Lanksti pinta varinė viela ir varinės folijos plėtimosi jungtys: atrankos kriterijai didelės srovės sistemoms

Lanksčios varinės folijos kompensacinės jungtys ir lanksčios pintinės varinės vielos jungtys yra sukurtos taip, kad sugertų šiluminį plėtimąsi, mechaninę vibraciją ir įrengimo įtampą didelės{0}}srovės elektros sistemose. EV baterijų, ESS spintelių, transformatorių ir galios elektronikos pasirinkimas priklauso nuo srovės tankio, leistino judėjimo, atsparumo kontaktams, nuovargio ciklų, izoliacijos reikalavimų ir gamybos tolerancijos.

 

Pagrindinis inžinerinis skirtumas yra struktūrinis: pintoje varinėje vieloje naudojami keli austi laidininkai, kad būtų užtikrintas didelis lankstumas, o vario folijos plėtimosi jungtyse naudojami laminuoti C1100 gryno vario sluoksniai, sujungti molekuliniu difuziniu suvirinimu arba aukšto -dažnio suvirinimu, kad būtų pasiekta mažesnė varža ir didesnė srovės talpa.

 

 

 

Didelės{0}}srovės elektros jungtys patiria nuolatinį šiluminį ciklą dėl Džaulio šildymo:

P = I^2R
 

Kai srovė didėja, net ir nedidelis kontaktinės varžos pokytis sukuria reikšmingą šilumos kaupimąsi. Lanksčios jungtys sumažina mechaninį įtempimą, kurį sukelia:

 

Vario šiluminio plėtimosi koeficientas: maždaug 16,5 × 10⁻⁶ /K
Akumuliatoriaus modulio temperatūros pokytis: nuo -40 laipsnių iki +85 laipsnio
ESS veikimo ciklai: tūkstančiai šiluminio plėtimosi ciklų
Transformatoriaus vibracijos dažnis: paprastai veikia 50Hz / 60Hz

Lanksčios jungtys neleidžia standžioms varinėms šynoms perkelti plėtimosi jėgų tiesiai į gnybtus, varžtus, keraminius izoliatorius ir puslaidininkinius modulius.

 

Inžineriniai reikalavimai{0}}didelės srovės lankstiems ryšiams

Taikymas	Pagrindinis streso šaltinis	Rekomenduojama lanksti struktūra	Tipinis reikalavimas
EV baterijų paketas	Ląstelių išsiplėtimas + vibracija	Lanksti vario folijos šyna	Mažas atsparumas, kompaktiškas montavimas
Energijos kaupimo spinta	Šiluminis ciklas + didelė srovė	Laminuotos vario folijos plėtimosi jungtis	Didelis srovės tankis
Transformatoriaus jungtis	Mechaninė vibracija	Pintos varinės vielos jungtis	Kelių krypčių lankstumas-
Inverterio DC jungtis	Aukšto{0}}dažnio srovės bangavimas	Vario folija laminuota konstrukcija	Žemas klaidinantis induktyvumas

 

 

 

Lanksti pintos varinės vielos konstrukcija su dideliu lankstumu

 

Lanksti pinta varinė viela gaminama supynus kelias elektrolitinių varinių vielų sruogas į tinklinę struktūrą.

 

Tipiškos medžiagos:

C1100 grynas varis

Be deguonies{0}}varinė viela

Skarda{0}}dengta varinė viela

Sidabru{0}}dengta varinė viela

 

Gamybos parametrai:

Vielos skersmuo: 0,05 mm- 0.15 mm

Laidumas: didesnis arba lygus 100 % IACS

Pynimo tankis reguliuojamas žingsnio kampu

Gnybtų sujungimas presuojant, lituojant arba atspariu suvirinimu

 

Privalumai:

Didelė lenkimo galimybė

Daugiakrypčių judesių sugėrimas-

Tinka dinaminės vibracijos aplinkai

 

Apribojimai:

Didesnė kintamosios srovės varža dėl sruogų pasiskirstymo

Didesnė montavimo erdvė

Jautresnis oksidacijai, jei paviršiaus apsauga yra nepakankama

 

Lanksti vario folijos šyna naudojant molekulinį difuzinį suvirinimą

 

Lanksčios varinės folijos šynos susideda iš kelių kartu sukrautų ir suvirintų varinės folijos sluoksnių.

Bendra struktūra:

C1100 vario folija

Varinės folijos storis: 0,05 mm-0,3 mm

Sluoksnių skaičius: 5-100 sluoksnių, priklausomai nuo esamo poreikio

Suvirinimo būdas: molekulinis difuzinis suvirinimas, ultragarsinis suvirinimas, aukšto -dažnio suvirinimas

 

Veikimo charakteristikos:

Parametras	Lanksti pinta varinė viela	Lanksti vario folijos šyna
Laidumas	Didesnis arba lygus 100 % IACS	Didesnis arba lygus 100 % IACS
Srovės tankis	Vidutinis	Aukštas
Klaidžiojantis induktyvumas	Aukštesnis	<10nH achievable
Storio kontrolė	Vidutinis	Galimas ±0,05 mm
Šilumos išsklaidymo	Geras	Puikus dėl plokščio paviršiaus
Montavimo erdvė	Didesnis	Kompaktiškas
Atsparumas vibracijai	Puikiai	Puikus su teisingu dizainu

 

Vario folijos konstrukcijos užtikrina didesnį laidžių{0}}skerspjūvį ir trumpesnį srovės kelią, todėl sumažėja elektros nuostoliai naudojant didelės-srovės nuolatinės srovės įrenginius.

 

 

Varis pasižymi dideliu šilumos laidumu (apie 401 W/m·K), todėl suvirinimas yra sudėtingas, nes šiluma greitai išsisklaido.

Gamintojai turi kontroliuoti:

 

Suvirinimo energijos įvedimas

Oksido sluoksnio pašalinimas

Sąsajos švara

Metalurginio sujungimo kokybė

 

Lanksčių varinių jungčių suvirinimo technologijų palyginimas

Suvirinimo metodas	Proceso funkcija	Tipiškas taikymas	Kokybės kontrolė
Suvirinimas lazeriu Cu-Cu	Lokalizuotas šilumos tiekimas, siauras HAZ	Akumuliatoriaus šynų gnybtai	Suvirinimo siūlės įsiskverbimo patikrinimas
Atsparumas sidabriniam litavimui	Stabili metalurginė jungtis	Didelės{0}}srovės terminalai	Šlyties stiprumo bandymas
Molekulinis difuzinis suvirinimas	Kietojo{0}}kūno sujungimas	Vario folijos išsiplėtimo jungtys	Tempimo bandymas,{0}}skerspjūvio analizė
Ultragarsinis suvirinimas	Maža šiluminė žala	Akumuliatoriaus prijungimo ąselės	Suvirinimo energijos stebėjimas

 

 

 

Varis, veikiamas deguonies, natūraliai sudaro vario oksidą, padidindamas elektrinio kontakto varžą.

Paviršiaus apdorojimas pagerina:

Atsparumas korozijai

Kontakto stabilumas

Ilgalaikis{0}}laidumas

 

Skarda-Padengtas varis prieš sidabru-Padengtas varis

Paviršiaus apdorojimas	Skardos dengimas	Sidabravimas
Laidumas	Žemesnis už sidabrą	Puikiai
Atsparumas oksidacijai	Geras	Labai gerai
Darbinė temperatūra	Vidutinis	Aukštesnis
Tipiškas storis	3-10μm	3-5μm
Taikymas	Bendrosios maitinimo jungtys	EV, ESS, didelės srovės{0}}sistemos

 

Sidabravimas plačiai naudojamas didelės{0}}srovės jungtims, nes sidabro oksidas išlaiko palyginti gerą elektros laidumą, palyginti su vario oksidu.

 

Kokybės tikrinimo metodai:

XRF dangos storio matavimas

Druskos purškimo bandymas

Kontaktinio atsparumo bandymas

Paviršiaus morfologinis patikrinimas

 

Prašyti nemokamo DFM įvertinimo ir pasiūlymo

 

 

Medžiagos pasirinkimas tiesiogiai veikia elektros nuostolius ir šilumines charakteristikas.

 

Vario lydinio atrankos matrica

Medžiaga	Vario turinys	Laidumas	Tipiškas naudojimas
C1100 grynas varis	Didesnis arba lygus 99,90 % Cu	Didesnis arba lygus 100 % IACS	Lanksti šyna, akumuliatoriaus jungtis
C2680 žalvaris	Cu-Zn lydinys	Mažesnis laidumas	Mechaniniai gnybtai, štampuotos detalės
C1020 deguonies{1}}be vario	Didesnis arba lygus 99,96 % Cu	Didesnis arba lygus 100 % IACS	Puslaidininkių ir{0}}aukšto dažnio programos

 

Didelės -srovės kompensacinėms jungtims pirmenybė teikiama grynam variui C1100, nes laidumo praradimas tiesiogiai veikia šilumines savybes.

 

 

Renkantis inžineriją reikia atsižvelgti į srovės įvertinimą, judėjimo atstumą, darbinę temperatūrą ir mechaninę apkrovą.

 

Lanksčių jungčių pasirinkimo vadovas

Reikalavimas	Rekomenduojamas sprendimas	Inžineriniai duomenys
EV akumuliatoriaus modulio jungtis	Lanksti vario folijos šyna	200A-1000A+ srovės diapazonas
ESS akumuliatoriaus stovo jungtis	Laminuotos vario folijos plėtimosi jungtis	Didelė šiluminio ciklo galimybė
Transformatoriaus gnybtų jungtis	Pinta varinė viela	Didelis atsparumas vibracijai
Inverterio DC jungtis	Difuziškai suvirinta vario folija	Žemas induktyvumas<10nH
Kompaktiškas montavimas	Kelių{0}}sluoksnių vario folija	Optimizuotas storio dizainas

 

 

 

Patikima lanksti varinė jungtis reikalauja proceso valdymo nuo žaliavos patikrinimo iki galutinio surinkimo.

 

Pagrindinės gamybos galimybės apima:

Tikslumo štampavimo tolerancija: ±0,01 mm

CNC apdirbimas terminalų sąsajoms

Lazeriu pjaustoma varinė folija

Molekulinis difuzinis suvirinimas

Atsparinis suvirinimas

Epoksidinis miltelinis dažymas, kai reikalinga izoliacija

CMM matmenų patikrinimas

Sandarių mazgų plyšimo slėgio bandymas

Elektros varžos bandymas

 

Automobilių tiekimo programoms paprastai reikia:

IATF 16949 kokybės sistema

PPAP 3 lygio dokumentacija

MSA matavimo sistemos analizė

SPC proceso stebėjimas

RoHS ir REACH atitikimas

 

Izoliuotų lanksčių šynų dangos parinktys apima:

Izoliacijos metodas	Spektaklis
Epoksidinė miltelinė danga	UL 94 V-0 liepsnos įvertinimas
Termiškai susitraukiantis vamzdelis	Lanksti apsauga
PET plėvelės laminavimas	Elektros izoliacija
PVC danga	Ekonomiška{0}}izoliacija

 

 

Koks yra tipiškas PPAP 3 lygio pristatymo laikas lanksčių varinių šynų projektams?

PPAP 3 lygio dokumentai paprastai rengiami patvirtinus prototipą, įskaitant matmenų ataskaitas, medžiagų sertifikatus, pajėgumų tyrimus ir bandymų įrašus.

 

Kiek laiko gali tarnauti štampavimo štampai gaminant varines lanksčias jungtis?

Priklausomai nuo vario storio, įrankių medžiagos ir priežiūros dažnumo, tikslaus štampavimo štampai gali veikti nuo šimtų tūkstančių iki milijonų ciklų.

 

Kaip matuojamas sidabro dengimo storislanksčios varinės jungtys?

Sidabrinio dengimo storis matuojamas naudojant XRF analizę, o tipiniai valdymo diapazonai yra 3-5 μm didelės srovės elektros prietaisams.