线束轻量化、低成本战略 ——铝线束

在现代汽车中，电子控制系统与线束有着密切关系。如果把微机、传感器与执行元件的功能用人体来比喻，可以说微机相当于人脑，传感器相当于感觉器官，执行元件相当于运动器官，那么线束就是神经和血管了。汽车线束从功能上来分，有运载驱动执行元件的电力线和传递传感器输入指令的信号线。

随着新能源汽车的普及，车载电子设备在数量、功能上的占比与日俱增，线束也就变得更长、更粗、更重。这是需要解决的大问题，如何使大量线束在有限的汽车空间中更有效合理布置，使汽车线束线束在重量和成本得以有降低，已成为汽车制造业面临的问题。

铜导线，一贯是汽车传统汽车线束的主要组成部分，近年来随着铜原材的价格快速上涨，以及对铜材大量进口的依赖，给汽车电气行业造成许多不确定因素，所以寻找一种铜的替代材料来降低整车线束的重量及价格成为了整车厂与线束企业的攻坚方向。 

随着新能源补贴的快速退坡，动力电池也面临着极大的降成本压力，同时随着续航里程高速提升等原因，单纯通过降低电池包壳体来达到减重已经无法满足电池模组的快速增长，对此电池包内线束轻量的需求日益攀升。

铜材料因为具有良好电学及机械性能，导电性好，易成丝，导体的制作技术成熟，一直是线缆行业的首选导体材料，但随着铜金属价格的高涨，铜线束作为汽车电线的成本急剧增加。数据显示，铜的原材料价格近三年一直在快速增长从3W/T增长至5W/T。 

加之“如今正值中美贸易战之际，线束所用的铜量大，成本自然更加会受影响，”长春捷翼项目总监冯思铭在接受NE时代专访时特别提到。随着成本的增长，线束供应商将目光集中在铝线束的研发与批量使用上。

与之相比，铝原材价格大致范围在1.1W/T—1.7 W/T，仅为铜原材价格的三分之一左右。此高彼低下，铝线束也就成为汽车制造商实现低价目标的方法，线束铝化被纳入控制成本的措施中。根据捷翼统计的数据，若以铝代铜，大约可降低成本17%。

除了成本之外，当前汽车制造商面对的另一大课题是如何减轻汽车重量，节能降油耗。2016年1月开始实施的《乘用车燃料消耗量限值》及《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》对车企提出高要求，2020年乘用车平均油耗需降至5.0升/百公里。

车身及车载部件的铝化，被车企作为解决问题的主要途径。例如，奇瑞捷豹路虎常熟工厂就引入了国内首条全铝车身生产线。

车载部件方面，线束对整车重量也会带来巨大的负荷。在一辆整车质量在1500kg的情况下，线束重量将在75kg左右，几乎占去整车的5%至6%的重量。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尾气排放，提升动力电池续航里程，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。若以比重仅为铜三分之一的铝作为线束材质，可减重36%，可以说作用很出色。

目前，大平方动力铝线束已被大众奥迪、吉利、比亚迪、宇通、CATL等公司所采用，来大幅推动线束的轻量化，实现节油的目标，且比例逐日攀升。

对于未来汽车行业，许多业内人士认为，由于新能源汽车的发展，汽车电子类部件增多，线束的搭载量也将进一步扩大。届时，铝线束将在轻量化方面的重要性得到进一步提高。

例如，48V_BSG系统由DC-DC转换器将48V的电容器电压降压至12V，向各个电子元件供电。这里的发电机、电容器、DC-DC转换器、电池都需要较大线径的导线加以连接，将这些大线径线束的导线从铜置换为铝，实现轻量化。

冯思铭对NE时代表示，铝材质的导线同样适用于汽车门线线束、座椅线束、保险杠线束、仪表线束、搭铁线束等。

另一方面，新能源汽车对高压线束的安全性和可靠性提出更高的要求，如耐高压高电流、高防护等级、EMC、ESD等，捷翼推出第二代用于高压的铝圆线束已经完全满足同等标准要求的铜高压导线转换。

冯思铭解释称，动力电池包供电系统主要由高压母排、高压线束、低压线束组成，高压线束可以看作是电池PACK的“大动脉血管”，将动力电池系统心脏的动力不断输送到各个需要的部件中，低压线束则可以看作电池PACK的“神经网络”，实时传输检测信号和控制信号。

高压线束采用双轨制设计，将电池包前、后端模组串联、电池包内PTC、风冷风扇、强电维修开关、充电预充回路等连接到原理回路中。并通过电池包前端高压接插件提供整车强电供电。高压接插件采用插件本体屏蔽，并增加高压互锁功能，有效防护高压电流产生的EMC干扰。

捷翼推出的第三代用于高低压传输的扁平铝线束。扁平铝导线的优势具体体现在几方面，首先其横截面的尺寸可以根据客户的安装环境要求进行制定，规避了传统的圆形导线因截面尺寸的标准限制，其次扁平导线具有较好的折弯性能，在布线时可以随车身等周边环境进行随型涉及，减少了传统线束对定位及线槽的依赖，降低了安装工时的浪费同时更容易达到自动化装配的需求。

尽管铝线束在成本、轻量化方面优势多多，但其在研发与实应用初期阶段时也存在着大量的技术难点，其中最为之关键的便是线缆与端子的结合。

铝线束失效问题如影随形，拖累进程。震动环境、湿热盐雾，都会造成导线与端子链接位置的缺陷产生，进而发生电气故障。

冯思铭表示传统通线束的压接工艺无法避免在压接过程中对铝导体产生局部的点、线压缩、破坏了铝材料晶格结构，导致线束在拉力、冲击、震动等试验过程中产生断裂，另外由于压接工艺成型后的端子与导线之间存在间隙，长期暴漏在空气中或受到湿热、盐雾等环境的侵蚀，铜端子与铝导体会产生原电池反应，使接触不良导致起火事故，目前大众、沃尔沃、吉利、比亚迪等国内外主机厂所认可的是摩擦焊接技术和等离子焊技术。

铝线束目前的技术推广与应用，包括铝线束的整车布置、DV试验等均属于比较前沿的技术领域，捷翼拥有丰富的铝线束导体、端子、特种焊接经验以及完备的试验测试理论标准，多年来协助多家整车制造商制定了铝线束的相关标准，冯思铭表示，捷翼作为民族线束行业做出更多的贡献，全力打造中国制造品牌，为客户提供全面优质化服务。