Что такое шина из многослойной-сварной медной фольги? Анализ структуры, преимуществ и приложений

По мере того, как новые энергетические транспортные средства, системы хранения энергии и силовая-мощная силовая электроника развиваются в сторону более высоких токов, миниатюризации и большей надежности, пространственная адаптируемость и механическая амортизация традиционных жестких медных шин в определенных приложениях все больше ограничиваются. Многослойная шина для сварки медной фольги- представляет собой ламинированную структуру из нескольких тонких медных фольг, соединенных сваркой или другими надежными процессами соединения для образования единого проводящего компонента. Облегчая передачу тока, он также обеспечивает определенную гибкость, гашение вибраций и компенсацию теплового расширения.

 

Общедоступные технические данные показывают, что много-структуры из медной фольги уже используются для соединения выводов аккумуляторных элементов с шинами в аккумуляторных блоках транспортных средств на новых источниках энергии, служащих важнейшим компонентом для надежных внутренних электрических соединений. Это особенно актуально для пакетных элементов, где несколько выводов элемента должны обеспечивать стабильное электрическое соединение с шиной, а сварка много-тонкой фольги предъявляет высокие требования к управлению процессом.

 

 

Медную гибкую шину можно определить как гибкую или полу-гибкую проводящую шину, состоящую из нескольких слоев медной фольги, соединенных сваркой, диффузионной сваркой или другими подходящими процессами твердого-соединения. В отличие от традиционных толстых медных шин,-которые просто используют одну толстую медную пластину в качестве проводника-, этот тип шин изготавливается путем укладки нескольких слоев более тонкой медной фольги заданной толщины, а затем их сварки или соединения в определенных местах.

 

Такая конструктивная конструкция позволяет настраивать количество слоев фольги, толщину отдельных слоев, общую площадь поперечного сечения-, длину зоны сварки, конфигурацию клемм и метод монтажа. Следовательно, многослойная шина сочетает в себе превосходную электропроводность меди с превосходной гибкостью и пространственной адаптируемостью, обеспечиваемыми многослойной -слойной структурой.

 

 

Типичная много-сварная шина из медной фольги состоит из следующих компонентов: слоев медной фольги, зон сварки, соединительных клемм и необходимых структур изоляции или обработки поверхности. Слои медной фольги служат основным проводящим элементом.

 

В новых транспортных средствах и накопителях энергии толщина и количество слоев медной фольги обычно определяются на основе номинального тока, допустимого повышения температуры и доступного места для установки. Зоны сварки служат для закрепления нескольких слоев медной фольги и создания электрического соединения с низким- сопротивлением. Соединительные клеммы могут быть выполнены в виде плоских клемм, клемм с монтажными отверстиями, шинных соединителей или иметь другую конфигурацию, соответствующую требованиям установки системы. Для некоторых продуктов клеммы могут подвергаться обработке поверхности,-например, покрытию оловом, никелем или серебром-, чтобы удовлетворить особые требования к окружающей среде и подключению.

 

 

В традиционных жестких шинах обычно используются толстые медные пластины или стержни. Хотя эта конструкция обеспечивает превосходную механическую прочность и допустимую нагрузку по току-, разъемы в аккумуляторных блоках, силовых модулях и компактных электрических системах также должны учитывать допуски сборки, вибрацию и тепловое расширение.

 

Соединитель из ламинированной медной фольги создает гибкие зоны между тонкими медными слоями, позволяя шине в определенной степени поглощать механические смещения.

 

Общедоступная информация характеризует гибкие шины из медной фольги благодаря их высокой проводимости, гибкости подключения, демпфированию вибраций и возможностям термокомпенсации, отмечая их пригодность для таких применений, как новые аккумуляторные блоки транспортных средств и системы хранения энергии.

 

 

Традиционные жесткие медные шины обычно изготавливаются из толстых медных пластин или стержней. Их основные характеристики включают высокую структурную жесткость и продуманные производственные процессы, что делает их пригодными для передачи тока в фиксированном-положении.

Напротив, в многослойных сварных шинах из медной фольги используется конструкция, состоящая из нескольких слоев тонкой медной фольги. Их ключевые характеристики включают гибкость, пространственную адаптируемость, гашение вибрации и компенсацию теплового расширения. Следовательно, связь между этими двумя продуктами не является просто прямой заменой.

Если электрическая система требует фиксированного и жесткого подключения тока, более простым выбором может быть традиционная медная шина; однако, если точка соединения подвержена вибрации, смещению, допускам сборки или термоциклированию, многослойная шина из медной фольги предлагает отличное конструктивное решение.

 

 

Аккумуляторные батареи для транспортных средств на новой энергии требуют соединения множества аккумуляторных элементов. Эти элементы испытывают колебания температуры во время зарядки и разрядки, а сам автомобиль во время работы подвергается постоянной вибрации и механическим ударам. Следовательно, внутренние проводящие разъемы должны не только облегчать передачу тока, но также обладать определенной степенью механической адаптируемости.

 

Это особенно актуально для пакетных ячеек, где выступы расположенных друг над другом ячеек должны соединяться с шиной. Исследования показывают, что соединение между выводами батареи и шинами включает в себя несколько слоев тонкой металлической фольги; учитывая высокую электро- и теплопроводность таких материалов, как медь и алюминий, традиционные методы сварки плавлением не всегда являются оптимальным выбором. Много-сварные шины из медной фольги обеспечивают баланс между электрической связью и механической компенсацией за счет стратегического проектирования слоев фольги, зон сварки и гибких секций.

 

 

Отличная электропроводность
Медь обладает высокой электропроводностью; таким образом, структура ламинированной медной фольги создает большую эффективную площадь поперечного сечения-для прохождения тока. Для применений с высокими-токами допустимую нагрузку по току-можно регулировать, увеличивая количество слоев медной фольги или оптимизируя их размеры.

 

Превосходная гибкость
По сравнению с цельными толстыми медными стержнями много-тонкая медная фольга обеспечивает лучшие возможности изгиба. Это крайне важно для аккумуляторных блоков и силовой электроники, где пространство ограничено, а маршрутизация сложна.

 

Эффективное поглощение механических напряжений
Вибрации во время эксплуатации автомобиля, температурные циклы и допуски сборки могут вызвать механическое напряжение в точках соединения. Много-структура из медной фольги обеспечивает необходимую гибкость и амортизацию.

 

Адаптивность к тепловому расширению
Различные материалы расширяются с разной скоростью при колебаниях температуры. Гибкая конструкция из медной фольги выдерживает небольшие смещения в точке соединения.

 

Настраиваемый дизайн
Такие параметры, как количество слоев медной фольги, толщина, длина, ширина, зоны сварки и конфигурация клемм, можно адаптировать к конкретным требованиям к продукту.

 

Следовательно, много-сварные шины из медной фольги отлично подходят для OEM-проектов и индивидуальных проектов.

 

 

В зависимости от таких факторов, как структура изделия, толщина медной фольги и соединяемые компоненты, могут использоваться различные методы сварки. Ультразвуковая сварка металлов является особенно важным процессом соединения многослойной медной фольги. В этом методе используются высокочастотные-механические вибрации и давление, чтобы вызвать пластическую деформацию на границе раздела металлов и разрушить поверхностные оксидные слои, тем самым устанавливая тесный контакт и твердо-связь между металлическими поверхностями. Поскольку процесс соединения происходит в основном при температуре ниже температуры плавления материала, он обычно требует меньшего тепловложения по сравнению с традиционной сваркой плавлением.

 

Соответствующие исследования показывают, что ультразвуковая сварка применялась для соединения многослойной медной фольги с шинами, при этом особое внимание уделялось изучению влияния времени сварки, давления, амплитуды и энергии на качество сварного шва.

 

Кроме того, в зависимости от конструкции многослойные шины из медной фольги также могут быть изготовлены с использованием таких процессов, как диффузионная сварка, сварка давлением или пайка. Выбор конкретного процесса должен определяться с учетом толщины медной фольги, количества слоев, площади сварки и предполагаемой среды конечного-использования.

 

 

 

 

Аккумуляторы для транспортных средств на новой энергии
В настоящее время это критическая область применения. Основные области применения включают: соединения вкладок ячеек, межсоединения аккумуляторных модулей, сильноточные-соединения внутри аккумуляторного блока и гибкие соединения между аккумуляторным блоком и другими компонентами, работающими под высоким-высоким напряжением.

 

Системы хранения энергии
Системы хранения энергии также требуют обширных последовательных и параллельных соединений между ячейками. Многослойные шины из медной фольги-можно использовать для проводящих соединений между ячейками, между модулями, а также между модулями и сборками шин.

 

Оборудование силовой электроники
Гибкие соединительные конструкции из медной фольги также подходят для использования в инверторах, преобразователях, силовых модулях и оборудовании управления высокой-мощностью.

 

Промышленное электрооборудование
Медные гибкие шины для литиевых батарей также полезны для соединений с высоким-током, подверженных механической вибрации или термоциклированию.

 

 

 

На этапе проектирования необходимо учитывать следующие ключевые факторы: номинальный ток, рабочее напряжение, допустимое превышение температуры, толщина и количество слоев медной фольги, длина сварного шва, размеры клемм, радиус изгиба, механическая вибрация, термоциклирование и пространство для установки. Конструкция изделия не должна определяться исключительно на основе требований к высокому току.

 

Для проектов по созданию новых транспортных средств и накопителей энергии дополнительные соображения включают изменение сопротивления после длительной-циклической работы, надежность сварки и механическую усталость в зоне соединения.

 

многослойная шина для сварки медной фольгой-это больше, чем просто гибкий медный разъем; это структура электрического соединения, которая объединяет электрическую проводимость, гибкую компенсацию, механическую амортизацию и пространственную адаптируемость.

 

Поскольку новые автомобильные аккумуляторы, системы хранения энергии и мощная силовая электроника-продолжают развиваться, ценность мягких соединений гибких изолированных медных шин в приложениях, связанных с большими токами, ограниченным пространством и средами с высокой-вибрацией, привлекает все больше внимания.