टिनयुक्त तांबे के तार, एल्युमीनियम तार और एल्युमीनियम पंक्तियाँ भविष्य में नई ऊर्जा वाहन वायरिंग हार्नेस सामग्री के विकास की प्रवृत्ति क्यों हैं?

सार्वजनिक आंकड़ों के अनुसार, मेरे देश में नए ऊर्जा वाहनों का वार्षिक उत्पादन और बिक्री दस साल पहले के 75,000 वाहनों से बढ़कर 9.5 मिलियन वाहनों तक पहुंच गई है, जो दुनिया के 60% से अधिक के लिए जिम्मेदार है, औसत वार्षिक चक्रवृद्धि वृद्धि दर 71% है। वर्तमान में, घरेलू नई ऊर्जा वाहन उद्योग त्वरित विकास के दौर में प्रवेश कर रहा है, और नई ऊर्जा वाहनों और पावर बैटरी के क्षेत्र में उपलब्धियां भी तेजी से फैल रही हैं। नई ऊर्जा वाहनों के लिए उपभोक्ताओं का पक्ष न केवल पर्यावरण जागरूकता और कम-कार्बन यात्रा विधियों की खोज से उत्पन्न होता है, बल्कि ऊर्जा रूपांतरण के अधिक कुशल रूपों की खोज से भी उत्पन्न होता है। पारंपरिक ईंधन वाहनों की तुलना में, नई ऊर्जा वाहनों में पर्यावरण संरक्षण और बुद्धिमत्ता के फायदे हैं, लेकिन सबसे बड़ा फायदा ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में है।

ईंधन वाहन के आंतरिक दहन इंजन की ऊर्जा रूपांतरण दक्षता आमतौर पर 20% से 30% के बीच होती है, और शेष ऊर्जा अपशिष्ट ताप के रूप में नष्ट हो जाती है। नई ऊर्जा वाहनों की ऊर्जा रूपांतरण दक्षता 80%-90% तक पहुंच सकती है। चाहे वह शुद्ध इलेक्ट्रिक हो या प्लग-इन हाइब्रिड, ऊर्जा रूपांतरण दक्षता ईंधन वाहनों की तुलना में बहुत अधिक है। जैसे-जैसे नई ऊर्जा वाहनों में अधिक कुशल बिजली इकाइयाँ धीरे-धीरे अकुशल बिजली इकाइयों की जगह लेंगी, ऊर्जा दक्षता में और सुधार होगा। नई ऊर्जा वाहनों का उदय न केवल परिवहन विधियों के हरित परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करता है, बल्कि भविष्य में कुशल ऊर्जा उपयोग की दिशा का भी संकेत देता है।

घरेलू और विदेशी विद्वानों के शोध के अनुसार, नई ऊर्जा वाहनों की ऊर्जा रूपांतरण दक्षता बैटरी प्रदर्शन और मोटर दक्षता, वाहन शरीर के वजन और चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान ऊर्जा रूपांतरण हानि जैसे कारकों से भी काफी प्रभावित होती है। ये नुकसान सीधे तौर पर ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में और सुधार को सीमित करते हैं।

वर्तमान तकनीकी विकास के रुझानों को देखते हुए, नई ऊर्जा वाहनों में प्रवाहकीय लाइनों की सामग्री और कनेक्शन विधियों का अनुकूलन ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में सुधार करने का सबसे अच्छा तरीका है।

पारंपरिक ऑटोमोबाइल तारों में हमेशा कंडक्टर सामग्री के रूप में तांबे का उपयोग किया जाता है। हालाँकि, तांबे के तारों में कुछ कमियां भी हैं: उदाहरण के लिए, ऑक्सीकरण के कारण उनमें पेटिना बनने का खतरा होता है। यह न केवल तार की उपस्थिति को खराब करता है, बल्कि इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि इसकी विद्युत चालकता शुद्ध तांबे की तुलना में बहुत कम है। इसलिए, सर्किट में प्रतिरोध काफी बढ़ जाएगा और वर्तमान ट्रांसमिशन दक्षता कम हो जाएगी, जो नई ऊर्जा वाहनों के प्रदर्शन और सुरक्षा को प्रभावित कर सकती है।

तांबे के तारों के आसानी से ऑक्सीकृत होने की समस्या को हल करने के लिए, टिनयुक्त तांबे के तारों का उपयोग करना एक सामान्य समाधान है। टिन की परत तांबे को हवा में ऑक्सीजन और पानी के संपर्क से प्रभावी ढंग से रोक सकती है, जिससे तांबे की ऑक्सीकरण प्रक्रिया धीमी हो जाती है। इसी समय, टिनयुक्त तांबे के तार में अच्छी विद्युत चालकता और यांत्रिक गुण होते हैं। ये विशेषताएँ नई ऊर्जा वाहनों के क्षेत्र में इसके अनुप्रयोग मूल्य को निर्धारित करती हैं।

हालाँकि, टिन की परत के कम पिघलने बिंदु के कारण, जब अल्ट्रासोनिक वायर हार्नेस वेल्डिंग के साथ टिन वाले तांबे के तारों को वेल्डिंग किया जाता है, तो स्थानीय उच्च तापमान के कारण टिन की परत पिघल सकती है, जिससे वेल्डिंग प्रभाव प्रभावित हो सकता है। इसलिए, टिनयुक्त तांबे के तार की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, वेल्डिंग तापमान और समय को सटीक रूप से कैसे नियंत्रित किया जाए, इसे दूर करना एक बहुत ही कठिन तकनीकी कठिनाई है।

हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि डिब्बाबंद तांबे के तार का उत्पादन अपेक्षाकृत महंगा है। यह नई ऊर्जा वाहनों के क्षेत्र में इसके व्यापक अनुप्रयोग को कुछ हद तक सीमित करता है। वर्तमान में इसका उपयोग केवल उच्च-स्तरीय नई ऊर्जा वाहनों में किया जाता है। चीन को हर साल बड़ी मात्रा में तांबे की सामग्री का आयात करने की आवश्यकता होती है, और हाल के वर्षों में तांबे की सामग्री की कीमत में वृद्धि जारी है। तांबे के संसाधनों की कमी और बढ़ती कीमतों ने ऑटोमोटिव तारों की लागत को ऊंचा रखा है।

क्या हम उत्पादन लागत कम करते हुए ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में सुधार कर सकते हैं? उद्योग में, एल्यूमीनियम तारों को तांबे के तारों के लिए एक व्यवहार्य विकल्प माना जाता है। प्रमुख नई ऊर्जा वाहन निर्माताओं ने पहले से ही तांबे के तारों को बदलने के लिए एल्यूमीनियम तारों का उपयोग करने की कोशिश की है क्योंकि नई ऊर्जा वाहनों में एल्यूमीनियम तारों के निम्नलिखित फायदे हैं:

1. अच्छी विद्युत चालकता:

एल्यूमीनियम की प्रतिरोधकता 2.65×10-8Ω·m है, जबकि तांबे की प्रतिरोधकता 1.72×10-8Ω·m है। यद्यपि एल्यूमीनियम में तांबे की तुलना में अधिक प्रतिरोधकता होती है, एल्यूमीनियम तार के तार व्यास (लगभग 1.3 गुना) को बढ़ाकर पूरे वाहन सर्किट की प्रतिरोध आवश्यकताओं को पूरा किया जा सकता है।

2. हल्का वजन:

एल्यूमीनियम का घनत्व 2.7g/cm³ है, जबकि तांबे का घनत्व 8.96g/cm³ है। एल्युमीनियम का घनत्व तांबे के घनत्व का केवल एक-तिहाई है, इसलिए एल्युमीनियम कंडक्टर के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र को लगभग 30% तक बढ़ाकर वजन में कमी प्राप्त की जा सकती है।

3. लागत-प्रभावशीलता:

मेरे देश के तांबे और एल्यूमीनियम खनिज संसाधनों और उनकी खनन लागत में अत्यधिक असंतुलन के कारण, तांबे के तारों की कीमत एल्यूमीनियम तारों की तुलना में बहुत अधिक है। तांबे के तारों के स्थान पर एल्यूमीनियम तारों का उपयोग करके, हम नई ऊर्जा वाहनों की उत्पादन लागत को कम कर सकते हैं और उन्हें बाजार में अधिक प्रतिस्पर्धी बना सकते हैं।

ऑटोमोटिव वायरिंग हार्नेस के क्षेत्र में, हल्के ऑटोमोटिव वायरिंग हार्नेस के विकास के लिए लागत और वजन भी प्रमुख कारणों में से एक है। पारंपरिक तांबे के कंडक्टरों के बजाय एल्यूमीनियम कंडक्टरों का उपयोग करने से लागत और वजन कम करने का लाभ होता है। हालाँकि, एल्यूमीनियम कंडक्टरों के अनुप्रयोग में कुछ तकनीकी कठिनाइयाँ भी हैं, जैसे:

1. कनेक्शन विश्वसनीयता:

एल्यूमीनियम कंडक्टरों और तांबे के कंडक्टरों की पारंपरिक क्रिम्पिंग के दौरान होने वाली धातु ऑक्सीकरण और इलेक्ट्रोकेमिकल संक्षारण जैसी समस्याएं ढीले कनेक्शन बिंदुओं या बढ़े हुए प्रतिरोध का कारण बनेंगी, जिससे पूरे कंडक्टर का प्रदर्शन प्रभावित होगा।

2. रेंगने वाला प्रभाव:

रेंगना लंबे समय तक बाहरी बल की कार्रवाई के तहत धातु सामग्री के धीमे विरूपण की घटना है। तांबे और एल्यूमीनियम के बीच थर्मल विस्तार गुणांक में अंतर के कारण, एल्यूमीनियम तार में रेंगने की संभावना अधिक होती है। कुछ शर्तों के तहत, एल्यूमीनियम तारों की रेंगने की दर तांबे के तारों की तुलना में 25 गुना अधिक हो सकती है, जिसका एल्यूमीनियम कंडक्टरों के थकान प्रतिरोध और सेवा जीवन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

3. तार की मात्रा में वृद्धि:

एल्युमीनियम तारों की चालकता कमजोर होती है। ऑटोमोबाइल तारों की प्रवाहकीय आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, एल्यूमीनियम तारों के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र को बढ़ाने की आवश्यकता है, जिससे तारों की मात्रा कुछ हद तक बढ़ जाएगी और कनेक्शन में अधिक चुनौतियां आएंगी।