電機(jī)以“鋁”代“銅”市場(chǎng)能接受嗎？
作者：泵閥 來源：電機(jī) 發(fā)布時(shí)間：2025-07-22
某行業(yè)自媒體提出“為限制扁線繞組的高頻交流損耗，部分企業(yè)考慮將扁線的全部或部分層更換為鋁材料扁線。”不知這是事實(shí)還是提議？
當(dāng)前為什么鋁線沒有用在電機(jī)的原因：
銅的電導(dǎo)率約為58 MS/m，鋁的電導(dǎo)率約為35 MS/m，僅為銅的60%左右。這意味著在相同截面積和長(zhǎng)度下，鋁線的電阻比銅線高。電阻高就會(huì)導(dǎo)致繞組的損耗顯著增加。若電流相同，鋁線的發(fā)熱量就會(huì)比銅線高，這會(huì)降低電機(jī)效率，并增加散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。
若是在高頻工況下，鋁線的等效電阻還會(huì)進(jìn)一步增加。若要通過增大鋁線截面積來降低電阻，鋁線的直徑需增加（電阻與截面積成反比），這會(huì)導(dǎo)致繞組體積顯著增大，進(jìn)而增加電機(jī)的整體尺寸和重量，與新能源汽車高功率密度的設(shè)計(jì)目標(biāo)沖突。
然而文中話鋒一轉(zhuǎn)，輔驅(qū)電機(jī)跟鋁線繞組（鋁線定子、銅鋁混合線定子）就是很不錯(cuò)的結(jié)合，輔驅(qū)電機(jī)功率通常低于主驅(qū)電機(jī)。低功率下，鋁線電阻導(dǎo)致的銅損對(duì)整體效率的影響相對(duì)較小，而材料成本可降低30%-50%，降本優(yōu)勢(shì)突出。
舉例來說，一公斤銅線可能只有50米，而一公斤鋁線可達(dá)200米。目前在用量方面大約能節(jié)省四倍左右。這是因?yàn)殇X的延展性優(yōu)于銅——同樣重量的材料，鋁線長(zhǎng)度可達(dá)銅線的四倍。從密度角度來看，鋁的密度僅為銅的三分之一左右，因此制作相同規(guī)格的發(fā)卡時(shí)，鋁材可生產(chǎn)50-200個(gè)，而銅材僅能制作20-50個(gè)。這不僅在原材料采購(gòu)成本上具有優(yōu)勢(shì)（鋁約2萬(wàn)元/噸，銅約7-8萬(wàn)元/噸），加工費(fèi)用也更為經(jīng)濟(jì)（鋁加工費(fèi)約15元/公斤，銅約60元/公斤）。
不足：當(dāng)然，鋁材加工難度略高于銅材，主要體現(xiàn)在鉆孔工藝對(duì)溫度控制的要求更高，生產(chǎn)效率相對(duì)較低。不過隨著技術(shù)進(jìn)步，這方面正在改善。
其導(dǎo)電率較低，在需要高功率輸出的場(chǎng)景（如驅(qū)動(dòng)電機(jī)）中表現(xiàn)欠佳，因此目前主要應(yīng)用于發(fā)電機(jī)等對(duì)功率要求相對(duì)較低的領(lǐng)域。以100安培電流為例，鋁導(dǎo)體的截面積需比銅導(dǎo)體增大30%左右才能達(dá)到同等導(dǎo)電性能。但就絕緣性能而言，兩者的耐溫等級(jí)是相同的（均為H級(jí)240℃）。
應(yīng)用：關(guān)于產(chǎn)品規(guī)格，目前主流產(chǎn)品均為扁線設(shè)計(jì)，圓線應(yīng)用較少。小型電機(jī)如水泵電機(jī)或離合器線圈仍會(huì)使用圓線，但微型化產(chǎn)品更傾向于采用扁線方案，因其在小型化場(chǎng)景中更具成型優(yōu)勢(shì)。
