【導(dǎo)讀】鋁線比銅線重量輕而且能夠持續(xù)低成本供應(yīng)，應(yīng)用在汽車上可以減輕重量并提高燃油經(jīng)濟(jì)性。但是當(dāng)前的汽車線束主要材料依然是銅，因為采用鋁質(zhì)連接存在技術(shù)和工藝挑戰(zhàn)。現(xiàn)在，TE解決了這個問題，并已將鋁線壓接連接成功應(yīng)用于知名汽車制造廠。
汽車燃油經(jīng)濟(jì)性是汽車的一個重要性能。由于要求節(jié)約能源和減少消耗能源時產(chǎn)生的溫室效應(yīng)的副作用，汽車制造商一直在尋找改善燃油經(jīng)濟(jì)性的途徑，也找到了很多方法，比如8速變速器、先進(jìn)的渦輪增壓技術(shù)和直噴技術(shù)。但是對內(nèi)燃機(jī)性能的改進(jìn)“已經(jīng)達(dá)到極限”，車身的輕質(zhì)化給燃油經(jīng)濟(jì)性的提升帶來了想象空間。汽車在高速路上勻速行駛時，燃油消耗多用于抵抗空氣阻力；在擁擠的城市道路行駛時，頻繁的停車、起步導(dǎo)致燃油消耗多用于起步和加速時抵抗汽車本身的慣性，與質(zhì)量直接相關(guān)。
在普通的家用小汽車中，線纜主要用于電能和傳感、控制信號的傳輸，當(dāng)前車用線纜的主要材質(zhì)是銅，在典型的家用小汽車中，它們的重量大約為30kg。鋁材應(yīng)用在汽車上可以減輕重量、有助于提高燃油經(jīng)濟(jì)性、降低二氧化碳排放。在汽車線纜連接中，采用鋁替換銅主要有如下兩個優(yōu)勢：第一，鋁的重量比銅輕三分之二左右，采用鋁線可以電纜線束的整體重量。同樣電阻的鋁線比銅線輕50%。這種減重對降低燃油消耗有重要作用；第二，鋁是一種供應(yīng)充足的基礎(chǔ)材料，在地球上，鋁元素的含量僅次于氧和硅，居第三位。而銅資源有限，因而銅有一部分“投資投機(jī)性需求”，導(dǎo)致國際銅價常常在高位震蕩。
鋁線比銅線重量輕而且能夠有保證的低成本供應(yīng)，但是當(dāng)前的汽車線束主要材料依然是銅，主要是因為采用鋁質(zhì)連接存在技術(shù)和工藝挑戰(zhàn)。比如：
- 鋁在機(jī)械負(fù)載下從80C開始出現(xiàn)蠕變趨勢加劇（蠕變：固體材料在保持應(yīng)力不變的條件下，應(yīng)變隨時間延長而增加的現(xiàn)象。），而銅在230C以上采出現(xiàn)類似現(xiàn)象。因此，鋁和銅的連接必須做特殊設(shè)計，從而保證產(chǎn)品生命周期內(nèi)不喪失電氣性能。
- 銅鋁連接處在潮濕環(huán)境下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致金屬接觸層發(fā)生溶解，必須采取措施防止這種不良反應(yīng)；
- 鋁的機(jī)械強(qiáng)度只有銅的三分之一，而且對折彎很敏感。汽車中的部分應(yīng)用對線纜本身和連接件的機(jī)械強(qiáng)度提出了要求；
- 鋁在空氣中會形成致密且堅硬的氧化層，氧化鋁可以保護(hù)材料不受循環(huán)腐蝕，但是它又很強(qiáng)的絕緣特性。因此，在進(jìn)行鋁質(zhì)線纜的連接時，需要徹底破壞氧化層。
在近期一場電子展上， TE Connectivity向CNT Networks介紹了TE新研發(fā)的鋁線壓接連接解決方案：一種特殊的F型壓接筒（如圖1）。它的內(nèi)側(cè)具有鋸齒狀結(jié)構(gòu)，壓接過程中，鋸齒結(jié)構(gòu)可以破壞氧化層，暴露下面的純鋁，從而通過冷焊建立接觸點。
圖1 ：一種特殊的F型壓接筒
壓接刀具完全閉合時，導(dǎo)線在沖擊下縱向伸長，壓接筒和導(dǎo)線之間形成了局部冷焊區(qū)域。接觸表面的晶格結(jié)構(gòu)表明兩種材料相互滲透。形成良好導(dǎo)電性能的關(guān)鍵并不是壓接區(qū)的殘余應(yīng)力，而是局部冷焊。
通過這種冶金法的連接，有效提高了導(dǎo)電耐久性。而且1.5mm截面的鋁線，采用這種新型壓接的拔出力為80N。此外，壓接筒中還整合了密封帶以及密封貼點來實現(xiàn)腐蝕保護(hù)。TE已經(jīng)開發(fā)了全自動F型壓接模具，目前正用于某知名汽車制造廠。
對于線索總重30kg左右的中級普通汽車，用鋁線代替銅線（只替換導(dǎo)線，不包括信號線），在同等導(dǎo)電性能下，重量可減少大約7kg。在德國，近十年來，電源端子已經(jīng)改用鋁材，這種情況下，每組線束至少可以減重2至3kg。
TE Connectivity汽車事業(yè)部副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理沈偉明先生表示：從中國制造業(yè)發(fā)展趨勢來看，“智能化”、“綠色化”是產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵點，汽車領(lǐng)域未來市場的趨勢與此不謀而合，將進(jìn)一步重視環(huán)保減排、降低成本、減輕重量、擴(kuò)充空間、功能集成的產(chǎn)品，TE Connectivity也將伴隨市場的需求推出更小型化、輕量化、智能化的創(chuàng)新型產(chǎn)品，積極推進(jìn)中國汽車事業(yè)的發(fā)展，助中國名族品牌汽車的成長一臂之力。
圖2：TE Connectivity汽車事業(yè)部副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理 沈偉明先生
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TE在中國的最新業(yè)務(wù)進(jìn)展及市場策略
鋁線壓接連接解決方案只是TE Connectivity汽車事業(yè)部眾多連接方案中的一種。沈偉明先生半開玩笑的說：“經(jīng)常有客戶問我，哪種產(chǎn)品是TE汽車事業(yè)部的拳頭產(chǎn)品，在我看來，TE的產(chǎn)品都是拳頭產(chǎn)品，因為TE的產(chǎn)品太多了，我們可以根據(jù)客戶的需求提供他們需要的所有連接方案。”
“TE Connectivity 于25年前開始進(jìn)入中國市場，迄今在中國有約 30, 000名員工，建立了 17 個生產(chǎn)基地，并通過設(shè)在全國 14 個城市的銷售辦事處為客戶提供服務(wù)，中國區(qū)年銷售額超過20億美元，占全球TE Connectivity市場15%的份額。TE Connectivity 對中國市場尤為重視，將消費類電子、工業(yè)、汽車三大事業(yè)部的全球總部設(shè)立于中國，自2009年已有638項獲中國專利產(chǎn)品。” TE Connectivity 高級副總裁兼中國區(qū)總裁王武小珍女士介紹到，“與此同時，TE Connectivity 非常重視社會責(zé)任，TERA活動遍布中國。 TE Connectivity 堅信要成為一家偉大的企業(yè)，不僅是優(yōu)良的業(yè)績，同時還要求我們堅定德奉行核心價值觀、最高標(biāo)準(zhǔn)的道德和誠信準(zhǔn)則。這體現(xiàn)在：誠信、擔(dān)當(dāng)、團(tuán)隊合作、創(chuàng)新精神。”
圖3：TE Connectivity高級副總裁兼中國區(qū)總裁王武小珍女士
對中國市場的重視也體現(xiàn)在前不久一場電子展的展臺上，TE的展臺占地面積達(dá)180平方米，成為整個展會最大的一個展臺。除了TE汽車事業(yè)部門，TE消費電子設(shè)備部高級副總裁兼總經(jīng)理 Michael Dreyer與TE工業(yè)事業(yè)部副總裁兼中國總經(jīng)理 Stefan Rustler均悉數(shù)到場。
Michael Dreyer表示：在智能手機(jī)、平板電腦以及超級本的成長推動下，2015年消費類設(shè)備連接市場有望達(dá)到180億美元。在消費電子領(lǐng)域，TE始終致力于幫助客戶制造更小巧、更輕便、更薄、更快速的產(chǎn)品，承諾提供給客戶最高性價比的解決方案，在消費類設(shè)備加速增長的同時，不斷創(chuàng)新出超前的產(chǎn)品，滿足用戶需求。
圖4：TE Connectivity消費電子設(shè)備部高級副總裁兼總經(jīng)理 Michael Dreyer先生
圖5：TE Connectivity的智能手機(jī)連接解決方案
在工業(yè)領(lǐng)域，TE業(yè)務(wù)涉及工業(yè)、能源、航空航天及國防與船舶、醫(yī)療四大細(xì)分市場， 工業(yè)部又劃分為四大業(yè)務(wù)板塊：自動化與控制、智能樓宇、太陽能、鐵路，其中自動化與控制占據(jù)了58%的業(yè)務(wù)份額。Stefan Rustler表示：“未來，隨著工業(yè)自動化的持續(xù)增長，TE非常廣泛的產(chǎn)品組合、對客戶的理解和經(jīng)驗、對中國市場的定位，將進(jìn)一步為帶來機(jī)遇。TE將始終為客戶的利益著想，提供全球化標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)，來為客戶創(chuàng)造更大的價值。”
圖6：TE Connectivity工業(yè)事業(yè)部副總裁兼中國總經(jīng)理 Stefan Rustler先生
