
为解决上述问题,铜铝复合母排成为主流趋势。通过在导电路径处采用铜层以获得低电阻,同时以铝层作为主体结构实现轻量化,兼顾导电性与重量优化。对比材料属性,铜的导电性高、密度较大、成本较高、抗腐蚀性好、机械强度优越;铝的导电性较低、密度轻、成本较低、易氧化但重量优势明显。
一、铜铝复合母排的三种实现路径
1. 铜铝搭焊排
- 以铝为主体导体,在两端通过刚性铜件焊接的方式连接,采用扩散钎焊工艺,使铜端与铝主体实现牢固结合,形成整体接头。
2. 铜铝复合板带
- 内层为铝、外层为铜的铜铝复合板带,是铜铝复合材料的重要终端产品之一,分为单面与双面两类。
- 常用加工方法包括铸轧、涂层、爆炸、模铸、电磁连铸、半熔态轧制等。其中半熔态轧制复合法以铝锭与铜板带为原料,在高温高压无氧环境下实现铜铝的半熔态冶金复合,能有效避免氧化问题并实现较强的结合强度。
- 工艺要点覆盖配料、熔化与精炼、保温静置、在线除气、过滤、半熔态轧制复合、冷轧、热处理、精整与包装等环节,确保复合层之间不存在脆性相,解决氧化与共晶技术难题,形成稳定的半熔态复合结构。
3. 铜包铝复合排
- 以铝基材为底,通过在表面包覆铜层实现高导电面积需求,铜层厚度分布均匀,适用于对导电面积要求较高的场景。
- 终端产品包含铜铝复合板、板带、母线、复合箔等,相关行业标准覆盖了铜铝复合材料的选用与应用。
二、铜铝复合材料的应用现状与参数分布
- 结构形态多为双面铜铝复合板,单面铜厚度约占10%,双面铜厚度合计大约占20%~30%。
- 规格范围为厚度0.05~10毫米、宽度小于800毫米。
- 铜层比例的典型组合包括:Cu/Al/Cu 1:8:1(铜复层约20%)和Cu/Al/Cu 1.5:7:1.5(铜复层约30%)EBET易博。
- 成本方面,铜铝复合材料的材料成本低于纯铜板,但加工成本相对较高。
- 在同等规格下,双面铜铝复合板的载流量通常达到铜带的80%~90%,显著高于同尺寸铝排的承载能力。
- 复合材料可满足镀镍、镀锡等镀层工艺,且在通电老化测试中未出现镀层缺陷。
- 机械性能方面,24小时静态扭矩衰减通常在92%~95%区间,明显超出连接端要求的70%标准。
三、对高压母排应用的综合判断与前景
- 铜铝复合材料在新能源汽车动力电池的高压母排领域,具备更优的导电性能与重量优化特性,能够在同等体积下提供更高的载流能力与更好的热管理潜力。
- 结合工艺成熟度与成本结构,铜铝复合方案在未来有望成为高压母排的主流选择,推动系统整体性能提升与能效优化。
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