Электромобили (EV) объединяют множество технологических инноваций, открывая новые перспективы для транспорта будущего. Несмотря на преимущества перед машинами с двигателями внутреннего сгорания (ДВС), они по-прежнему уступают в запасе хода и энергоэффективности. Один из способов улучшить эти показатели — снижение массы транспортного средства, и норвежские учёные предлагают необычное решение.
Проблема веса проводников
Масса автомобиля (как EV, так и ДВС) напрямую влияет на его энергопотребление. В электромобилях медь, используемая в проводке, может добавлять от 83 до 369 кг в зависимости от типа транспорта — от легковых авто до автобусов. Хотя это лишь небольшая часть общего веса, исследователи из SINTEF (Фонд промышленных и технических исследований) и NTNU (Норвежский университет естественных и технических наук) считают, что даже незначительные изменения могут заметно улучшить характеристики EV.
Алюминий вместо меди
Медь — популярный материал для проводников благодаря доступности, прочности и высокой электропроводности. Однако её вес снижает запас хода электромобилей, что тормозит их массовое распространение. Учёные предлагают частично заменить медь на алюминий, который обладает схожими свойствами, но при этом в три раза легче.
Главная сложность — соединение этих металлов. Традиционная высокотемпературная сварка ухудшает их проводимость из-за образования хрупких интерметаллических соединений. В качестве альтернативы исследователи предлагают метод холодной сварки, который минимизирует негативное воздействие на материалы.
Технология HYB
Учёные используют запатентованный метод Hybrid Metal Extrusion & Bonding (HYB), разработанный в NTNU. Он создаёт прочные соединения алюминия и меди за счёт механического давления и трения, не подвергая металлы высоким температурам. Это сохраняет их электропроводность и механическую прочность.
Первые испытания показали, что HYB обеспечивает более надёжное соединение, чем другие методы сварки. Однако остаются и проблемы: чистый алюминий менее прочен, чем медь, а его сплавы теряют свойства при нагреве.
«Мы изучаем, как повысить термостойкость сплавов на атомном уровне», — отметил Йорген А. Сёрхауг из SINTEF.
Это исследование особенно актуально для Норвегии, где в 2024 году 89% новых автомобилей были электрическими. Уменьшение веса проводников увеличит запас хода, что критически важно как для частных владельцев, так и для коммерческого транспорта — например, электробусов и грузовиков.
«Оптимизация структуры соединений улучшит их прочность и проводимость, что особенно важно для аккумуляторных систем», — подчеркнула Ранди Хольместад из NTNU.
Внедрение этой технологии может стать новым шагом в развитии электромобилей, делая их ещё более эффективными и доступными.
