Večplastna tehnologija fleksibilne zbiralke iz bakrene folije: principi in proizvodni proces

 

Na področju nove energije, baterij za shranjevanje energije in napajalnih baterij se z naraščajočimi zahtevami po gostoti moči, lahki teži in modularni zasnovi tradicionalne toge bakrene zbiralke ali kabelske povezave soočajo z vrsto izzivov, kot so vibracije, upogibanje, toplotno raztezanje in slab stik. V tem ozadju so prilagodljive prevodne rešitve povezav-fleksibilni konektorji, izdelani z uporabo večslojne laminacije bakrene folije, tlačnega varjenja ali tehnologij difuzijskega varjenja-postopoma široko sprejeti v industriji. Industrijski materiali to imenujejo "fleksibilna povezava bakrene folije". Na primer, objavljeni patent navaja: "Fleksibilna povezovalna bakrena zbiralka vključuje več plasti bakrene folije, zložene skupaj, in zložene večplastne plasti bakrene folije ... so na obeh koncih privarjene na notranja konca dveh fiksnih povezovalnih delov z uporabo polimernega difuzijskega varjenja ali ultrazvočnega varjenja."

 

Ta struktura združuje prevodnost in fleksibilnost ter izpolnjuje potrebe po modularnem ožičenju, vibracijskih okoljih in zapletenih geometrijskih prostorskih ureditvah.

 

 

Strukturne značilnosti

Več{0}}slojna laminacija z bakreno folijo:Običajno se uporabljajo tanke plošče čistega bakra (kot je baker T2, vsebnost bakra večja ali enaka 99,95 %), z debelino v razponu od približno 0,05 mm do 0,30 mm.

Dva konca laminacije sta fiksna konca s tlačnim varjenjem (ali difuzijskim varjenjem), medtem ko lahko srednji del ohrani elastičnost/fleksibilnost, s čimer se doseže kompenzacija za upogibanje, zvijanje in toplotno raztezanje konektorja.

Varilna območja na obeh koncih se združijo s fiksnim priključnim delom, da tvorijo visoko{0}}prenosni-tokovni, varen in zanesljiv povezovalni vmesnik. Patent navaja, da sta "... oba konca fleksibilne bakrene zbiralke povezana z notranjim koncem fiksnega priključnega dela."

 

Površinska obdelava in izolacija:Za izboljšanje odpornosti proti koroziji in zanesljivosti varjenja je lahko fleksibilni konektor iz bakrene folije podvržen površinski obdelavi, kot je goli baker, pocinkanje, ponikljanje in posrebrenje; hkrati pa je sredinsko območje mogoče opremiti s toplokrčno cevjo ali prevleči -za izpolnjevanje izolacijskih zahtev.

 

Pregled proizvodnega procesa

Izbira materiala in rezanje:Izberemo -bakreno folijo visoke čistosti in jo razrežemo na predvideno debelino in širino.

 

Več{0}}plastno zlaganje:Več plasti bakrene folije je zloženih v skladu z zasnovo. Skupna debelina sklada se določi na podlagi zahtevanega toka, dviga temperature in prostora za namestitev.

 

Postopek tlačnega varjenja/difuzijskega varjenja:Tlačno varjenje (znano tudi kot molekularno difuzijsko varjenje) se izvaja na obeh koncih sklada. Visoka temperatura in tlak povzročita difuzijsko zlitje med plastmi bakrene folije, ki tvorita celovito strukturo.

Obdelava konca povezave:Varjene konce je mogoče preluknjati, zavihati z zakovicami, pokriti ali prevleči s srebrnimi/nikljevimi ploščami za enostavno povezavo z zbiralkami, vijaki in zakovicami.

 

Površinska obdelava in izolacija:Odvisno od zahtev okolja namestitve so goli bakreni ali prevlečeni bakreni deli prekriti s toplotno skrčljivo cevjo, PVC potopnim premazom, premazom iz epoksi smole itd.

 

Pregled in pošiljanje:Vključuje testiranje odpornosti kontinuitete, testiranje dviga temperature in testiranje prilagodljivosti mehanskim vibracijam.

 

 

Visok tok, majhen presek-:V primerjavi s tradicionalnimi kabli lahko strukture iz laminirane bakrene folije prenašajo višje tokove v omejenem prostoru s povečanjem števila plasti, razširitvijo preseka-in zmanjšanjem debeline.

 

Visoka fleksibilnost in prilagodljivost:Ker srednje območje ni popolnoma togo, ima zmožnosti upogibanja, upogibanja in kompenzacije vibracij, zaradi česar je idealno za sisteme z okolji vibracij ali gibanja, kot so napajalne baterije, omare za shranjevanje energije in inverterski moduli.

 

Prilagodljiva velikost in ožičenje:V primerjavi s togimi zbiralkami je fleksibilna bakrena folija tanjša in jo je mogoče oblikovati po meri, kar olajša postavitev, sestavljanje in zmanjšanje teže.

 

Zmanjšana toplotna odpornost povezave:Tlačno varjenje zmanjša število spajkalnih točk in kontaktnih vmesnikov, izboljša prevodnost, zmanjša dvig temperature in poveča zanesljivost.

 

Prilagajanje novim energetskim trendom:Povpraševanje po prilagodljivih konektorjih z visoko-gostoto in nizko-impedanco hitro narašča v litijevih baterijskih modulih, visoko{2}}napetostnih omarah za shranjevanje energije in novih energetskih sistemih za vozila.

 

 

Povezava napajalnega baterijskega modula:V novih baterijskih škatlah za energetska vozila je povezovalni prostor med moduli in integriranimi napravami omejen zaradi velikega toka in več modulov. Uporaba fleksibilnih povezav iz bakrene folije lahko izboljša učinkovitost in zanesljivost ožičenja.

 

Povezava zbiralke sistema za shranjevanje energije:Na primer, v velikih omarah za shranjevanje energije je treba več baterijskih nizov/vzporednih blokov povezati z zbiralkami. Uporaba fleksibilnih bakrenih laminiranih vodil lahko učinkovito zmanjša obremenitev, ki jo povzročajo vibracije in toplotno raztezanje ter krčenje.

 

Notranje ožičenje razdelilne omarice in pretvornika:Znotraj visoko-frekvenčnih pretvornikov in napajalnih modulov je prostor za napeljavo omejen, kar zahteva upogibne povezave ter visoko odvajanje toplote in prevodnost. Uporaba strukture "večslojnega vodila" lahko optimizira celoten sistem.

 

Železniški tranzitni in lokomotivski pogonski sistemi:V kompleksnem okolju lokomotiv z visokimi-vibracijami imajo prožne bakrene zbiralke (Cu Fleksibilna zbiralka) pomembne prednosti pred običajnimi togimi kabli.

 

 

 

Izbira materiala:Dajte prednost bakru-visoke čistosti (kot je baker T2), pri čemer zagotovite, da je vsebnost bakra večja ali enaka 99,95 %.

 

Število plasti in debelina:Debelina posameznega lista bakrene folije (npr. 0,05 mm, 0,10 mm) in število naloženih plasti je treba načrtovati glede na nazivni tok, dovoljeno povišanje temperature in razpoložljiv prostor.

 

Skupni proces:Spojna območja na obeh koncih morajo zagotavljati dobro kakovost varjenja z molekularno difuzijo ali ultrazvočnega varjenja, da se zagotovi zanesljiva povezava in nizek kontaktni upor.

 

Prilagodljivost Design:Srednji del mora ohraniti-različnost prečnega prereza in mobilnost, da se prilagodi toplotnemu raztezanju, vibracijam in manjšim strukturnim deformacijam.

 

Površinska obdelava in izolacija:Za okolja namestitve, kot so vlaga, korozija in visoke temperature, je treba razmisliti o prevleki (kositranje, posrebrenje, ponikljanje), plastični prevleki, toplotno skrčljive cevi itd.

 

Testiranje in združljivost:-Upoštevanje na kraju samem vključuje tudi navor vpenjanja vijakov na koncih priključka zbiralke, dopustno toplotno raztezanje in življenjsko dobo zaradi tresljajev. Sklicevanje na standarde, kot je "Specifikacija oblikovanja bakrene plošče", lahko pomaga pri načrtovanju.

 

 

Z naraščajočim obsegom moči litij{0}}ionskih baterij in sistemov za shranjevanje energije se trenutna ocena povezovalnih avtobusov še naprej povečuje, zaradi česar so "bakrene fleksibilne vodila za litijeve baterije" razvojni trend.

 

V ozadju vse večje priljubljenosti novih energetskih vozil, pospešene uvedbe sistemov polnilnih pilotov in širitve fotonapetostnih + sistemov za shranjevanje energije bodo fleksibilne zbiralke s svojo prilagodljivo postavitvijo, hitro namestitvijo in visoko zanesljivostjo postale prednostna rešitev za načrtovanje sistema za distribucijo električne energije.

 

Hkrati bodo s promocijo inteligentne proizvodnje in modularnih električnih sistemov prilagojene fleksibilne zbiralke (vključno z "laminiranimi bakrenimi fleksibilnimi konektorji") pridobile večje povpraševanje na trgu.

 

S procesnega vidika lahko prihodnji ključni preboji vključujejo tanjšo bakreno folijo, več laminiranih plasti, višjo temperaturno zanesljivost, daljšo življenjsko dobo ob utrujenosti in višjo zmogljivost frekvenčnega odziva.