신에너지용 고전압 배선 하네스에 알루미늄 와이어 적용

사람들의 전통적인 이해에 따르면, 자동차 배선 하네스에 구리를 사용하는 것은 뿌리 깊은 개념입니다.

구리선은 높은 전도성과 높은 안정성을 가지고 있기 때문입니다.

알루미늄선을 사용할 때 많은 사람들의 첫 반응은 "비용 절감을 위해 비용을 절감하는 걸까?"입니다. 알루미늄과 구리는 전도성이 다르지만, 단면적을 조절하면 동일한 전류 용량을 얻을 수 있습니다. 또한, 알루미늄선은 구리선보다 약 30% 가벼워 차량 무게를 효과적으로 줄일 수 있습니다.

신에너지 자동차에 알루미늄선을 적용하는 것은 단순히 비용을 절감하는 것이 아니라, 비용 관리, 경량화 요건, 가공 유연성, 내산화성 등 여러 요소를 종합적으로 고려한 결과입니다.

자동차 배선 하네스 분야에서 구리선과 알루미늄선은 고유한 성능 특성을 가진 가장 일반적인 두 가지 소재입니다. 아래에서는 전도성, 기계적 강도, 밀도, 비용 등 몇 가지 주요 측면에서 구리선과 알루미늄선의 성능을 비교해 보겠습니다.

전도도: 전도도 측면에서 구리선은 의심할 여지 없이 뛰어납니다. 구리의 전도도는 약 100% IACS(International Annealed Copper Standard)인 반면, 알루미늄의 전도도는 약 60% IACS입니다. 이는 동일한 조건에서 구리선이 더 큰 전류를 전달하고 더 적은 열을 발생시킨다는 것을 의미합니다. 데이터에 따르면 구리의 저항률은 1.72 × 10⁻⁸Ω·m이고 알루미늄의 저항률은 2.83 × 10⁻⁸Ω·m입니다. 알루미늄의 저항률은 구리의 약 1.65배입니다. 즉, 동일한 전도 효과를 얻으려면 알루미늄선의 단면적이 구리선보다 커야 합니다.

기계적 강도: 기계적 강도 측면에서도 구리선이 우위를 점합니다. 구리는 높은 강도와 ​​경도를 가지고 있으며, 인장 강도는 일반적으로 200~400MPa인 반면, 알루미늄은 인장 강도가 상대적으로 낮아 일반적으로 90~250MPa입니다. 이러한 특성으로 인해 구리선은 외부 힘에 의해 변형되거나 파손될 가능성이 적습니다. 또한, 구리선은 유연성이 뛰어나 차량 내부의 복잡한 공간에 배선 및 설치가 용이합니다. 반면 알루미늄선은 파손을 방지하기 위해 구부릴 때 더욱 주의해야 합니다.

밀도: 밀도 측면에서 알루미늄 와이어는 성공적으로 자리를 되찾았습니다. 알루미늄의 밀도는 약 2.7g/cm³인 반면, 구리의 밀도는 최대 8.96g/cm³에 달하며, 알루미늄의 밀도는 구리의 3분의 1에도 미치지 못합니다. 이러한 특성은 알루미늄 와이어의 무게에 상당한 이점을 제공하며, 이는 경량화를 추구하는 신에너지 자동차에 큰 매력으로 작용할 것입니다. 일반 자동차를 예로 들어, 와이어링 하네스 소재로 구리 와이어 대신 알루미늄 와이어를 사용하면 와이어링 하네스의 무게를 약 30~50% 줄일 수 있으며, 이는 차량 전체 무게 감소 및 에너지 효율 향상에 매우 중요합니다. 자동차의 무게 감소는 운동선수의 체중을 줄이는 것과 마찬가지로 자동차의 속도와 에너지 효율을 높여줍니다.

비용: 비용은 재료 선택에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나이며, 이러한 측면에서 알루미늄 와이어는 상당한 이점을 입증해 왔습니다. 알루미늄은 매장량이 풍부하여 채굴 및 정제 비용이 상대적으로 낮고, 가격도 구리보다 훨씬 저렴합니다. 현재 구리 가격은 알루미늄의 약 3~4배입니다. 자동차 제조업체의 경우, 알루미늄 와이어를 사용하면 생산 비용을 크게 절감하고 제품 시장 경쟁력을 향상시킬 수 있습니다. 특히 대량 생산 시 비용 절감은 상당한 경제적 이점을 가져올 것입니다.