Tehnologija fleksibilnih sabirnica od višeslojne bakrene folije: principi i proizvodni proces

 

U poljima nove energije, baterija za pohranu energije i baterija za napajanje, sa sve većim zahtjevima za gustoćom snage, laganom težinom i modularnim dizajnom, tradicionalne krute bakrene sabirnice ili kabelske veze suočavaju se s nizom izazova, kao što su vibracije, savijanje, toplinsko širenje i loš kontakt. U tom kontekstu fleksibilna vodljiva rješenja za spajanje-fleksibilni konektori proizvedeni upotrebom višeslojne laminacije bakrene folije, zavarivanja pod pritiskom ili tehnologije difuzijskog zavarivanja-postupno se široko usvajaju u industriji. Industrijski materijali to nazivaju "fleksibilnim spojem bakrene folije". Na primjer, objavljeni patent navodi: "Fleksibilna spojna bakrena sabirnica uključuje više slojeva bakrene folije složene zajedno, a naslagani višeslojni slojevi bakrene folije... zavareni su na oba kraja na unutarnje krajeve dvaju fiksnih spojnih dijelova pomoću procesa zavarivanja difuzijom polimera ili ultrazvučnog zavarivanja."

 

Ova struktura kombinira vodljivost i fleksibilnost, zadovoljavajući potrebe modularnog ožičenja, okruženja vibracija i složenih geometrijskih prostornih rasporeda.

 

 

Strukturne značajke

Više{0}}slojna laminacija bakrenom folijom:Obično se koriste tanki listovi čistog bakra (kao što je T2 bakar, sadržaj bakra veći ili jednak 99,95%), s debljinom u rasponu od približno 0,05 mm do 0,30 mm.

Dva kraja laminacije su fiksni krajevi zavarivanjem pod pritiskom (ili difuzijskim zavarivanjem), dok srednji dio može zadržati elastičnost/fleksibilnost, čime se postiže kompenzacija za savijanje, uvijanje i toplinsko širenje konektora.

Područja za zavarivanje na oba kraja kombiniraju se s fiksnim priključnim dijelom kako bi oblikovali visoko{0}}strujno-nosivo, sigurno i pouzdano sučelje za povezivanje. Patent navodi da su "...dva kraja fleksibilne bakrene sabirnice spojena na unutarnji kraj fiksnog spojnog dijela."

 

Površinska obrada i izolacija:Kako bi se poboljšala otpornost na koroziju i pouzdanost zavarivanja, fleksibilni konektor od bakrene folije može se podvrgnuti površinskim obradama kao što su goli bakar, pokositrenje, poniklavanje i posrebrenje; u isto vrijeme, središnje područje može biti opremljeno termoskupljajućom cijevi ili premazano-da ispuni zahtjeve izolacije.

 

Pregled procesa proizvodnje

Odabir materijala i rezanje:Bakrena folija visoke-čistoće odabire se i reže na predviđenu debljinu i širinu.

 

Više{0}}slojno slaganje:Nekoliko slojeva bakrene folije složeno je prema nacrtu. Ukupna debljina hrpe određuje se na temelju potrebne struje, porasta temperature i prostora za ugradnju.

 

Tlačno zavarivanje/postupak difuzijskog zavarivanja:Tlačno zavarivanje (poznato i kao zavarivanje molekularnom difuzijom) izvodi se na oba kraja niza. Visoka temperatura i tlak uzrokuju difuzijsko stapanje između slojeva bakrene folije, tvoreći cjelovitu strukturu.

Obrada kraja veze:Zavareni krajevi mogu biti izbušeni, naborani zakovicama, obloženi ili obloženi srebrnim/niklanim listovima za jednostavno spajanje na sabirnice, vijke i zakovice.

 

Površinska obrada i izolacija:Ovisno o zahtjevima okoline instalacije, goli bakreni ili presvučeni bakreni dijelovi prekriveni su termoskupljajućom cijevi, PVC premazom za umakanje, premazom od epoksidne smole itd.

 

Pregled i isporuka:Uključuje ispitivanje otpornosti na kontinuitet, ispitivanje porasta temperature i ispitivanje prilagodljivosti mehaničkim vibracijama.

 

 

Velika struja, mali poprečni-presjek:U usporedbi s tradicionalnim kabelima, strukture od laminirane bakrene folije mogu nositi veće struje unutar ograničenog prostora povećanjem broja slojeva, širenjem popre-presjeka i smanjenjem debljine.

 

Visoka fleksibilnost i prilagodljivost:Budući da središnje područje nije u potpunosti ukrućeno, ima mogućnosti savijanja, savijanja i kompenzacije vibracija, što ga čini idealnim za sustave s okolinama s vibracijama ili kretanjem kao što su baterije, ormarići za pohranu energije i inverterski moduli.

 

Fleksibilna veličina i ožičenje:U usporedbi s krutim sabirnicama, fleksibilna bakrena folija je tanja i može se prilagoditi obliku, što olakšava postavljanje, sastavljanje i smanjenje težine.

 

Smanjeni toplinski otpor priključka:Tlačno zavarivanje smanjuje broj točaka lemljenja i kontaktnih sučelja, poboljšavajući vodljivost, smanjujući porast temperature i povećavajući pouzdanost.

 

Prilagodba novim energetskim trendovima:Potražnja za fleksibilnim konektorima visoke-gustoće, niske-impedancije brzo raste u modulima litijskih baterija, visoko{2}}naponskim ormarima za pohranu energije i novim energetskim sustavima za napajanje vozila.

 

 

Priključak modula baterije za napajanje:U novim baterijskim kutijama za energetska vozila prostor za spajanje modula i integriranih uređaja ograničen je zbog velike struje i više modula. Korištenje spojeva fleksibilne bakrene folije može poboljšati učinkovitost i pouzdanost ožičenja.

 

Spajanje sabirnice sustava za pohranu energije:Na primjer, u velikim ormarima za pohranu energije, više baterijskih nizova/paralelnih blokova moraju biti povezani sabirnicama. Korištenje fleksibilnih bakrenih laminiranih sabirnica može učinkovito smanjiti naprezanje uzrokovano vibracijama i toplinskim širenjem i skupljanjem.

 

Razvodna kutija i unutarnje ožičenje pretvarača:Unutar visoko{0}}frekventnih pretvarača i energetskih modula, prostor za ožičenje je ograničen, zahtijeva savijanje spojeva i zahtjeva veliku disipaciju topline i vodljivost. Korištenje strukture "višeslojne sabirnice" može optimizirati cjelokupni sustav.

 

Željeznički prijevoz i pogonski sustavi lokomotiva:U složenom okruženju lokomotiva s visokim-vibracijama, fleksibilne bakrene sabirnice (Cu fleksibilne sabirnice) imaju značajne prednosti u odnosu na konvencionalne krute kablove.

 

 

 

Izbor materijala:Dajte prednost bakru-visoke čistoće (kao što je T2 bakar), osiguravajući sadržaj bakra veći ili jednak 99,95%.

 

Broj slojeva i debljina:Debljina jednog lista bakrene folije (npr. 0,05 mm, 0,10 mm) i broj naslaganih slojeva trebaju se projektirati na temelju nazivne struje, dopuštenog porasta temperature i raspoloživog prostora.

 

Zajednički proces:Područja spajanja na oba kraja moraju osigurati dobru kvalitetu zavarivanja molekularnom difuzijom ili ultrazvučnog zavarivanja kako bi se osigurala pouzdana veza i mali kontaktni otpor.

 

Dizajn fleksibilnosti:Srednji dio mora zadržati-varijacije presjeka i pokretljivost kako bi se prilagodio toplinskom širenju, vibracijama i manjim strukturalnim deformacijama.

 

Površinska obrada i izolacija:Za okruženja ugradnje kao što su vlaga, korozija i visoke temperature, treba razmotriti presvlačenje (kositrenjem, posrebrenjem, niklanjem), plastičnim premazom, termoskupljajućim cijevima itd.

 

Testiranje i kompatibilnost:-Razmatranja na licu mjesta također uključuju moment stezanja vijka na krajevima priključka sabirnice, dopušteno toplinsko širenje i vijek trajanja od zamora vibracijama. Upućivanje na standarde kao što je "Specifikacija dizajna bakrene ploče" može pomoći u dizajnu.

 

 

S rastućom snagom litij{0}}ionskih baterija i sustava za pohranu energije, trenutna ocjena povezujućih autobusa nastavlja rasti, čineći "bakrene fleksibilne sabirnice za litijske baterije" razvojnim trendom.

 

U kontekstu sve veće popularnosti novih energetskih vozila, ubrzanog razvoja sustava za punjenje i širenja fotonaponskih + sustava za pohranu energije, fleksibilne sabirnice, sa svojim fleksibilnim rasporedom, brzom instalacijom i visokom pouzdanošću, postat će preferirano rješenje za projektiranje sustava distribucije električne energije.

 

Istovremeno, s promicanjem inteligentne proizvodnje i modularnih električnih sustava, prilagođene fleksibilne sabirnice (uključujući "savitljive konektore od laminiranog bakra") dobit će veću potražnju na tržištu.

 

Iz perspektive procesa, buduća ključna otkrića mogu uključivati ​​tanju bakrenu foliju, više laminiranih slojeva, višu temperaturnu pouzdanost, duži vijek trajanja i višu frekvencijsku reakciju.