在電動汽車蓬勃發(fā)展的當下,電氣系統(tǒng)的材料選擇對車輛性能、安全性以及可持續(xù)發(fā)展起著越來越重要的作用。從 ESG(環(huán)境、社會、治理)視角深入剖析電動汽車車用線束和線纜材料的選擇,能為行業(yè)發(fā)展提供新的思路與方向。
環(huán)境:循環(huán)利用與可持續(xù)發(fā)展
隨著全球?qū)Νh(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的重視程度不斷提高,電動汽車作為減少碳排放的重要工具,其發(fā)展備受關(guān)注。在電動汽車中,銅材料廣泛應(yīng)用于電池、電驅(qū)、電控的 “三電” 系統(tǒng)以及控制連接各系統(tǒng)的高低壓線束。
銅材料具有除金銀以外最好的導電率與導熱性能,從系統(tǒng)效率與性能最優(yōu)的角度來看,是電動汽車的最佳選擇。并且,銅材料不易氧化、回收再利用方便且體系成熟。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,傳統(tǒng)汽車報廢后,其中的銅材料幾乎 100% 被回收,是傳統(tǒng)汽車中回收價值最大、循環(huán)利用率最高的材料。在電動汽車領(lǐng)域,這種特性得以延續(xù)。以某大型汽車拆解企業(yè)的數(shù)據(jù)為例,在其處理的報廢電動汽車中,銅材料的回收率高達 95% 以上。這些回收的銅經(jīng)過精煉等處理后,可再次投入到新的電動汽車線束和線纜的生產(chǎn)中,大大減少了對新銅礦的開采需求,降低了能源消耗和碳排放。
相比之下,一些其他替代材料在回收利用方面存在較大困難。例如,某些復合材料在報廢后難以分離和再加工,不僅造成資源浪費,還可能對環(huán)境造成污染。而銅材料的高回收率和良好的循環(huán)利用特性,使其在電動汽車全壽命周期中,對環(huán)境的負面影響最小化,符合可持續(xù)發(fā)展的理念。
社會:安全與可靠性的保障
對于電動汽車而言,安全是至關(guān)重要的社會問題。銅材料的物理性能穩(wěn)定、延展性好、不易氧化,與其他材料相比,在各種復雜的應(yīng)用環(huán)境中都能保持穩(wěn)定的性能,為電動汽車的安全行駛提供了有力保障。
在安全性與可靠性方面,銅材料線束與鋁材料線束的對比十分明顯。鋁的密度較低,鋁線束重量大約是銅線束的 30% ,在輕量化設(shè)計中有一定優(yōu)勢,但其導電性比銅差。在傳輸大電流時,鋁線束產(chǎn)生的熱量更多,電阻更高,這不僅降低了電能傳輸效率,還增加了安全隱患。例如,在高溫環(huán)境下,鋁線束的電阻會進一步增大,可能導致線路過熱,引發(fā)火災(zāi)等事故。
國際銅業(yè)協(xié)會新能源汽車項目專家黃艇指出,電動汽車使用的接插件或者電連接器內(nèi)部的導體均為銅導體,如果使用鋁線束,就必須面臨銅、鋁兩種材料連接的問題。銅、鋁異質(zhì)金屬的長時間安全可靠連接是一項技術(shù)難題,它們有著不同的電位差,導致這兩種材質(zhì)不適合長期連接在一起使用。而且鋁容易氧化,形成的氧化膜又不導電。在車輛復雜且惡劣的使用環(huán)境下,如潮濕、振動以及疊加的高溫和低溫等情形,銅、鋁連接一旦失效就會導致車輛電路斷電,從而有可能引發(fā)嚴重的交通事故。雖然可以通過超聲波焊接和高等級的封裝等方式來改善連接可靠性,但任何封裝都無法保證百分之百可靠,且線束接頭的檢查在日常車輛保養(yǎng)過程中存在檢測困難等問題。所以,從車輛安全性角度出發(fā),電動汽車應(yīng)該首選銅線束。
使用性能更好、更可靠、更有保障的銅材料線束,體現(xiàn)了企業(yè)對消費者和其他交通參與者的社會責任。汽車作為載人交通工具,安全關(guān)乎生命,企業(yè)有責任為用戶提供最安全可靠的產(chǎn)品,而不是為了降低成本采用可能存在風險的材料。
治理:企業(yè)的戰(zhàn)略選擇
在電動汽車線束材料的選擇上,是以安全可靠性為主,還是以降低成本和輕量化為主,這是企業(yè)需要面臨的重要決策,也涉及到公司治理層面的考量。
從成本角度看,鋁的價格約為 18000 元 / 噸,而銅的價格約為 70000 元 / 噸 ,在同等替代條件下,鋁線束的成本比銅線束低約
35%,且鋁的市場價格波動較小,有利于成本控制和市場拓展。這使得一些企業(yè)在追求成本降低時,傾向于選擇鋁線束。然而,忽視安全可靠性可能會帶來嚴重的后果。一旦因線束問題導致車輛出現(xiàn)安全事故,企業(yè)不僅要面臨巨額的賠償和召回成本,還會嚴重損害品牌形象和市場信譽。
企業(yè)在治理過程中,應(yīng)綜合考慮多方面因素。一方面,要關(guān)注技術(shù)的發(fā)展趨勢,積極投入研發(fā),尋求在保證安全可靠性的前提下降低成本的方法。例如,國際銅業(yè)協(xié)會支持并聯(lián)合車輛和線束工程領(lǐng)域的專家和頭部企業(yè),按照電動汽車的發(fā)展趨勢對銅線束開展
“挖潛”
工作,目前已開發(fā)出較鋁線束在成本上有優(yōu)勢、重量上接近的銅線束,并正在按國家標準的要求開展全面的測試工作。另一方面,企業(yè)應(yīng)制定明確的材料選擇標準和質(zhì)量控制體系,將安全可靠性放在首位,確保產(chǎn)品符合社會和環(huán)境的要求。
在電動汽車領(lǐng)域,從 ESG 角度分析,銅材料車用線束和線纜具有顯著的優(yōu)勢。在環(huán)境方面,其高回收率和循環(huán)利用特性有利于可持續(xù)發(fā)展;在社會方面,出色的安全與可靠性保障了消費者和交通參與者的安全;在治理方面,雖然面臨成本挑戰(zhàn),但企業(yè)通過合理的戰(zhàn)略選擇和技術(shù)創(chuàng)新,能夠?qū)崿F(xiàn)安全、成本和可持續(xù)發(fā)展的平衡。隨著技術(shù)的不斷進步和企業(yè)治理的不斷完善,銅材料在電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。
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