电动汽车电机中，铝会取代铜吗？
电动汽车电机定子绕组采用发夹式绕组是其生产工艺的一项重大变革，其优势在于直流功率损耗更低、填充率更高（约70-80% 对比约45%），且散热性能优于绞合绕组。发夹式绕组取代了传统的绞合绕组，使效率提高了0.5-1%。发夹式绕组是一种先进的电机定子绕组技术。它使用预成型的U形扁平铜条（发夹）代替圆形导线。这些发夹被放置在定子槽中，并在两端焊接形成绕组。
铜的成本约为铝的4-5倍，因此问题是：铝是否可以取代铜？铜的电阻率为0.017241 (Ω·mm²)/m，而铝的电阻率为0.0282 (Ω·mm²)/m。铜线的电阻是铝线的60%，因此要达到与铜线相同的电阻，铝的横截面积需要大约是铜的1.6倍。铝的重量比铜轻3.3倍，这意味着铝导体的重量只有铜导体的一半。
一家知名电动汽车制造商的铜定子绕组重约3.5公斤。如果用铝代替，定子绕组的重量将约为1.75公斤，成本降低7-8倍。
与生产铜相比，生产铝对环境的影响要小得多。铜的热导率（~400 W/m·K）远高于铝（~237 W/m·K），这意味着铜绕组散热性能更好，运行温度更低。铝绕组需要更完善的冷却系统。铝受热膨胀更大，需要特殊的连接方式。发夹式绕组的出现带来了一些非常有趣的现象。继续阅读！
关于发夹式绕组，我阅读过许多科学研究，这些研究表明，在高频下，铝的交流损耗比铜低。在低频下，相同横截面积的铜的直流损耗低于铝，但在高频下，交流损耗远大于直流损耗。例如，在 2 kHz 的频率下，铜的交流损耗约为直流损耗的 3.5 倍，而铝的交流损耗则比铜低约 50%！因此，使用铝更具优势，因为它比铜的交流损耗更低，采用铝绕组的电机可能效率更高！
这是一个非常有趣的发现，让我非常惊讶，所以我很好奇第一台采用铝绕组的汽车电机何时会出现。虽然还有许多技术问题需要解决，但用铝代替铜可以延长电动汽车的续航里程，并使其生产更加环保。
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