作為汽車的重要零部件，線束占整車總質量的2%-3%，而且隨著汽車電氣系統的比例增高，作為電氣連接系統的線束越來越復雜，其質量也持續增加，因此的線束的輕量化就顯得尤為重要。據統計，一輛高級汽車的線束使用量已達3km，重量在20~30kg。汽車每行駛100km，25kg重的線束消耗能量約50W，相當于燃燒0.1kg的燃油。研究表明，若汽車整車重量降低10%，燃油消耗可降低8%；車重每減輕100kg，百公里油耗可降低0.3~0.6L，CO2排放量可減少約5g/km。

因此，汽車線束的未來發展趨勢是更細、更輕、更薄。其中汽車線束中銅導線重量占比達到75%，是主要的輕量化方向。目前，替代銅材質的主要方法是鋁代銅

目前常規是采用鋁線代替常用的銅線，也是國際主流汽車線纜廠家如Aptiv、General Cable、Leoni、Coroplast、住友電工、LS、和G&G，以及國內的長春捷翼在研究的方案

本篇結束的是低強度鋁線，也是大線徑鋁線；下篇我們會介紹高強度鋁線

1、鋁導線的優點

鋁（Al）的重量比銅（Cu）輕三分之二左右，這種輕型材料可以降低電纜線束的整體重量。即使考慮到導電性和密度的關系，具有相同電阻的鋁線仍然比同等的銅線輕50% 左右。

除了質量更輕，鋁還是一種供應量充足、容易獲取的導電用的基礎材料。相較而言，銅的資源有限，屬于“投資型”金屬。這意味著鋁的價格將相對穩定且遠低于銅的價格，對成本有著比較好的控制。

從安裝成本角度考慮，由于鋁導線相對較輕，其在安裝過程中，不需要橋架及穿管，可以節約大量的安裝材料，相比銅導線節省20%-50%的安裝成本。

2、鋁線的技術難點

雖然鋁導體具有質輕價廉的優點，但其在汽車上的使用卻非常少，小線徑的鋁導線更是幾乎沒有涉及。究其原因，主要是0.35mm2和0.5mm2兩種規格的銅導線在汽車線束中使用量最大，且現有的技術并不能完全解決小線徑鋁導線的機械性能和電性能問題，所以限制了鋁導線的應用，具體技術難點主要有以下幾點：

鋁導線的導電率約為銅導線的60%，因此相對載流量較低。

鋁導線的機械強度只有銅線的三分之一，會影響端子壓接拉脫力。

鋁導線表面極易形成氧化膜，氧化層具有絕緣特性，將造成壓接電阻升高。

銅鋁間的電極電位差約2V，如果銅端子壓接鋁導線，當銅和鋁的連接處在潮濕的環境中，同時有化學介質溶解于水汽中形成電解液時，從而形成鋁為負極，銅為正極的原電池，使電位較負的鋁腐蝕溶解，即發生電化學腐蝕。

綜合上述因素，要是兩種導線具有同樣的載流量，銅導線的質量約為鋁導線的兩倍，加之銅鋁價格的差別，較終等效銅導線成本是鋁導線的7倍左右。值得注意的是，由于同等條件下鋁導線橫截面積相對較大，因此鋁芯電纜的絕緣、保護等材料需求增加，相應削減了鋁導線的價格優勢。目前市場上普遍采用的鋁合金電纜的價格只有銅芯電纜的75%左右。

大家都知道，橫截面積越大載流能力就越強。因此通過增加線徑即可提升鋁導線的載流能力，比如要求通過同樣大小的持續電流，50平方的銅線，可以使用70平方的鋁線等量替換，即便如此，重量依然可以減輕45%左右，成本可以節約一半以上。美國USCAR推薦了一份兩種導線等量替換的對照表，在此僅截取部分作為參考。

3、鋁線的連接方式

但是這并不代表鋁線與端子的連接是不可實現的，也可以通過下面的三種形式實現連接：

1、超聲波金屬焊接

超聲波金屬焊接的原理是，利用超聲頻率（20-40kHz）的振動能量將振動波傳遞到兩個需要焊接的金屬物體表面，在靜壓力之下，使兩個金屬表面相互摩擦，從而形成分子層之間的融合

適用范圍: 銅鋁連接導體規格:10-200mm2

優勢1:焊接材料不熔融，不脆弱

優勢2:對焊接金屬表面要求低，氧化或電鍍均可焊接

優勢3:焊接時間短，不需任何助焊劑、氣體、焊料

2、摩擦焊接

摩擦焊顧名思義主要是利用摩擦。金屬表面雖然看起來非常光滑，不過在微觀下其實也是非常不平整的。當兩個金屬塊相互摩擦時，粗糙的表面就會因為相對運動產生大量熱能，而如果相對運動速度加快，同時施加巨大的壓力，這個時候產生的熱量就可以融化金屬，等到冷卻。兩塊金屬片連接在了一起。

適用范圍: 銅鋁連接

導體規格:10-240mm2

優勢1:不需任何助焊劑、氣體、焊料

優勢2:焊接尺寸精度高

優勢3:設備易于機械化、自動化、操作簡單

3、等離子焊接

等離子焊接，用等離子弧作為熱源來熔化兩金屬連接處的一種焊接法

適用范圍: 銅鋁連接

導體規格:10-240mm2

優勢1:受熱影響的區域較小，對鋁線束損害程度較小

優勢2:熔透能力強，能有效填滿線絲間的縫隙導電能力好

優勢3:焊接過程穩定，熔池狀態形成較好，成型美觀

審核編輯：郭婷