铝线电机虽未应用在新能源车里,但是可以预见其应用落地已经不远了。当前“铝代铜” 已成为电机行业降本增效的选择方向,凭借技术可行性与成本优势,正从细分场景向更广领域渗透,同时驱动设备端技术革新,催生百亿级市场生态。
未来,随着技术优化迭代与规模化效应释放,铝线电机有望在更多功率等级与应用场景中实现突破,成为新能源汽车产业链降本增效的核心抓手。
01.
铝线电机可平替哪些电机种类
铝线电机对于辅驱电机的替代NE时代此前做过技术分析,也证明了其可行性。辅驱工况下通常无需持续满载运行,其功率、扭矩需求均低于主驱电机,且对CLTC工况效率的敏感度较低。
紧接着联合电子就推出了其短pin铝线电机,预计将首先应用于辅驱感应电机平台。目前联合电子正基于高压平台项目辅驱电机进行铝线电机开发,从电磁方案、机械设计、生产调试等方面均进行针对性优化调整,预计明年可进入批产货架供客户选择。
发电机方面用铝线替换铜线,其额定点的效率下降也不多,同样非常适配铝线电机。包括博格华纳、特斯拉等企业也都在开发相关铝线电机产品。
此外,100kW以下的主驱电机也不是不可以考虑铝线电机,100kW以下的主驱系统,通常采用单电机前驱或后驱布局,是成本控制和技术成熟度最优的方案,支撑了新能源车普及的基本盘。
这类车型基本都是城市通勤场景,其电机90% 以上时间工作在50kW以下,峰值功率 (100kW) 使用时间极短,低功率运行时,铝线电阻增加导致的损耗增量对整体效率影响有限,而成本优势却显著,且通过优化设计在功率需求上基本与铜线电机无异。
铜铝混合扁线绕组也是一个关键方向,这种铜铝混合绕组的优势是通过铝绕组在内层高频损耗较小的特性代替在高频下铜损较高的铜绕组。同时,定子绕组中的铜绕组可以抑制由于使用铝绕组而导致的效率降低,从而实现定子总成的低成本化及轻量化
02.
超声波焊接破解核心痛点
设备层面也有着很大的市场潜力,首先铝线在材料上跟铜线就存在明显差别,正常铜线的屈服强度为80-100Mpa,而正常铝材的屈服强度仅为 30-50Mpa,约为铜材的 1/2。所以铝线在校直、成型、扭头方面相比铜线都会更难。
且在焊接方面也有一定的要求,尤其是铜铝焊接部分。首先,铝表面极易形成致密的氧化铝绝缘层,且这层氧化膜的电阻很大,所以必须在焊接前彻底清除并防止其再次生成。
其次,铝的热膨胀系数远高于铜,焊接后在温度变化下易因热应力导致焊点虚焊或疲劳断裂。近铜侧的焊缝中很容易形成CuAl2共晶,易产生晶间裂纹。而且铝线在链接铜制的引出线或端子时,铜铝直接接触在潮湿环境中会形成原电池反应,引发电化学腐蚀,会造成接触电阻升高、局部发热。
常规的激光焊接和TIG焊虽然也可以焊接,但是难度会大大加强,效率方面也有待提高。铝的熔点和比热容均低于铜,这也导致焊接时铝易先熔化,而铜仅在表面小范围熔化。还需要做气体保护,比如氩气、氮气保护,不然焊点会氧化严重,又硬又脆。
超声波焊接技术则可有效应对上述问题,超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面,在加压的情况下,使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合
其原理是利用超声频率的机械振动能量,连接同种金属或异种金属的一种特殊方法。在进行超声波焊接时,既不输送电流,也没有高温热源,只是在静压力之下,将振动能量转变为工件间的摩擦功、形变能及有限的温升。
所以铜铝接头间的结合是不发生熔化的,也可以说是一种固态焊接,因此它能克服电阻焊接时所产生的氧化现象以及上述铜铝线材的热应力问题。
03.
近半电机市场催生百亿增量
截至2025年1-11月,中国新能源汽车累计销量达1478万辆,同比增长31.2%。整年预计将突破1600万辆,以预测数据为基,据NE时代统计定子出货量预计会突破1900万套。这其中辅驱预计出货量会在200万套左右,占比约为14.28%,与行业新能源四驱车占比趋势基本吻合。
发电机出货量整年预计在400万套左右,此外,据NE数据显示100kW以下的主驱系统,占比超过了24%。整年出货量预计在300万套,这个比例对应着庞大的A00/A0级微型电动车以及部分A级入门车型市场,这里还不包括可能会出现铜铝混合的形式。
整体来看,铝线可替换900-1000万套电机,会占到30-50%的电机规模,将近一半的电机市场,具备百亿规模的潜力。此前,NE时代预测到2030年电机的需求大概在3900万,以此为基数,可以预测,若铝代铜成为明确趋势,到2030年新能源车铝线电机这将会是一个400亿的规模市场。
总结
当前铝线绕组的替换策略还需严格匹配工况频率特性,当电机运行频率低时,全铝或部分铝线方案可显著降低高频损耗,结合成本优势是完全具备应用价值的,同时铝线电机的潜力也是非常值得关注。













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