輕量且價格便宜之鋁製無線供電線圈

 

刊登日期:2018/6/6
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日本田淵電機公司開發了堪稱業界最細的鋁線,並利用比一般銅線還要輕量的鋁線,結合其優異的接合技術,開發了一款重量減少一半的新型無線供電線圈(Coil)。雖然一般無線供電大多採用效率較高的銅線,但田淵電機的鋁線實現了與銅線同等程度的送電性能。

在田淵電機的各項事業群中,其中一項主要業務是變壓器(Transformer),且田淵電機專精於變壓器內部所使用的線圈製造,2000年時並拓展至線圈材料之電線製造,鋁線的生產量位居世界第2位,年產能到1萬2千噸,從材料製造就開始決定線圈的規格這點即為田淵電機的強項。

田淵電機自2013年起即已展開鋁線之電動車用無線供電線圈的商業樣品出貨,另一方面,電子鍋的加熱用線圈也達到製品化,5年來兩者合計已銷售了150噸。鋁製線圈相較於其他主流使用的銅製線線圈,重量僅一半程度,對於電動車(EV)的輕量化將有實質幫助,且可望降低原料採購成本,田淵電機也積極展開汽車製造市場佈局。

2016年田淵電機著手開發業界最細等級的鋁線線圈,直徑僅0.1 mm。但線徑變細之後要組合成細繩狀,容易發生斷裂或鬆弛的狀況,且電動車用線圈必須將1000條以上的鋁線進行接合,田淵電機即透過捲線時的速度或強度,以及形成繩狀時線的密度或長度等各項細微作業的調整,解決斷裂或鬆弛的問題。

線圈的兩端為了讓電流通過,接連了接線端子,但鋁線較不耐熱,焊接時瓷漆(Enamel)製的被覆膜會溶出,形成氣體殘留下來,以致於送電效率降低。田淵電機為此開發了鋁線專用的焊接方法,利用藥液附著、電流通過等7項過程的接合法,讓溶出氣體幾乎不再出現。

利用多年來精心鑽研的獨家鋁線相關技術,在直徑同為0.2 mm的銅線與鋁線線圈,分別通過同樣條件電流的實驗證明之下,鋁線線圈的送電效率為85 %,與銅線線圈幾乎沒有差異。且鋁線直徑變更為0.1 mm的話,送電效率更可提高至89 %。

田淵電機預估2020年度時,可對應無線供電機能的電動車將會成長至11萬輛,目前亦已對汽車製造業者展開0.1 mm鋁線線圈的商業樣品出貨。田淵電機除了預計在2020年度達到車用鋁線線圈15億日圓的營業額目標之外,並計畫2021年開始對巴士等大型車輛進行出貨。


資料來源: 日經產業新聞/材料世界網編譯
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