Tilpasset design og pladeringsvalg af busbarer til elbilsbatterier til litiumbatteripakker

Elbiler har unikke udfordringer vedrørende strømforsyning. Inden i en litiumionbatteripakke skal busbarerne lede høj strøm på meget små arealer over korte afstande. De skal klare vibration og ekstreme temperaturer samt samtidig sikre forbindelserne for en varighed på 10–15 år. Hos Kinto har har hjulpet VEH-batteriingeniører med at udvikle tilpassede løsninger . O vores fremstillingsfaciliteter producer højpræcise kobber- og aluminiumbusstænger med optimal belægning til lithiumbatteripakkenes miljø. Dette dokument beskriver fire centrale områder i designet af dit elbilbatteriprojekt.

Elektrisk og mekanisk design til layout af lithiumbatteripakker

Udgangspunktet for ethvert skræddersyet busstangsdesign er batteripakkens layout. Lithiumbatteripakker – uanset formfaktor (cylindriske eller prismeformede) – kombinerer typisk serie- og parallelforbindelser mellem celler og har en fast terminalanordning. At opnå præcis afstand fra celle til busstangsterminal – typisk i millimeterområdet – er afgørende. Vi arbejder ud fra dine CAD-filer og kan fremstille kobber eller og aluminiumbusstænger med en tolerance på ±0,01 mm i forhold til celleafstanden. Spændingerne i et elbilbatteri ligger mellem 400 V (eller mere almindeligt nu 800 V), mens strømmene typisk ligger mellem 100 A og over 500 A, afhængigt af den anvendelsen. Vi anvender finite element analysis (FEA) til at sikre, at busstangen har s  have en tilstrækkelig tværsnitsareal til støtte fuld belastningsstrøm uden at overophedes.

Fordi batteripakken udvider og trækker sig sammen under opladnings/udladningscyklusser s og er udsat for bevægelse og vibrationer forårsaget af vejen ,kan vi integrere fleksibilitet i busbar-designet .Dette er især vigtigt for isolerede busbars ,som kræver mere plads og er mere udsat for spænding på terminalerne. Til eksempel ,vores serie af fleksible isolerede busbars omfatter en 12-serie (12S)-busbar fremstillet af fint trådet ,isoleret kobber. Hvor der er plads og ledningsevne til rådighed, giver aluminium betydelig vægtbesparelse – en væsentlig afvejning, som de fleste designere skal overveje.

Materialevalg mellem kobber og aluminium

Der er flere afvejninger, der skal tages i betragtning, når man vælger mellem c ober og a lumin til batteripakker. Elektrisk ledningsevne: Kobber har den højeste praktisk anvendelige elektriske ledningsevne blandt alle handelsmetaller s - Hvad? Derfor kan en kobber busbar bære mere strøm end en aluminium af samme størrelse en og kobberforbindelser kører typisk køligere under belastning. For høj ydeevne pakninger er det vanskeligt at opnå en betydelig størrelse reduktion uden at bruge kobbermateriale, vi er fuldt udstyret til at levere .Vægtbesparelser: A n a luminumskiver vejer omkring en tredjedel så meget som en kobberkiver af samme størrelse, direkte improviseret ing paknings energi- tæthed, således , rækkevidde for køretøjet! Omkostning: Aluminiumsbusstænger koster typisk mindre end deres kobbermodstykker, hvilket er en afgørende faktor, når man skal producere hundredvis eller tusindvis af enheder. En typisk Kinto-kunde, der designer et batteripakke til en elbil, kan have svært ved at vælge mellem de to muligheder. Heldigvis har vi hjulpet tusindvis af kunder med at træffe en velovervejet beslutning!

Valg af belægning til korrosionsbestandighed og kontaktpræstation

Belægning er en vigtig overvejelse i designet af busstænger til elbatterier, da den hjælper med at opretholde stabile elektriske forbindelser gennem hele batteripakkens levetid. I modsætning til almindelige industrielle anvendelser udsættes elbatterisystemer konstant for vibrationer, termisk cyklus, fugtighed og høje strømbelastninger, hvilket gør langvarig kontaktlidelighed til et afgørende designkrav.

I stedet for blot at vælge den billigste mulighed skal overfladebehandlingen vælges ud fra den pågældende driftsmiljø, tilslutningsmetode, forventede levetid og krav til ydeevne. Tinnpladering anvendes bredt til almindelige batterianvendelser på grund af dens omkostningseffektivitet og god korrosionsbestandighed. Nikkelpladering specificeres ofte til højere temperaturer eller mere krævende driftsmiljøer, hvor forbedret slidstabilitet og langvarig holdbarhed er påkrævet. Sølvpladering reserveres typisk til højstrømsanvendelser, hvor det er afgørende at minimere kontaktmodstanden. For visse EV-batteridesign tilbyder Kinto også selektiv pladering, hvor ædelmetaller kun anvendes på kontaktområderne, mens tinn eller nikkel anvendes på de resterende overflader for at opnå den bedste balance mellem ydeevne og omkostning.

For aluminiumbusstænger anvendes en passende overfladeforbehandling og mellemlag af belægning før den endelige pladering for at sikre pålidelig adhæsion og langvarig holdbarhed.

Da valg af belægning er tæt forbundet med ledermaterialet, forbindelsesdesignet og fremstillingsprocesserne, vurderer vores ingeniørteam disse faktorer sammen under produktudviklingen for at anbefale den mest velegnede løsning til hver enkelt anvendelse.

Kvalitetsvalidering og pakkeintegrationstest

Alle EV-busstænger fremstillet af Kinto skal fuldt ud valideres, inden de frigives til produktion. Alle vores specialfremstillede produkter måles ved hjælp af en koordinatmålingmaskine (CMM) for at sikre dimensional nøjagtighed. DC-modstanden for hver busstang måles og registreres i vores kvalitetsdatabase for at verificere, at den ligger inden for den specificerede tolerance. En høj strøm sendes gennem busstangen, og temperaturen på kontaktstederne måles for at vurdere ydeevnen. Termiske cyklustests udføres for applikationer, der udsættes for betydelige temperatursvingninger under ladning/udladning. Vibrationsprøvning sikrer integriteten af forbindelserne. For alle overfladebehandlede produkter udfører vi en korrosionsbestandighedstest; typisk anvendes en saltspøjttest eller en temperatur/fugtigheds-cyklustest til at indikere levetiden. Det specialfremstillede busstangsprodukt går ikke i produktion, før det har opfyldt eller overgået alle disse testkriterier.

Konklusion

At udforme en busbar, der kan lede al den elektriske strøm, der kræves til et moderne elbils litium-ion-batteripakke, er ikke så simpelt, som man måske først tror. Det kræver overvejelse af mange elementer i pakkearkitekturen samt miljøet, hvori busbaren opererer. Med næsten to årtiers erfaring med at betjene kunder inden for dette område og omfattende interne kompetencer til produktion og test af højtkvalitets busbarer, Er Kinto din én-stop-butik for EV-batteri busbar-krav . Kontakt os i dag, og vi kan hjælpe dig med at udvikle den ideelle løsning til dit næste EV-batteriprojekt.