Kaip pasirinkti varinius dangtelius ir kontaktinius mazgus aukštos{0}}įtampos EV saugikliams

800 V EV baterijų sistemose saugiklio vario dangtelis ir kontaktų mazgai turi išlaikyti mažą kontaktinę varžą, stabilią srovės perdavimo{1}} galią ir mechaninį vientisumą nuolat veikiant šiluminiams ciklams. C1100 grynas varis, kurio laidumas viršija 97 % IACS, kontroliuojamas sidabro dengimo storis ir ±0,01 mm tikslumo štampavimo tolerancija yra pagrindiniai aukštos -tampos saugiklio patikimumo parametrai.

 

Pasirinkus EV saugiklio kontaktinio dangtelio tiekėją, reikia įvertinti medžiagos laidumą, suvirinimo sąsajos kokybę, dengimo našumą ir patvirtinimo duomenis, įskaitant temperatūros kilimo bandymus, ištraukimo{0}}jėgos bandymus ir PPAP 3 lygio dokumentus.

 

 

 

800 V EV saugiklių sistemoms reikia kontaktinių mazgų su<0.1mΩ Resistance Control

Šiuolaikinės elektrinės transporto priemonės pereina nuo 400 V platformų prie 800 V architektūrų, kad sutrumpėtų įkrovimo laikas ir padidėtų galios tankis. Tačiau aukštesnės įtampos sistemose nustatomi griežtesni saugiklių komponentų reikalavimai.

 

Aukštos{0}}tampos EV saugiklis veikia pagal:

Nuolatinės srovės apkrovos virš 200A-600A
Trumpojo jungimo srovės impulsai, viršijantys 10 kA
Darbinė temperatūra nuo -40 laipsnių iki +125 laipsnio
Aukšto{0}}dažnio terminis ciklas, viršijantis 1 000 ciklų
Vibracijos reikalavimai pagal ISO 16750-3

Vario dangtelio mazgas EV saugiklio viduje užtikrina elektrinį perėjimą tarp išorinės šynos jungties ir vidinio saugiklio elemento.

 

Bet koks sąsajos pasipriešinimo padidėjimas sukuria papildomą šilumą:

 

Galios praradimo formulė:
P = I²R

Pavyzdžiui:

 

Dabartinė	Atsparumas kontaktui	Šilumos generavimas
300A	0.1mΩ	9W
400A	0.1mΩ	16W
500A	0.1mΩ	25W

 

Tik 0,05 mΩ skirtumas gali reikšmingai paveikti saugiklio temperatūros pasiskirstymą nuolatinio veikimo metu.

 

Aukštos įtampos saugiklio dangtelio mazgas turi valdyti keturis techninius kintamuosius

Elektros laidumas: C1100 vario laidumas Didesnis arba lygus 97 % IACS
Kontaktinis pasipriešinimas: stabilus atsparumas po terminio ciklo
Mechaninis stiprumas: ištraukimo-jėga, sukurta pagal kliento specifikacijas
Paviršiaus apsauga: sidabro / alavo dengimo storis kontroliuojamas XRF bandymu

 

 

 

C1100 Copper pasiekia didesnį arba lygų 97 % IACS laidumą didelės srovės elektromobiliams

 

Medžiagos pasirinkimas tiesiogiai lemia elektros nuostolius ir šilumines charakteristikas. Variniai kontaktiniai dangteliai paprastai gaminami iš didelio-laidumo vario lydinių arba žalvario, atsižvelgiant į mechaninius reikalavimus.

 

Dažniausiai pasirenkamos dvi medžiagos:

 

Medžiaga	C1100 grynas varis	C2680 žalvaris
Pagrindinė kompozicija	Cu Didesnis arba lygus 99,90 %	Cu 64%-68%, Zn balansas
Elektros laidumas	Didesnis arba lygus 97 % IACS	Maždaug 25–30 % IACS
Tempimo stiprumas	245-345 MPa	300-450 MPa
Šilumos laidumas	Aukštas	Vidutinis
Atsparumas korozijai	Puikiai tinka su dengimu	Gerai
Štampavimo atlikimas	Puikiai	Puikiai
Rekomenduojama taikymas	Didelė{0}}dabartinė kontaktų riba	Mechaniniai gnybtai

 

EV saugiklių kontaktų mazguose C1100 varis paprastai pasirenkamas, kai pirmenybė teikiama{1}}srovei.

 

C2680 žalvaris gali būti naudojamas:

Konstrukciniai tvirtinimo elementai

Žemos srovės-terminalai

Komponentai, kuriems reikalingas didesnis mechaninis kietumas

Tačiau žalvaris turi maždaug vieną{0}}trečdalį vario laidumo, todėl esant identiškoms srovės sąlygoms, šildomas didesnis Džauliais.

 

Automobilių saugiklių komponentų medžiagų sertifikavimo reikalavimai

 

Kvalifikuoti tiekėjai turėtų pateikti:

Medžiagos sudėties ataskaita
RoHS ir REACH atitikimas
Mechaninių savybių patikrinimas
Elektros laidumo bandymas
PPAP 3 lygio pateikimas

 

Įprastas gaunamas patikrinimas apima:

Spektrometro sudėties analizė
Kietumo bandymas
Tempimo bandymas
Paviršiaus defektų patikrinimas

 

Prašyti nemokamo DFM įvertinimo ir pasiūlymo

 

 

±0,01 mm štampavimo tolerancija užtikrina saugiklio dangtelio surinkimo nuoseklumą

 

Didelio{0}}tūrio EV saugiklių komponentams reikalingas stabilus matmenų valdymas. Progresyvus štampavimas yra plačiai taikomas, nes jis sujungia išlyginimą, formavimą, lenkimą, pradūrimą ir įspaudimą į vieną nenutrūkstamą procesą.

 

Tipiški gamybos parametrai:

 

Procesas	Inžinerinis valdymas
Progresyvus štampavimas	±0,01 mm matmenų paklaida
Atlaisvinimas	Kontroliuojamas pagal medžiagos storį
Skardos aukštis	Valdoma žemiau kliento specifikacijos
Plokštumo patikrinimas	CMM matavimas
Įrankio naudojimo trukmės stebėjimas	Nuolatiniai štampo priežiūros įrašai

 

Didelės apimties{0}}automobiliams skirtoms programoms štampavimo štampams reikia:

SKD11/D2 įrankių plieno pasirinkimas
Kelių{0}}pakopų formavimo dizainas
Automatinės maitinimo sistemos
Matmenų stebėjimas realiuoju laiku-

 

Į-kniedijimas į štampą pagerina mechaninį patikimumą

Kai kuriems saugiklių kontaktų rinkiniams reikia integruoto kniedijimo tarp vario sluoksnių arba gnybtų.

 

Privalumai:

Jokių papildomų tvirtinimo detalių
Stabili elektros jungtis
Sumažinta surinkimo variacija
Padidėjęs gamybos efektyvumas

 

Svarbūs patikrinimo taškai:

Kniedės aukštis
Kniedės deformacija
Sąnarių stiprumas
Elektros varža po vibracijos bandymo
 

 

3–5 μm sidabravimas sumažina kontaktinį atsparumą ir apsaugo nuo oksidacijos

 

Varis natūraliai sudaro oksido sluoksnius, kurie padidina kontaktinį atsparumą. Paviršiaus dengimas pagerina laidumo stabilumą ir atsparumą korozijai.

Įprastos dengimo parinktys:

 

Dengimo tipas	Storis	Pagrindinis privalumas	Taikymas
Sidabravimas	3-5μm	Mažiausias kontaktinis pasipriešinimas	Aukštos{0}}elektrinio elektros srovės saugiklio kontaktas
Skardos dengimas	5-10μm	Ekonomiška{0}}apsauga nuo korozijos	Bendrieji elektros gnybtai
Nikelio apatinis sluoksnis + sidabras	Ni 1-3μm + Ag 3-5μm	Pagerintas difuzijos atsparumas	Aukštos{0}}temperatūros programos

 

Sidabravimas reikalauja griežtos kontrolės:

Dangos storio vienodumas
Paviršiaus sukibimas
Poringumo lygis
Atsparumas sieros korozijai

 

Bandymo metodai apima:

XRF dangos storio matavimas
Druskos purškimo bandymas
Kryžminio-sukibimo bandymas
Kontaktinės varžos matavimas

 

 

Suvirinimo kokybė lemia srovės perdavimo patikimumą

 

Variniams kontaktiniams mazgams dažnai reikia sujungimo tarp gnybtų, dangtelių ir laidžių įdėklų.

Pasirinkimas priklauso nuo medžiagų derinio, gamybos apimties ir šiluminių reikalavimų.

 

Procesas	Atsparumas sidabriniam litavimui	Lazerinis suvirinimas Cu{0}}Al
Prisijungimo principas	Šiluma, kurią sukuria elektrinė varža + sidabro lydinio užpildas	Lazerio energijos lydymosi bazinės medžiagos
Tinkamos medžiagos	Varis-varis, varis{1}}žalvaris	Varinės{0}}aliuminio hibridinės jungtys
Sąnarių stiprumas	Aukštas	Aukštas
Šilumos paveikta zona	Didesnis	Mažesnis
Gamybos greitis	Vidutinis	Aukštas
Patikrinimo metodas	Metalografinė analizė	Suvirinimo siūlės įsiskverbimo patikrinimas
Tipiškas taikymas	Saugiklių kontaktų mazgai	EV akumuliatoriaus šynų jungtys

 

Variniams kontaktiniams dangteliams:

Atsparus sidabrinis litavimas užtikrina patikimą elektros laidumą.
Suvirinimas lazeriu yra tinkamas skirtingoms metalinėms jungtims, pvz., Cu{0}}Al.

 

Kokybės patvirtinimas apima:

Suvirinimo{0}}skerspjūvio analizė
Tempimo stiprumo bandymas
Elektros varžos bandymas
Šiluminio dviračio įvertinimas

 

 

 

Automobilių saugiklių kontaktiniams komponentams reikalingas IATF 16949 kokybės patvirtinimas

 

Kvalifikuotas aukštos įtampos saugiklių dangtelio surinkimo tiekėjas prieš masinę gamybą turi patikrinti elektrines ir mechanines savybes.

Įprastos patvirtinimo procedūros apima:

 

Bandomasis elementas	Tikslas	Tipinis reikalavimas
Temperatūros kilimo bandymas	Įvertinkite šilumines savybes	Pagal kliento specifikaciją
Ištraukimo{0}}jėgos bandymas	Patikrinkite terminalo išlaikymą	Apibrėžiamas surinkimo dizainas
Kontaktinio atsparumo bandymas	Patikrinkite elektros stabilumą	μΩ-lygio matavimas
Šiluminio dviračio testas	Įvertinkite ilgalaikį{0}}patikimumą	-40 laipsnių iki +125 laipsnių ciklai
CMM patikrinimas	Patvirtinkite matmenų tikslumą	±0,01 mm paklaida
Metalografinė analizė	Patikrinkite suvirinimo kokybę	Nėra įtrūkimų ar tuštumų

 

Temperatūros kilimo bandymas kontroliuoja nuolatinės srovės galią

Bandymo metu:

Srovė taikoma esant vardinei apkrovai
Temperatūros jutikliai stebi karštąsias vietas
Infraraudonųjų spindulių šiluminis vaizdas nustato nenormalų įkaitimą

 

Inžineriniai tikslai:

Stabilus temperatūros pasiskirstymas
Jokių dengimo pažeidimų
Nėra medžiagos deformacijos
Po važiavimo dviračiu pasipriešinimas nepadidėja
Ištraukimo-jėgos bandymas apsaugo nuo mechaninių gedimų

 

Mechaninis patvirtinimas patvirtina:

Kontakto sulaikymo stiprumas
Kniedijimo patikimumas
Suvirinimo siūlių ilgaamžiškumas

Naudojant automobilius, bandymų duomenys yra integruoti į:

PPAP 3 lygio dokumentai
Kontrolės planas
PFMEA
Matavimo sistemos analizė (MSA)

 

 

 

Kvalifikuotas OEM gamintojas turėtų pateikti:

Progresyvios štampavimo gamybos linijos
Tikslios formos projektavimo galimybė
Sidabravimo gamybos kontrolė
Atsparumo suvirinimo ir litavimo galimybė
CMM matmenų patikrinimas
PPAP 3 lygio automobilių dokumentacija

 

Įprasta gamybos darbo eiga:

Medžiagos įvežimo patikrinimas
Progresyvus štampavimas
Valymas ir paviršiaus paruošimas
Sidabrinis/alavuotas dengimas
Suvirinimo arba kniedijimo mazgas
Elektros varžos bandymas
Matmenų patikrinimas
PPAP pateikimas

EV saugikliams, kuriems reikalingas stabilus elektrinis veikimas, vario gaubtelio geometrija, dengimo storis ir sujungimo kokybė turi būti kontroliuojami kartu, o ne vertinami atskirai.

 

 

Kokie dokumentai reikalingi PPAP 3 lygio EV saugiklių varinių kontaktų dangtelių pristatymui?

PPAP 3 lygio pristatymas apima matmenų ataskaitas, medžiagų sertifikavimą, PFMEA, kontrolės planą, MSA, pajėgumų tyrimus ir gaminių pavyzdžius.

 

Kiek laiko trunka aukštos{0}}įtampos saugiklio dangtelio surinkimo įrankiai ir prototipas?

Įprasti prototipo įrankiai trunka 20–30 dienų. Gamybos įrankiai ir patvirtinimo grafikai priklauso nuo dizaino sudėtingumo ir kliento PPAP reikalavimų.

 

Kaip patikrinamas sidabro dengimo storisvarinių saugiklių kontaktų dangteliai?

Sidabro padengimo storis matuojamas naudojant XRF testavimo įrangą. Įprastoms automobilių saugiklių kontaktinėms reikmėms reikalingas kontroliuojamas 3–5 μm sidabro dangos storis.