多赢复合线——探索实现降本减重，主动引领汽车线束技术革新

来源：线束世界•作者：线束世界-Jimmy•2024-03-15 11:11

01 线束变革

铜资源紧迫，市场急寻供应新动向

2024年3月6日，在2024年国际连接技术大会上，TE Connectivity（泰科电子以下简称 “TE”）汽车事业部中国区副总裁兼总经理孙晓光发表了一场鼓舞人心的演讲，强调了在当前这个充满变革的时代，线束产业正面临着前所未有的转型机遇。

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泰科电子汽车事业部中国区副总裁兼总经理孙晓光

我国作为全球铜资源的主要进口国，铜材资源正是绿色转型不可或缺的因素之一。ICSG 国际铜业研究协会报告称，我国对铜材资源的需求占全球54%，已达到77%依赖进口，然而全球铜矿储备却是负增长。与此同时，汽车行业对铜资源的需求量占全国需求的13%，尤其是线束用铜100万吨占汽车半壁江山。据统计，目前一辆汽车的导线平均使用量达3km，重量在17~25kg左右。

“线束产业传统上在电气架构革新中扮演着被动的角色，但随着高频技术的兴起，这一局面正在改变”,孙晓光正式向业界发出呼吁,“希望业界同仁能够共同努力，通过创新实现成本降低和重量减轻，同时为社会创造更大的环境价值，推动产业的可持续发展。”

02 双重困境

抉择减重方向，技术尚未成熟

TE孙晓光说到，在去年春天的华东行业聚会上，线束产业的商务模式问题被暴露。随着汽车用电器数量的增加，线束变得更加复杂，导致成本不断上升。

整车厂为了降低成本，往往将压力转嫁给线束供应商，使得线束厂商成为价格谈判的关键对象，产品重量的增加与新能源汽车追求轻量化的目标背道而驰。“整车厂更关心成本下降的问题，对线束厂的设备投资兴趣不是特别浓厚”，孙晓光简明扼要，“这导致技术进步难以在市场上推广”。同时，线束厂的大规模生产环境使得任何工艺调整都伴随着巨大的阻力、风险和成本。尤其是产线布局的改动，一旦实施，将对整个生产流程产生重大影响。

线束制造商正在寻求能够立即降低成本的省铜方案，以降低成本控制的关键。为此，他们积极寻找创新方法来节省铜材和降低成本。

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TE的演讲吸引了大量专业观众

首先想到的是铝导体，因为铝导体的价格相对较低，这使得它成为降低线束制造成本的理想选择。与铜相比，铝的价格更加稳定，并且在市场上更容易获得。这意味着线束制造商可以以更低的成本获得所需的导体材料。

然而，铝导体也存在一些挑战。铝的导电性较差，相同电流下的电阻会更高。这可能会导致一些能量损失，并且在高电流负载下可能会产生过热问题；铝导体的强度相对较低，容易受到机械应力和挤压的影响；铝导体与其他金属接触时容易发生电化学反应，导致腐蚀和氧化。

而轻量化的另一种思路就是小线径线缆的运用，但是之前效果都有限，例如欧洲 0.13mm²合金线在重量和成本上虽然有所减少，但因为其手工组装效率差，压接处易断裂等缺点，未能达到预期目标。而国内 0.22mm²铜线虽然在柔软性和成本上有所改善，但因为其更软，弯折性能差，常常整车组装断裂的缺点，在推广过程中同样遇到了阻力。

线束的压接工艺同样至关重要。考虑到每辆车拥有1000至2000个回路和2000个以上的接点。孙晓光强调到，“任何导体改动若不能在压接过程中保持稳定性，都可能导致整个行业面临巨大的质量问题”。

03 应运而生

多赢复合线引领行业创新

虽然FFC（柔性扁平电缆）和无线连接技术被视为线束未来的发展方向，但目前行业更倾向于专注于线缆小线径技术。这一技术的目标是在不改变整车设计、布局、报表以及线束自动化工艺的前提下，实现成本节约。尤其是自动化切线、剥线机以及压接设备，都将维持原有标准。

在此基础上，孙晓光着重指出，“通过采用圆线和纯铜材料来降低成本”。纯铜材料的导电性能、机械性能、耐腐蚀性、焊接和压接性能与圆线的灵活性、轻量化、热传导性、环境适应性、成本效益等优点，两者相互结合，相互促进从而使得铜包钢的新型想法正在一步步实现。

铜包钢结构结合了铜的优良导电性和钢丝的高强度特性，也解决了电化学腐蚀的问题，进一步延长了线束材料的使用寿命，在125℃的高温条件下，铜包钢能够保持其结构完整性和机械性能。铜包钢与铜丝绞合增加了材料的抗弯性能，进一步使得铜包钢的应用范围更为广阔。

孙晓光及其带领的TE汽车事业部中国区团队致力于制定一系列行业标准，并进行深入的技术分析，包括但不限于力学建模、镜像分析、表面处理技术，以及新压接规范的制定。还与设备制造商共同开发了导体应用，甚至包括新型短路连接器的研发。在具备多种因素的检验之后，TE正式发布了汽车连接系统轻量化解决方案——0.19mm2多赢复合线。

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孙晓光相信，如果行业同仁及主机厂合作伙伴共同努力，可以在不改变现有产品线束布局的前提下，实现减重和成本降低。对于线束制造商而言，意味着可以继续沿用现有的生产线和工艺。

“已经解决了大部分0.35mm²产品的问题，并针对部分0.5mm²的防线进行了调整”, 孙晓光在演讲中明确提及，“但调整需要与主机厂的系统架构和电子电机进行协调，而TE恰好拥有一支与各大主机厂紧密合作的专业团队”，因此推广过程中遇到的阻力并非无法克服。

孙晓光表示，“解决方案几乎不会对现有连接器现状造成巨大变化，也不会对投资产生影响”。对于电线制造商来说，由于TE的产品市场需求巨大，且产业链覆盖广泛，必须确保产品能够适应行业内的各个领域，避免出现大规模的颠覆性变化。目前，TE几乎完全沿用了成熟的工艺，无论是钢丝线还是铜包钢，都是行业内已经广泛采用的材料。

“通过使用多赢复合导线，可以减少63％的铜材料使用，减轻43％的重量，同时降低至少20％的成本。”孙晓光对多赢复合导线的未来充满信心。

04 助力减排

更轻、更绿、更好

孙晓光提出铜生产过程中碳排放的一项创新解决方案。据常规计算，铜生产过程中的碳排放量高达铜重量的三倍，这意味着每生产一定重量的铜，会产生相当于三到四倍重量的二氧化碳排放。

据统计，线束重量每减少10%，燃油经济性可提高3%。如果一辆汽车每消耗1加仑（约合3.78L），汽油可以行使20英里(约合32km)，那么按每年行使15000英里(约合24140km )计算，燃油经济性每提高3%，每人每年就可以节省22.5加仑(约合85L)汽油。

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多赢复合线这一创新不仅对环境有着积极的影响，而且也是可持续发展战略的关键一步，将促使线束产业从被动应对市场压力转变为主动推动行业变革，为社会和整个行业带来新的贡献，实现减排目标，推动产业的绿色发展。

线束轻量化之路在节约能源、提高燃料经济性、降低制造成本、提升汽车性能和安全性等方面都具有重要意义。随着技术的不断进步和应用的不断拓展，线束轻量化将在未来汽车制造领域发挥更加重要的作用。

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