純粋なEVが60キログラムを超える銅を使用していることが示されています。これは、従来の燃料駆動の車の3〜4倍です。 NEVの世界最大の市場であるにもかかわらず、中国は輸入銅に大きく依存しており、最大80万トンの年間不足に直面しています。

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01産業のジレンマ

銅の資源は非常に少なく、埋蔵量は世界の合計のわずか3％を占めています。高電圧コネクタの年間銅消費量は約160,000トンであり、低電圧回路ではさらに高く、信号ループと電流キャリーループはそれぞれ約220,000トンの銅を消費します。アルミニウムは、コストが低く、密度が軽く、豊富な埋蔵量があるため、銅に代わる最良の代替品と考えられています。アルミニウムの価格は銅の3分の1に過ぎず、軽量でもあります。

「アルミニウムの銅を置き換える」というトピックは20年以上議論されてきましたが、広く採用されていません。業界は以前、肯定的な研究開発を通じて問題に対処することなく、構造と厚さの点でのみ調整を行い、「根本原因ではなく症状の治療」アプローチに従いました。

02テクニカルボトルネック：

アルミニウム用代替技術は、クリープと電気化学的腐食という2つの中核的な課題に直面しています。長年にわたって解決されていないアルミニウムのクリープ問題は、車両の品質と寿命に直接影響します。電気化学的腐食は別の重要な課題です。アルミニウムワイヤが電気化学腐食を受けると、結果は錆ではなく、物質的な損失になります。

業界では、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に苦しみ、機械的強度が弱い。一方、6xxxシリーズのアルミニウムは、高温障害を経験し、その機械的強度は125°Cを超えて劇的に減少し、長期使用上の高電圧ワイヤーハーネスの骨折のリスクをもたらします。

材料の移行は、生産効率にも大きな影響を与えます。材料変換には、製造効率に影響を与え、追加コストを追加することができる多数のプロセスでの調整が含まれます。

03ブレークスルー2025への道：長年の業界の課題の解決

2025年、何年もの間、業界を悩ませてきた長年の技術的課題がついに克服されました。このブレークスルーは、高度な材料、高度なプロセス、および多様なエコシステムの3つの重要な力の統合によって達成されました。

高度な素材：

原子レベルの設計されたアルミニウム合金は、高温でのクリープ故障の問題と銅に接続された場合の電気化学腐食の問題に根本的に対処しました。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。

デジタルR＆D：

デジタル研究開発は、重要な技術的サポートとなりました。 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、およびデジタルツインテクノロジーを統合して、専門の人工知能（AI）アプリケーションモデルを構築しました。このモデルは、長年の材料データと大規模な外部データを統合し、合金の製剤とプロセスルートを迅速に推奨し、R＆Dサイクルを大幅に削減できるようにします。

革新的なプロセス：

プロセスレベルでは、イノベーションも行われました。銅材料に使用される従来の圧着技術は、アルミニウムに適用した場合の不安定な耐性などの問題に直面していました。したがって、溶接は圧着の代替として採用されました。

04エコシステムwin-win ：

「一人で行くことは体系的な問題を解決することはできません。」銅技術のアルミニウム代替のブレークスルーは、産業チェーン全体の主要企業の共同の革新に起因しています。この協同モデルは、「生態系の共創」と呼ばれ、材料、機器、コネクタ、配線ハーネスなどのさまざまなセグメントのトップ企業を集めて、技術的閉ループと迅速な実装を実現します。イノベーションには、境界を分解する必要があります。各企業には独自の強みがあり、ある分野の専門家にとって一般的な知識であるいくつかのソリューションが、別の分野で問題を解決するための鍵となります。

05銅技術のアルミニウム置換の商業化は、経済的および社会的利益をもたらします。

フルスケールのプロモーションでは、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、10％のコスト削減と顕著な体重減少につながります。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、新しい低電圧ワイヤーハーネス材料のために36〜480億元の市場スペースを開くと予想されています。さらに、二酸化炭素排出量を年間約850万トン削減できます。銅をアルミニウムに置き換えると、中国の輸入銅資源への高い依存に関連する戦略的リスクを効果的に軽減し、産業チェーンの資源保護と環境への親しみやすさへの変換を促進します。

06Futureの見込み客

現在、銅の代用品としてのアルミニウムは、いくつかの主要な自動車メーカーとティア1サプライヤーで検証を受けており、2026年末までに大量生産が達成されると予想されています。技術的なブレークスルー後、アプリケーションシナリオは高電圧ワイヤリングハーネスや高速、高再リケンシーケーブルなどのより多くの領域に拡大します。 2030年までに、自動車用配線ハーネスのアルミニウムの浸透率は65％に達すると予測されています。

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、国家の「二重炭素」戦略目標と深く整合して、資源保護と環境への親しみやすさへの産業チェーンのアップグレードを促進します。銅用のアルミニウムの置換は、中国の外部銅資源への高い依存の戦略的リスクを効果的に軽減します。新しいエネルギー車両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36〜480億元の市場スペースを開くと予想されています。

大量生産は2026年末までに実現されると予想され、2030年までに自動車用ワイヤーハーネスのアルミニウムの浸透率は65％に達する可能性があります。この変革により、自動車製造業界は「リソース依存」から「テクノロジー主導型」になり、新しい勢いを新しいエネルギー車両産業の世界的な発展に注入します。

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