บัสบาร์การเชื่อมหลายชั้น-ทองแดงฟอยล์คืออะไร การวิเคราะห์โครงสร้าง ข้อดี และการประยุกต์

ในขณะที่ยานพาหนะพลังงานใหม่ ระบบกักเก็บพลังงาน และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง-พัฒนาไปสู่กระแสที่สูงขึ้น การย่อขนาด และความน่าเชื่อถือที่มากขึ้น ความสามารถในการปรับตัวเชิงพื้นที่และความสามารถในการกันกระแทกทางกลของบัสบาร์ทองแดงแบบแข็งแบบดั้งเดิมมีข้อจำกัดมากขึ้นในการใช้งานบางอย่าง บัสบาร์การเชื่อมหลายชั้นฟอยล์ทองแดง-ใช้โครงสร้างเคลือบของฟอยล์ทองแดงบางๆ หลายชั้น เชื่อมต่อกันผ่านการเชื่อมหรือกระบวนการเชื่อมต่ออื่นๆ ที่เชื่อถือได้เพื่อสร้างส่วนประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าแบบบูรณาการ ในขณะที่อำนวยความสะดวกในการส่งกระแสไฟฟ้า แต่ยังให้ระดับความยืดหยุ่น การลดแรงสั่นสะเทือน และการชดเชยการขยายตัวเนื่องจากความร้อน

 

ข้อมูลทางเทคนิคที่เปิดเผยต่อสาธารณะบ่งชี้ว่าโครงสร้างฟอยล์ทองแดงหลายชั้น-ถูกนำมาใช้เพื่อเชื่อมต่อแท็บเซลล์แบตเตอรี่กับบัสบาร์ในชุดแบตเตอรี่รถยนต์พลังงานใหม่ ซึ่งทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับการเชื่อมต่อไฟฟ้าภายในที่เชื่อถือได้ นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเซลล์กระเป๋า โดยที่แท็บเซลล์หลายเซลล์จะต้องสร้างการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่มั่นคงกับบัสบาร์ และการเชื่อมฟอยล์บางหลาย- ชั้นทำให้มีความต้องการสูงในการควบคุมกระบวนการ

 

 

บัสบาร์ทองแดงแบบยืดหยุ่นสามารถกำหนดได้ว่าเป็นบัสบาร์นำไฟฟ้าแบบยืดหยุ่นหรือกึ่ง-ที่ประกอบด้วยฟอยล์ทองแดงหลายชั้น เชื่อมต่อกันโดยการเชื่อม การเชื่อมแบบแพร่กระจาย หรือกระบวนการเชื่อมต่อสถานะของแข็ง-อื่นๆ ที่เหมาะสม ต่างจากบัสบาร์ทองแดงหนาแบบดั้งเดิม-ซึ่งใช้แผ่นทองแดงหนาแผ่นเดียวเป็นตัวนำ-บัสบาร์ประเภทนี้สร้างขึ้นโดยการซ้อนฟอยล์ทองแดงที่บางกว่าหลายชั้นเข้าด้วยกันตามความหนาที่กำหนด จากนั้นจึงเชื่อมหรือต่อเข้าด้วยกันในพื้นที่ที่กำหนด

 

การออกแบบโครงสร้างนี้ทำให้สามารถปรับแต่งจำนวนชั้นฟอยล์ ความหนาของชั้นแต่ละชั้น พื้นที่หน้าตัดทั้งหมด- ความยาวโซนการเชื่อม การกำหนดค่าขั้วต่อ และวิธีการติดตั้ง ด้วยเหตุนี้ บัสบาร์หลายชั้นจึงรวมค่าการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมของทองแดงเข้ากับความยืดหยุ่นที่เหนือกว่าและความสามารถในการปรับตัวเชิงพื้นที่ได้จากโครงสร้างชั้นบาง-ที่ซ้อนกัน

 

 

บัสบาร์ฟอยล์ทองแดงที่เชื่อมหลายชั้น- โดยทั่วไปประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้: ชั้นฟอยล์ทองแดง โซนการเชื่อม ขั้วต่อการเชื่อมต่อ และฉนวนที่จำเป็นหรือโครงสร้างการรักษาพื้นผิว ชั้นฟอยล์ทองแดงทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบนำไฟฟ้าหลัก

 

ในการใช้งานยานยนต์พลังงานใหม่และการจัดเก็บพลังงาน โดยทั่วไปความหนาและจำนวนชั้นฟอยล์ทองแดงจะถูกกำหนดโดยพิจารณาจากกระแสไฟที่กำหนด อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่อนุญาต และพื้นที่การติดตั้งที่มีอยู่ โซนการเชื่อมทำหน้าที่ยึดฟอยล์ทองแดงหลายชั้นและสร้างการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่มีความต้านทานต่ำ- ขั้วต่อการเชื่อมต่อสามารถออกแบบให้เป็นขั้วต่อแบบแบน ขั้วต่อที่มีรูสำหรับติดตั้ง ขั้วต่อบัสบาร์ หรือการกำหนดค่าอื่นๆ ที่เหมาะกับข้อกำหนดในการติดตั้งของระบบ สำหรับผลิตภัณฑ์บางอย่าง หน้าจอแสดงค่าน้ำหนักอาจผ่านการปรับสภาพพื้นผิว-เช่น การชุบดีบุก นิกเกิล หรือการชุบเงิน- เพื่อตอบสนองความต้องการด้านสิ่งแวดล้อมและการเชื่อมต่อเฉพาะ

 

 

บัสบาร์แข็งแบบดั้งเดิมมักใช้แผ่นหรือแท่งทองแดงหนา แม้ว่าโครงสร้างนี้จะให้ความแข็งแรงทางกลที่ยอดเยี่ยมและ-ความสามารถในการรับกระแสไฟ ขั้วต่อในชุดแบตเตอรี่ โมดูลจ่ายไฟ และระบบไฟฟ้าขนาดกะทัดรัดยังต้องรองรับความทนทานต่อการประกอบ การสั่นสะเทือน และการขยายตัวจากความร้อนด้วย

 

ขั้วต่อฟอยล์เคลือบทองแดงจะสร้างโซนที่ยืดหยุ่นระหว่างชั้นทองแดงบางๆ ช่วยให้บัสบาร์ดูดซับการกระจัดทางกลได้ในระดับหนึ่ง

 

ข้อมูลที่เปิดเผยต่อสาธารณะแสดงลักษณะของบัสบาร์แบบยืดหยุ่นฟอยล์ทองแดงโดยค่าการนำไฟฟ้าสูง การเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่น การลดแรงสั่นสะเทือน และความสามารถในการชดเชยความร้อน โดยระบุถึงความเหมาะสมสำหรับการใช้งาน เช่น ชุดแบตเตอรี่รถยนต์พลังงานใหม่ และระบบกักเก็บพลังงาน

 

 

บัสบาร์ทองแดงแข็งแบบดั้งเดิมมักประดิษฐ์จากแผ่นหรือแท่งทองแดงหนา คุณลักษณะหลัก ได้แก่ ความแข็งแกร่งของโครงสร้างสูงและกระบวนการผลิตที่สมบูรณ์ ทำให้เหมาะสำหรับ-ระบบส่งกระแสไฟฟ้าที่มีตำแหน่งคงที่

ในทางตรงกันข้าม บัสบาร์ฟอยล์ทองแดงที่เชื่อมหลาย-ชั้นใช้โครงสร้างที่ประกอบด้วยฟอยล์ทองแดงบางๆ หลายชั้น คุณลักษณะหลัก ได้แก่ ความยืดหยุ่น ความสามารถในการปรับตัวเชิงพื้นที่ การลดแรงสั่นสะเทือน และการชดเชยการขยายตัวเนื่องจากความร้อน ดังนั้น ความสัมพันธ์ระหว่างผลิตภัณฑ์ทั้งสองนี้จึงไม่ใช่แค่การทดแทนโดยตรงเพียงอย่างเดียว

หากระบบไฟฟ้าต้องการการเชื่อมต่อกระแสไฟแบบคงที่และเข้มงวด บัสบาร์ทองแดงแบบเดิมอาจเป็นทางเลือกที่ตรงไปตรงมามากกว่า อย่างไรก็ตาม หากจุดเชื่อมต่อขึ้นอยู่กับการสั่นสะเทือน การเคลื่อนตัว ความทนทานต่อการประกอบ หรือการหมุนเวียนด้วยความร้อน บัสบาร์ฟอยล์ทองแดงหลาย-ชั้นเสนอโซลูชันเชิงโครงสร้างที่แตกต่างออกไป

 

 

ชุดแบตเตอรี่รถยนต์พลังงานใหม่จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์แบตเตอรี่จำนวนมาก เซลล์เหล่านี้เผชิญกับความผันผวนของอุณหภูมิในระหว่างการชาร์จและการคายประจุ ในขณะที่ตัวรถเองต้องเผชิญกับการสั่นสะเทือนและการกระแทกทางกลอย่างต่อเนื่องระหว่างการใช้งาน ดังนั้น ขั้วต่อตัวนำภายในต้องไม่เพียงแต่อำนวยความสะดวกในการส่งกระแสไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังต้องมีระดับของการปรับตัวทางกลด้วย

 

สิ่งนี้มีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะกับเซลล์กระเป๋า โดยที่แท็บของเซลล์แบบเรียงซ้อนจะต้องเชื่อมต่อกับบัสบาร์ การวิจัยระบุว่าการเชื่อมต่อระหว่างแถบแบตเตอรี่และบัสบาร์นั้นเกี่ยวข้องกับฟอยล์โลหะบาง ๆ หลายชั้น เนื่องจากวัสดุต่างๆ เช่น ทองแดงและอะลูมิเนียมมีค่าการนำไฟฟ้าและความร้อนสูง วิธีการเชื่อมฟิวชันแบบดั้งเดิมจึงอาจไม่ใช่ทางเลือกที่เหมาะสมเสมอไป บัสบาร์ฟอยล์ทองแดงที่เชื่อมหลายชั้น-ทำให้เกิดความสมดุลระหว่างการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าและการชดเชยเชิงกลผ่านการออกแบบเชิงกลยุทธ์ของชั้นฟอยล์ โซนการเชื่อม และส่วนที่ยืดหยุ่น

 

 

การนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม
ทองแดงมีค่าการนำไฟฟ้าสูง ดังนั้น โครงสร้างฟอยล์ทองแดงเคลือบจะสร้างพื้นที่หน้าตัด-ที่มีประสิทธิภาพขนาดใหญ่สำหรับการไหลของกระแส สำหรับการใช้งานในปัจจุบัน-สูง ความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้า-สามารถปรับได้โดยการเพิ่มจำนวนชั้นฟอยล์ทองแดงหรือปรับขนาดให้เหมาะสม

 

ความยืดหยุ่นที่เหนือกว่า
เมื่อเปรียบเทียบกับแท่งทองแดงหนาและแข็ง ฟอยล์ทองแดงบางหลาย-ชั้นบางมีความสามารถในการดัดงอได้ดีกว่า นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับชุดแบตเตอรี่และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังที่มีพื้นที่จำกัด และเส้นทางมีความซับซ้อน

 

การดูดซับความเค้นเชิงกลที่มีประสิทธิภาพ
การสั่นสะเทือนระหว่างการทำงานของยานพาหนะ วงจรความร้อน และความทนทานต่อการประกอบสามารถทำให้เกิดความเครียดทางกลที่จุดเชื่อมต่อได้ โครงสร้างฟอยล์ทองแดงหลายชั้น-ให้การกันกระแทกที่ยืดหยุ่นในระดับหนึ่ง

 

การปรับตัวต่อการขยายตัวทางความร้อน
วัสดุที่แตกต่างกันจะขยายตัวในอัตราที่แตกต่างกันในระหว่างที่อุณหภูมิผันผวน โครงสร้างฟอยล์ทองแดงที่ยืดหยุ่นสามารถรองรับการเคลื่อนตัวเล็กน้อยที่จุดเชื่อมต่อ

 

การออกแบบที่ปรับแต่งได้
พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น จำนวนชั้นฟอยล์ทองแดง ความหนา ความยาว ความกว้าง โซนการเชื่อม และการกำหนดค่าส่วนปลายสามารถปรับให้เข้ากับข้อกำหนดเฉพาะของผลิตภัณฑ์ได้

 

ด้วยเหตุนี้ บัสบาร์เชื่อมด้วยฟอยล์ทองแดงหลาย-ชั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับโครงการ OEM และโครงการแบบกำหนดเอง

 

 

สามารถใช้เทคนิคการเชื่อมที่แตกต่างกันได้ ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น โครงสร้างผลิตภัณฑ์ ความหนาของฟอยล์ทองแดง และส่วนประกอบที่เชื่อม การเชื่อมโลหะด้วยคลื่นอัลตราโซนิกเป็นกระบวนการที่สำคัญอย่างยิ่งในการต่อฟอยล์ทองแดงหลายชั้น วิธีการนี้ใช้-แรงสั่นสะเทือนเชิงกลและแรงกดความถี่สูงเพื่อกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนรูปพลาสติกที่ส่วนต่อประสานของโลหะ และขัดขวางชั้นออกไซด์ของพื้นผิว ดังนั้นจึงสร้างการสัมผัสกันอย่างใกล้ชิดและเกิดพันธะสถานะของแข็ง-ระหว่างพื้นผิวโลหะ เนื่องจากกระบวนการพันธะเกิดขึ้นที่ใต้จุดหลอมเหลวของวัสดุเป็นหลัก จึงมักเกี่ยวข้องกับการป้อนความร้อนที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับการเชื่อมฟิวชันแบบดั้งเดิม

 

การวิจัยที่เกี่ยวข้องระบุว่าการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกถูกนำมาใช้เพื่อเชื่อมฟอยล์ทองแดงหลายชั้นกับบัสบาร์ โดยเน้นไปที่การตรวจสอบผลกระทบของเวลาในการเชื่อม ความดัน แอมพลิจูด และพลังงานที่มีต่อคุณภาพการเชื่อม

 

นอกจากนี้ ขึ้นอยู่กับการออกแบบ บัสบาร์ฟอยล์ทองแดงหลายชั้นอาจถูกประดิษฐ์โดยใช้กระบวนการ เช่น การเชื่อมแบบกระจาย การเชื่อมด้วยแรงดัน หรือการบัดกรี กระบวนการเฉพาะที่เลือกควรพิจารณาจากความหนาของฟอยล์ทองแดง จำนวนชั้น พื้นที่การเชื่อม และสภาพแวดล้อมการใช้งานปลายทาง-

 

 

 

 

ชุดแบตเตอรี่รถยนต์พลังงานใหม่
ปัจจุบันนี้เป็นพื้นที่การใช้งานที่สำคัญ การใช้งานหลักได้แก่: การเชื่อมต่อแท็บเซลล์ การเชื่อมต่อระหว่างโมดูลแบตเตอรี่ การเชื่อมต่อ-กระแสไฟสูงภายในชุดแบตเตอรี่ และการเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่นระหว่างชุดแบตเตอรี่กับส่วนประกอบแรงดันไฟฟ้าสูง-อื่นๆ

 

ระบบแบตเตอรี่เก็บพลังงาน
ระบบกักเก็บพลังงานยังต้องการการเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนานระหว่างเซลล์อีกด้วย บัสบาร์ฟอยล์ทองแดงหลาย-ชั้นสามารถใช้สำหรับการเชื่อมต่อที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าระหว่างเซลล์ ระหว่างโมดูล และระหว่างโมดูลและส่วนประกอบบัสบาร์

 

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง
โครงสร้างการเชื่อมต่อฟอยล์ทองแดงที่ยืดหยุ่นยังเหมาะสำหรับใช้ในอินเวอร์เตอร์ คอนเวอร์เตอร์ โมดูลพลังงาน และอุปกรณ์ควบคุมพลังงานสูง-

 

อุปกรณ์ไฟฟ้าอุตสาหกรรม
บัสบาร์ทองแดงแบบยืดหยุ่นสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมยังมีประโยชน์สำหรับการเชื่อมต่อกระแสสูง-ที่อยู่ภายใต้การสั่นสะเทือนทางกลหรือวงจรความร้อน

 

 

 

ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ ปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณา ได้แก่: กระแสไฟฟ้าที่กำหนด แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่อนุญาต ความหนาและจำนวนชั้นของฟอยล์ทองแดง ความยาวเชื่อม ขนาดขั้วต่อ รัศมีการโค้งงอ การสั่นสะเทือนทางกล การหมุนเวียนด้วยความร้อน และพื้นที่การติดตั้ง โครงสร้างผลิตภัณฑ์ไม่ควรถูกกำหนดโดยอาศัยข้อกำหนดสำหรับกระแสไฟสูงเพียงอย่างเดียว

 

สำหรับรถยนต์พลังงานใหม่และโครงการกักเก็บพลังงาน ข้อควรพิจารณาเพิ่มเติม ได้แก่ การเปลี่ยนแปลงความต้านทานหลังจากการปั่นจักรยานระยะยาว- ความน่าเชื่อถือในการเชื่อม และความล้าทางกลในโซนการเชื่อมต่อ

 

ที่บัสบาร์เชื่อมหลายชั้นฟอยล์ทองแดง-เป็นมากกว่าตัวเชื่อมต่อทองแดงที่ยืดหยุ่น เป็นโครงสร้างการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่รวมการนำไฟฟ้า การชดเชยที่ยืดหยุ่น การกันกระแทกทางกล และการปรับตัวเชิงพื้นที่

 

เนื่องจากแบตเตอรี่รถยนต์พลังงานใหม่ ระบบกักเก็บพลังงาน และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง-ยังคงพัฒนาต่อไป ค่าของการเชื่อมต่อบัสบาร์ทองแดงหุ้มฉนวนแบบยืดหยุ่นในการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับกระแสสูง พื้นที่จำกัด และสภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือนสูง- กำลังได้รับความสนใจเพิ่มมากขึ้น