Tilpasset design og valg av metallbelægning for EV-batteribussbarer for litiumbatteripakker

Elektriske kjøretøyer har unike utfordringer når det gjelder kraftfordeling. I en litium-ionbatteripakke må bussstengene overføre høy strøm på svært små rom over korte avstander. De må tåle vibrasjoner og ekstreme temperaturer, samtidig som de må sikre tilkoblingene for en levetid på 10–15 år. Hos Kinto hjelper vi har eV-batteriingeniører med å utvikle tilpassede løsninger . O våre produksjonsanlegg produsere høypresisjonskopper- og aluminiumbussstenger med optimal metallbelægning for miljøet i litiumbatteripakker. Dette dokumentet beskriver fire sentrale områder av designet for prosjektet ditt med elektrisk bilbatteri.

Elektrisk og mekanisk design for oppsett av litiumbatteripakker

Utgangspunktet for ethvert tilpasset bussstangdesign er oppsettet av batteripakken. Litiumbatteripakker, uavhengig av formfaktor (sylindriske eller prismeformede), kombinerer vanligvis serie- og parallellforbindelser mellom celler og har en fast terminalanordning. Å oppnå nøyaktig avstand mellom celle og bussstangterminal – typisk i millimeterområdet – er avgjørende. Vi jobber ut fra dine CAD-filer og kan produsere kopper- eller og aluminiumbussstenger med en toleranse på ±0,01 mm i forhold til celleavstanden. Spenningsnivåene i et elektrisk bilbatteri varierer fra 400 V (eller mer vanligvis nå 800 V), mens strømmen typisk ligger mellom 100 A og over 500 A, avhengig av den applikasjonen. Vi bruker endelig elementanalyse (FEA) for å sikre at bussstangen har s  haøke et tilstrekkelig tverrsnittsareal til støtte full laststrøm uten å overopphetes.

Fordi batteripakken utvider og krymper under ladnings/utladningscyklusen s og er utsatt for bevegelse og vibrasjoner forårsaket av veien ,kan vi inkludere fleksibilitet i bussbar-designet .Dette er spesielt viktig for isolerte bussbarer ,som krever mer plass og er mer utsatt for spenning i terminalene. Til eksempel ,vår serie med fleksible isolerte bussbarer inkluderer en 12-serie (12S)-bussbar laget av fint trådet ,isolert kobber. Der det er tilstrekkelig plass og ledningsevne, gir aluminium betydelige vektreduksjoner – en viktig avveining som de fleste designere må ta hensyn til.

Materialvalg mellom kobber og aluminium

Det finnes flere avveiningar å ta hensyn til ved val mellom c kopper og en aluminium for batteripakkar. Elektrisk leidelse: Kopper har den høgaste praktisk brukbare elektriske leidelsen blant kommersielle metall s . Dermed kan ein kopperbusbar leie meir straum enn ein like stor aluminiums busbar, og koblingspunkt av koppar blir vanlegvis kaldare under last. For batteripakkar med høg ytelse er det vanskeleg å oppnå vesentleg reduksjon i storleik utan å bruke koppar – eit materiale som vi er fullt ut rusta til å levere .Vektreduksjon: Ein aluminiums busbar veg omtrent ein tredjedel så mykje som ein like stor kopperbusbar, noko som direkte forbetrar ing energitettleiken til pakken, følgjeleg , rekkevidde for kjøretøy! Kostnad: Aluminiumsbussstenger koster vanligvis mindre enn tilsvarende kobberbussstenger, noe som er en avgjørende faktor når man skal produsere hundrevis eller tusenvis av enheter. En typisk Kinto-kunde som designer et batteripakke for elektriske kjøretøy kan ha problemer med å velge mellom disse to alternativene. Heldigvis har vi hjulpet tusenvis av kunder med å ta en informert beslutning!

Valg av platering for korrosjonsbestandighet og kontaktytelse

Platering er en viktig vurderingsfaktor ved utforming av bussstenger for EV-batterier, siden den bidrar til å opprettholde stabile elektriske forbindelser gjennom hele batteripakkens levetid. I motsetning til generelle industrielle applikasjoner er EV-batterisystemer kontinuerlig utsatt for vibrasjoner, termiske sykler, fuktighet og høystrømsbelastning, noe som gjør langvarig kontakt pålitelighet til en nøkkelkrav i designet.

I stedet for å bare velge den billigste alternativet, bør overflatebelegget velges ut fra driftsmiljøet, tilkoblingsmetoden, forventet levetid og ytelseskrav. Tennplatering brukes mye for standardbatterianvendelser på grunn av sin kostnadseffektivitet og gode korrosjonsbestandighet. Nikkelplatering angis vanligtvis for høyere temperaturer eller strengere driftsmiljøer der forbedret slitasjebestandighet og langvarig holdbarhet er nødvendig. Sølvplatering reserveres vanligvis for applikasjoner med høy strøm hvor det er avgjørende å minimere kontaktmotstanden. For visse EV-batteridesign tilbyr Kinto også selektiv platering, der verdifulle metaller kun påføres kontaktsurfacearealet, mens tinn eller nikkel brukes på de resterende flatene for å oppnå best mulig balanse mellom ytelse og kostnad.

For aluminiumbusstenger anvendes passende overflateforbehandling og mellomlag av belegg før endelig platering for å sikre pålitelig adhesjon og langvarig holdbarhet.

Siden valg av metallbelægning er nært knyttet til ledermateriale, tilkoblingsdesign og fremstillingsprosesser, vurderer vårt ingeniørteam disse faktorene sammen under produktutviklingen for å anbefale den mest egnete løsningen for hver enkelt applikasjon.

Kvalitetsvalidering og pakkeintegreringstesting

Alle EV-busstenger produsert av Kinto må fullstendig valideres før produksjonslansering. Alle våre tilpassede produkter måles med CMM for å sikre dimensjonell nøyaktighet. Likestrømmotstanden til hver busstang måles og registreres i vår kvalitetsdatabase for å bekrefte at den ligger innenfor den angitte toleransen. En høy strøm sendes gjennom busstangen, og temperaturen ved kontaktene måles for å vurdere ytelsen. Termiske syklusprøver utføres for applikasjoner som er utsatt for betydelige temperatursvingninger under ladning/utladning. Vibrasjonsprøving sikrer integriteten til forbindelsene. For alle galvaniserte produkter tilbyr vi en korrosjonsbestandighetsprøve; vanligvis brukes en salt-sprayprøve eller en temperatur/fuktighetscyklusprøve for å indikere levetid. Det tilpassede busstangproduktet går ikke videre til produksjon før det har oppfylt eller overgått alle disse prøvekriteriene.

Konklusjon

Å designe en bussstang som kan lede hele den elektriske strømmen som kreves for et moderne litiumionbatteripakke til elbiler er ikke like enkelt som man kanskje først tror. Det må tas hensyn til mange elementer i pakkearkitekturen samt miljøet der bussstangen skal brukes. Med nesten to tiår med erfaring fra å betjene kunder på dette området og omfattende interne evner for produksjon og testing av høykvalitets bussstenger, Kinto er din én-stoppsleverandør for EV-batteri-bussstanger . Ta kontakt med oss i dag, så kan vi hjelpe deg med å utvikle den ideelle løsningen for ditt neste EV-batteriprosjekt.