然而，近年来绕组效率和铜利用率的提高可能会部分抵消这一趋势。无论如何，随着汽车市场电气化程度的不断提高，到2034年，电动汽车电机对铜的需求量将比2023年增长3.1倍。.

铜在电机中有什么用途？
电机由固定部件（定子）和旋转部件（转子）组成。通常，定子由钢框架构成，内部缠绕铜线圈以产生电磁场。转子材料因技术而异。永磁电机转子内部装有磁体，感应电机转子内部装有铜或铝条，绕线式转子电机绕组中铜线圈较多，而磁阻电机则主要由钢制成。

去除磁铁可提高铜含量：
感应电机已从一种流行的驱动电机转变为主要用于二次驱动应用。根据转子材质（铜或铝），感应电机的铜含量可以高于永磁电机。绕线式转子电机正逐渐成为无磁铁的理想选择，转子上的铜绕组显著提高了电机的铜含量，某些型号的铜含量甚至超过同类永磁电机的两倍。

有一些替代电机技术可以保持与永磁电机相近的铜含量；例如，磁阻电机转子主要由钢制成，不含铜或铝。然而，这些技术历来存在功率密度、噪声和效率方面的问题。目前存在多种改进途径，多家公司正在研究此类设计，但尚未在量产电动汽车上得到验证。新兴的轴向磁通电机具有极高的功率密度，因此，就每千瓦功率所需的铜含量而言，其铜需求量要低得多。.

电动汽车所用电机的相对铜含量。数据来源：IDTechEx

绕组技术助力减少铜用量：
以上内容主要针对转子绕组，但目前也在努力提高定子绕组的铜用量。传统上，定子绕组由许多缠绕在定子上的细小圆形导线组成。2021年，发夹式绕组在全球电动汽车市场份额中与圆形导线相近，并在2022年超越了圆形导线。发夹式绕组采用方形/矩形导线，提高了槽填充率，从而更有效地利用了可用空间，并减少了电机两端悬挂的多余铜绕组。更高的填充率可以增加每个电机的铜用量，或者更高效的填充可以缩短电机的总长度（从而减少铜用量），以达到相同的性能。

下一阶段的改进在于预先绕制这些叉形绕组，这样就无需单独插入和焊接每根绕组条。这提高了制造效率，增加了定子磁极的数量，并进一步减少了突出的端部绕组。舍弗勒、Lucid 和博格华纳等公司（博格华纳拥有类似概念的“S形绕组”）已经展示了这一工艺。.

在定子绕组中，也可以用铝代替铜。通常，铝的体积效率较低，因为要达到与铜相同的性能，需要使用更大体积的铝。用铝代替铜的原因是铝比铜更轻、更便宜。尽管如此，IDTechEx 预计，在大多数应用中，铜仍将是定子绕组的主要材料，除非在某些电机体积效率并非至关重要的特定情况下。.

作者：詹姆斯·埃德蒙森博士，IDTechEx 研究总监