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材料科学 Published Date: 2024-01-15 · 5 min
最后更新: 2026年2月28日 近期更新

电动汽车电机用铜包铝材料的技术进展

Author: 徐高磊

资深材料科学家

电动汽车电机用铜包铝材料的技术进展

电动汽车革命正在推动对能够平衡性能、效率和成本的先进材料的前所未有的需求。在这些材料中,铜包铝(CCA)已成为电动汽车电机应用的游戏规则改变者。

为什么CCA正在改变电动汽车电机

传统的电动汽车电机严重依赖纯铜绕组,因为其具有优异的导电性。然而,铜伴随着显著的重量和成本损失。铜包铝通过结合两种金属的最佳特性,提供了一个引人注目的替代方案。

导电性和重量的完美平衡

铜包铝通常由铝芯和铜外层组成。这种配置提供:

  • 导电性接近纯铜的85%
  • 重量减轻约40%
  • 与纯铜相比节省大量成本

技术挑战与Raytron的解决方案

用于电动汽车电机的CCA制造面临几个技术挑战,特别是关于铜和铝之间的界面。

界面完整性和IMC控制

CCA生产中的主要关注点之一是在铜-铝界面形成金属间化合物(IMCs)。这些IMCs会显著降低材料的机械和电气性能。

在Raytron,我们开发了专有的固态键合技术,最大限度地减少IMC形成,同时确保卓越的界面完整性。我们的工艺实现了超过100 MPa的界面剪切强度,远超行业标准。

实际应用中的性能

独立测试证明了Raytron的CCA在电动汽车电机应用中的卓越性能:

性能指标 Raytron CCA 传统铜 改进百分比
电机重量减少 38% 基准 +38%
热循环抗性 2,000次循环 1,500次循环 +33%
成本效益 低35% 基准 +35%

未来发展和行业影响

随着电动汽车制造商继续追求更高的效率和更低的成本,像Raytron的CCA这样的先进材料的采用将会加速。我们目前正在开发具有更高导电性重量比的下一代配方。

这些材料的影响不仅限于电动汽车,还延伸到其他高性能应用,如电动垂直起降飞机,其中重量节省直接转化为增加的有效载荷容量和续航里程。

结论

铜包铝代表了电气化交通材料科学的重大进步。通过利用Raytron的精密制造能力,汽车OEM可以在电机性能、车辆效率和整体成本结构方面取得显著改善。

徐高磊

(Gaolei Xu)

资深材料科学家

资质荣誉

  • 锐创集团 CTO
  • 浙江省高层次人才特殊支持计划青年人才
  • 绍兴市"科技副总"
  • 绍兴市科技特派员
  • 嵊州市绍大机电创新研究院院长
  • 全国有色金属标准化技术委员会重金属分技术委员会(TC243/SC2)委员

国家标准(主要起草人) 查看官方

发明专利 检索专利

专业领域

铜包铝(CCA)技术 铜包钢(CCS)制造工艺 双金属复合材料 光伏焊带技术 电动汽车电池极耳材料 连续挤压技术

代表性论文

  • 轧制法制造金属层状复合材料的研究与应用,《铝加工》2008年第3期
  • 铜铝复合带退火工艺的研究
  • 电缆用铜铝复合带制备工艺研究
  • 轧制铜/铝复合带材在退火过程中的界面组织演变

徐高磊先生是有色金属加工领域的知名专家,拥有超过15年的丰富经验。他入选浙江省高层次人才特殊支持计划青年人才,并担任嵊州市绍大机电创新研究院院长。他在双金属复合材料技术开发方面做出了重要贡献,并为中国铜及双金属材料的标准化工作做出了重要贡献。

点击标准/专利编号可查看官方文档

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