Индивидуално проектиране на шини за EV батерии и избор на покритие за литиеви пакети

Батериите за електрически превозни средства имат уникални предизвикателства при разпределението на енергия. В рамките на литиево-йонен батериен пакет шините трябва да предават висок ток в много малки пространства на кратки разстояния. Те трябва да издържат на вибрации и екстремни температури, както и да осигуряват връзки за продължителен жизнен цикъл на продукта от 10 до 15 години. В Kinto ние да имат помогнахме на инженерите по EV батерии да разработят персонализирани решения . O нашите производствени мощности произвежда високоточни медни и алуминиеви шини с оптимално покритие за средата на литиевия аккумулатор. В този документ са описани четири ключови аспекта на проектирането за вашия проект на батерия за електромобил.

Електрическо и механично проектиране на подредбата на литиевите аккумулатори

Началната точка за всяко персонализирано проектиране на шина е подредбата на батерийния пакет. Литиевите батерийни пакети, независимо от формфактора (цилиндричен или призматичен), обикновено комбинират последователни и успоредни връзки между клетките и имат фиксирано разположение на терминалите. Постигането на прецизно разстояние между клетките и терминалите на шината — обикновено в милиметров диапазон — е критично. Работим въз основа на вашите CAD файлове и можем да произвеждаме медни или и алуминиеви шини с точност ±0,01 мм спрямо разстоянието между клетките. Напреженията в батерията на електромобил варираят от 400 V (или по-често сега 800 V), а токовете обикновено са в диапазона от 100 A до повече от 500 A, в зависимост от the приложението. Използваме анализ чрез метода на крайните елементи (FEA), за да гарантираме, че шината има s  haима достатъчно напречно сечение към поддържа пълния товарен ток без прегряване.

Тъй като батерийният пакет се разширява и свива по време на цикъла на зареждане/разреждане s и е подложен на движение и вибрации, предизвикани от пътя ,можем да вградим гъвкавост в конструкцията на шината .Това е особено важно за изолирани шини ,които изискват повече пространство и са по-подложни на напрежение в клемите. За пример ,нашата линия гъвкави изолирани шини включва шина от серия 12 (12S), изработена от фини меки медни жици ,с изолация. Където позволяват пространството и проводимостта, алуминият осигурява значително намаляване на теглото – ключов компромис, който повечето проектиращи инженери трябва да вземат предвид.

Избор на материал между мед и алуминий

Има няколко компромиса, които трябва да се имат предвид при избор между c мед и а алуминий за батерийни пакети. Електрическа проводимост: медта предлага най-високата практически приложима електрическа проводимост сред търговските метали s . Следователно меден шинопровод може да пренася по-голям ток от алуминиев шинопровод със същия размер, а медните връзки обикновено работят по-хладно под товар. За високопроизводителни пакети постигането на значително намаляване на размерите е трудно без използването на мед – материал, който можем напълно да доставим. енергийна плътност на пакета, следователно .Тегловна икономия: алуминиевият шинопровод тежи около една трета от теглото на меден шинопровод със същия размер, което директно подобрява енергийната плътност на пакета, следователно , далечина на превозното средство! Стоимост: Алуминиевите шини обикновено струват по-малко от своите медни аналоги, което е критичен фактор при производството на стотици или хиляди бройки. Типичен клиент на Kinto, който проектира батерийен пакет за електромобил, може да се затрудни при избора между двете. За щастие, ние сме помогнали на хиляди клиенти да вземат обосновано решение!

Избор на покритие за корозионна устойчивост и контактна производителност

Покритието е важен аспект при проектирането на шини за батерии в електромобили, тъй като помага за поддържане на стабилни електрически връзки през целия експлоатационен живот на батерийния пакет. В отличие от общи индустриални приложения, системите за батерии в електромобили са непрекъснато изложени на вибрации, термично циклиране, влажност и високи токови натоварвания, което прави надеждността на контактите на дълга база ключово изискване за проектиране.

Вместо просто да се избере най-евтиният вариант, покритието трябва да се подбира според работната среда, начина на свързване, очаквания срок на експлоатация и изискванията към производителността. Оловно-каситровото покритие се използва широко за стандартни батерийни приложения поради неговата икономичност и добра корозионна устойчивост. Никеловото покритие обикновено се изисква за по-високи температури или по-тежки работни условия, където са необходими подобрена устойчивост на износване и дългосрочна издръжливост. Сребърното покритие обикновено се използва за високотокови приложения, при които минимизирането на контактното съпротивление е от критично значение. За определени конструкции на EV батерии Kinto предлага също така селективно покритие, при което ценни метали се нанасят само върху контактните зони, докато останалите повърхности се покриват с оловно-каситро или никел, за да се постигне оптимален баланс между производителност и разходи.

За алуминиевите шини преди окончателното покритие се прилагат подходяща предварителна обработка на повърхността и междинни слоеве от покритие, за да се осигури надеждно адхезивно сцепление и дългосрочна издръжливост.

Тъй като изборът на покритие е тясно свързан с материала на проводника, конструкцията на връзката и производствените процеси, нашият инженерен екип оценява тези фактори заедно по време на разработката на продукта, за да препоръча най-подходящото решение за всяка конкретна употреба.

Валидиране на качеството и изпитания на интеграцията в опаковката

Всеки шинов проводник за електромобили (EV), произведен от Kinto, трябва да бъде напълно валидиран преди пускане в производство. Всички наши персонализирани продукти се измерват с координатно-измерителна машина (CMM), за да се гарантира размерната им точност. Директното съпротивление (DC) на всеки шинов проводник се измерва и регистрира в нашата база данни за качество, за да се потвърди, че е в рамките на зададената допустима грешка. През шиновия проводник се пропуска висок ток и се измерва температурата в контактните точки, за да се оцени производителността му. Термични циклични изпитания се извършват за приложения, които подлежат на значителни температурни колебания по време на зареждане/разреждане. Изпитанията за вибрация гарантират цялостността на връзките. За всички плакирани продукти предоставяме изпитание за корозионна устойчивост – обикновено се използва изпитание със солен разтвор (salt spray) или циклично изпитание при температура и влажност, за да се определи срокът на експлоатация. Персонализираният продукт шинов проводник няма да бъде пуснат в производство, докато не отговаря или не надвишава всички тези изпитателни критерии.

Заключение

Проектирането на шина за пренасяне на целия електрически ток, необходим за съвременен литиево-йонен аккумулаторен блок за електромобили, не е толкова просто, колкото може да изглежда на пръв поглед. Това изисква вземане под внимание на множество елементи от архитектурата на блока, както и на средата, в която работи шината. С почти двадесетгодишен опит в обслужването на клиенти в тази област и разширени вътрешни възможности за производство и тестване на висококачествени шини, Kinto е вашата една спирка за изискванията към шините за EV батерии . Свържете се с нас днес и ние ще ви помогнем да проектираме идеалното решение за следващия ви проект с EV батерия.