Conception sur mesure et sélection de placage des barres omnibus pour batteries de véhicules électriques (EV)

Les batteries de véhicules électriques posent des défis uniques en matière de distribution d’énergie. Dans un pack de batteries lithium-ion, les barres omnibus doivent transmettre un courant élevé dans des espaces très restreints et sur de courtes distances. Elles doivent résister aux vibrations et aux températures extrêmes, tout en assurant des connexions fiables pendant une durée de vie produit continue de 10 à 15 ans. Chez Kinto, nous avoir avons aidé les ingénieurs spécialisés dans les batteries de véhicules électriques à développer des solutions sur mesure . O nos installations de fabrication produire barres omnibus en cuivre et en aluminium à haute précision, avec un placage optimal adapté à l’environnement des batteries lithium. Ce document décrit quatre domaines clés de conception pour votre projet de batterie de véhicule électrique.

Conception électrique et mécanique des agencements de batteries lithium

Le point de départ de toute conception sur mesure de barres omnibus est l’agencement de la batterie. Les batteries lithium, quel que soit leur format (cylindrique ou prismatique), combinent généralement des connexions en série et en parallèle entre les cellules et présentent une disposition fixe des bornes. L’obtention d’un espacement précis entre les bornes des cellules et celles des barres omnibus—généralement de l’ordre du millimètre—est essentielle. Nous travaillons à partir de vos fichiers CAO et pouvons produire des barres omnibus en cuivre ou et en aluminium avec une tolérance de ±0,01 mm par rapport à l’espacement des cellules. Les tensions dans une batterie de véhicule électrique varient de 400 V (ou plus couramment désormais de 800 V), tandis que les courants oscillent typiquement entre 100 A et plus de 500 A, selon la l’application. Nous utilisons l’analyse par éléments finis (FEA) afin de garantir que les barres omnibus s  have présentent une section transversale suffisante à supporter le courant à pleine charge sans surchauffer.

Parce que le bloc-batterie se dilate et se contracte pendant le cycle de charge/décharge s et est soumis à des mouvements et des vibrations induites par la route ,nous pouvons intégrer de la flexibilité dans la conception des barres omnibus .Cela est particulièrement important pour les barres omnibus isolées ,qui nécessitent davantage d’espace et sont plus sujettes à des contraintes sur les bornes. Pour exemple ,notre gamme de barres omnibus isolées flexibles comprend une barre omnibus de la série 12 (12S) fabriquée à partir de cuivre isolé finement tressé ,lorsque l’espace et la conductivité le permettent, l’aluminium offre des économies de poids significatives — un compromis clé que la plupart des concepteurs doivent prendre en compte.

Choix du matériau entre cuivre et aluminium

Il y a plusieurs compromis à prendre en considération lors du choix entre c - et a lumineux pour les batteries. Conductivité électrique: le cuivre offre la plus haute conductivité électrique pratiquement viable parmi les métaux commerciaux s je suis désolé. Par conséquent, une barre de cuivre peut transporter plus de courant qu'une barre d'aluminium de taille similaire une, les connexions en cuivre et en acier fonctionnent généralement plus fraîchement sous charge. Pour les emballages à haute performance, il est difficile d'obtenir une réduction significative de la taille sans utiliser de matériau en cuivre. .Économies de poids: A n a l'impro est un système de charge de charge de la même taille, directement imprimé. ing la densité d'énergie du paquet, , autonomie du véhicule ! Coût : les barres omnibus en aluminium coûtent généralement moins cher que leurs homologues en cuivre, un facteur critique lorsqu’il s’agit de produire des centaines, voire des milliers d’unités. Un client typique de Kinto concevant un bloc-batterie pour véhicule électrique peut éprouver des difficultés à choisir entre les deux matériaux. Heureusement, nous avons aidé des milliers de clients à prendre une décision éclairée !

Choix du revêtement pour la résistance à la corrosion et les performances de contact

Le revêtement est un paramètre important dans la conception des barres omnibus pour batteries de véhicules électriques, car il contribue à maintenir des connexions électriques stables tout au long de la durée de vie du bloc-batterie. Contrairement aux applications industrielles classiques, les systèmes de batteries pour véhicules électriques sont continuellement exposés aux vibrations, aux cycles thermiques, à l’humidité et à des charges de courant élevées, ce qui rend la fiabilité durable des contacts un critère essentiel de conception.

Plutôt que de simplement choisir l’option au coût le plus bas, le revêtement doit être sélectionné en fonction de l’environnement d’exploitation, du mode de connexion, de la durée de vie prévue et des exigences de performance. Le revêtement étain est largement utilisé pour les applications standard de batteries en raison de son rapport coût-efficacité et de sa bonne résistance à la corrosion. Le revêtement nickel est couramment spécifié pour les environnements d’exploitation à température plus élevée ou plus sévère, où une résistance accrue à l’usure et une durabilité à long terme sont requises. Le revêtement argent est généralement réservé aux applications à forte intensité de courant, où la minimisation de la résistance de contact est critique. Pour certains designs de batteries pour véhicules électriques (EV), Kinto propose également un revêtement sélectif, appliquant des métaux précieux uniquement sur les zones de contact tout en utilisant de l’étain ou du nickel sur les surfaces restantes afin d’obtenir le meilleur équilibre entre performance et coût.

Pour les barres omnibus en aluminium, un traitement de surface approprié et des couches intermédiaires de revêtement sont appliqués avant le revêtement final afin d’assurer une adhérence fiable et une durabilité à long terme.

Comme le choix du revêtement est étroitement lié au matériau du conducteur, à la conception des connexions et aux procédés de fabrication, notre équipe d’ingénieurs évalue conjointement ces facteurs lors du développement du produit afin de recommander la solution la plus adaptée à chaque application.

Validation de la qualité et essais d’intégration dans l’emballage

Toute barre omnibus pour véhicules électriques (EV) produite par Kinto doit être entièrement validée avant sa mise en production. Tous nos produits sur mesure sont mesurés à l’aide d’une machine à mesurer tridimensionnelle (CMM) afin de garantir leur précision dimensionnelle. La résistance continue (DC) de chaque barre omnibus est mesurée et enregistrée dans notre base de données qualité pour vérifier qu’elle se situe dans la tolérance spécifiée. Un courant élevé est appliqué à la barre omnibus, et la température aux points de contact est mesurée afin d’évaluer ses performances. Des essais de cyclage thermique sont réalisés pour les applications exposées à des fluctuations importantes de température pendant les cycles de charge/décharge. Des essais de vibration garantissent l’intégrité des connexions. Pour tous les produits plaqués, nous fournissons un essai de résistance à la corrosion ; généralement, un essai de brouillard salin ou un essai cyclique de température/humidité est utilisé pour indiquer la durée de vie en service. Le produit sur mesure de barre omnibus ne passe pas en production tant qu’il n’a pas satisfait ou dépassé tous ces critères d’essai.

Conclusion

Concevoir une barre omnibus capable de transporter tout le courant électrique requis par un pack de batteries lithium-ion moderne pour véhicules électriques n’est pas aussi simple que cela pourrait paraître à première vue. Cela implique de prendre en compte de nombreux éléments liés à l’architecture du pack, ainsi que l’environnement dans lequel la barre omnibus fonctionne. Avec près de deux décennies d’expérience dans la fourniture de services à des clients opérant dans ce domaine, et des capacités internes étendues pour la fabrication et les essais de barres omnibus de haute qualité, Kinto est votre interlocuteur unique pour répondre à vos besoins en barres omnibus destinées aux batteries de véhicules électriques . Contactez-nous dès aujourd’hui : nous pouvons vous aider à concevoir la solution idéale pour votre prochain projet de batterie pour véhicule électrique.