Tehnologija varjenja in trendi uporabe konektorja napajalnega akumulatorskega modula

 

V nasprotju s hitro razvijajočo se industrijo novih energetskih vozil imajo litijeve baterije kot ključne komponente ključno vlogo pri varnosti, prevodnosti in zanesljivosti. V napajalnih baterijskih modulih struktura prevodne povezave med celicami in med zbiralkami modulov neposredno vpliva na učinkovitost izdelave baterij, avtomatizacijo in zmogljivost storitev.

 

Med temi so bakreno laminirane fleksibilne zbiralke, konektorji iz bakrene folije in vodila iz bakrene folije postali najpogostejše rešitve za električno povezovanje za visoko-energijske-gostote in lahke baterijske sisteme.

 

 

Priključki modula napajalne baterije običajno uporabljajo več-plastno sestavljeno strukturo zlaganja. Z zlaganjem, varjenjem ali-difuzijskim lepljenjem več plasti bakrene ali aluminijaste folije tvorijo prožen, kompenzacijski in zelo prevoden konektor. Ta zasnova absorbira manjše premike, ki nastanejo zaradi širjenja celic, in tako zmanjša mehansko obremenitev na spoju.

 

Na primer, večplastna fleksibilna bakrena vodilna palica za strukturo stikalnih naprav se ne uporablja le za notranje povezave znotraj baterijskih modulov, ampak se pogosto uporablja tudi v visoko-napetostnih stikalnih napravah in sistemih za upravljanje energije.

 

Prilagojena zasnova zbiralke, laminirane s kositrom, učinkovito preprečuje oksidacijo, izboljša površinsko prevodnost in poveča stabilnost pri varjenju.

 

 

1. Fleksibilna baterijska zbiralka za shranjevanje energije iz bakrene folije

Priključki modula napajalne baterije običajno uporabljajo pravokotne, trapezne ali trapezne strukture, prevlečene z nikljano- ali pokositreno-bakreno folijo za izboljšanje odpornosti proti koroziji in električne prevodnosti. Pred varjenjem je površina bakrene folije podvržena natančnemu poliranju in čiščenju, da se zagotovi stabilno varjenje brez poškodbe prevleke.

 

Konektorji iz kositrne folije za električne baterije ohranjajo odlično električno prevodnost pri visokih temperaturah in preprečujejo oksidacijo površine po-varjenju. Podobno tehnologija varjenja zbiralk z bakreno folijo uporablja difuzijsko ali ultrazvočno varjenje več plasti bakrene folije za doseganje robustne električne povezave, ki izpolnjuje zahteve glede visokega toka in visoke zanesljivosti električnih baterij.

 

V primerjavi s konektorji iz čistega niklja ali z-nikljanim jeklenim konektorjem nudijo bakreno{1}}nikljevi laminirani konektorji boljšo kombinacijo prevodnosti, cene in varljivosti. S trendom k lahkim modulom je nadzor nad debelino konektorjev iz bakrene folije postal ključno področje optimizacije oblikovanja.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Fleksibilni konektorji iz aluminija

Nekateri moduli poleg bakra uporabljajo aluminijaste ali bakreno-aluminijeve kompozitne vodila za zmanjšanje teže sistema. Aluminijasti upogljivi konektorji imajo še vedno prednosti v sistemih za shranjevanje energije z nižjo gostoto toka in večjo cenovno občutljivostjo, vendar so nekoliko slabši od bakra glede prevodnosti in odpornosti proti koroziji.

 

 

Metoda varjenja med baterijskimi celicami, zbiralkami in prevodnimi trakovi je ključnega pomena za delovanje sistema in učinkovitost proizvodnje. Trenutno industrija v glavnem sprejema naslednje tri postopke:

 

(1) Uporovno varjenje

Uporovno varjenje uporablja uporovno toploto kot vir energije, toplotni učinek, ki ga tvori tok na kontaktni površini obdelovanca, plastificira in združuje kovino. Ta procesna oprema je preprosta in poceni-, primerna za varjenje konektorjev iz bakrene folije in polov baterijskih celic ter je glavna metoda v zgodnji proizvodnji električnih baterij.

 

Vendar pa je z naraščajočimi zahtevami po avtomatizaciji uporovno varjenje postopoma nadomestilo visoko-učinkovito in-natančnejše lasersko varjenje in difuzijsko varjenje.

 

(2) Lasersko varjenje

Lasersko varjenje uporablja laserski žarek z visoko-energijsko-gostoto kot vir toplote in ima prednosti visoke natančnosti varjenja, majhnega toplotnega-območja in majhne deformacije. Ta proces je mogoče integrirati z industrijskimi roboti, da se doseže popolnoma avtomatizirano sestavljanje modulov.

 

Pri varjenju konektorjev iz bakrene laminirane folije (konektorji iz bakrene laminirane folije) ali bakrenih fleksibilnih vodil za litijevo baterijo (fleksibilne bakrene zbiralke litijeve baterije) lahko lasersko varjenje učinkovito nadzoruje globino penetracije in morfologijo staljenega bazena, da se zagotovi električna stabilnost in doslednost videza.

 

(3) Polimerno difuzijsko varjenje

Fleksibilna povezava z odpornostjo proti difuziji z bakreno folijo je napredna tehnologija varjenja, ki se je pojavila v zadnjih letih. Njegovo načelo je doseči metalurško lepljenje z mikro-plastično deformacijo in atomsko difuzijo pri določeni temperaturi in tlaku.

 

Ta postopek ne zahteva uporabe fluksa in lahko doseže visoko{0}}močne povezave z nizko-odpornostjo-na molekularni ravni. Posebej primeren je za proizvodnjo izdelkov z visoko-zanesljivostjo, kot sta bakrena folija za varjenje laminiranih zbiralk in bakrene folije za fleksibilno zbiralko za shranjevanje energije.

 

Ker lahko kontaktna površina po difuzijskem varjenju prenese upogibanje, trčenje in dolgotrajne-tresljaje, se na široko promovira v novih energetskih baterijah in sistemih za shranjevanje energije.

 

Poleg tega ima stroj za difuzijsko varjenje nizko-napetostno in visoko-frekvenčno strukturo transformatorja, ki lahko učinkovito zmanjša tveganje vžiga ter izboljša varnost in stabilnost opreme. Ta tehnologija zagotavlja visoko-zanesljivost in standardizirano procesno pot za nove priključne sisteme energetskih baterij.

 

 

 

S pospešenim nadgrajevanjem nove energetike se zahteve po konektorjih v napajalnih baterijskih modulih nenehno povečujejo. Nove fleksibilne prevodne rešitve, kot so bakreno laminirane fleksibilne zbiralke in konektorji iz kositrne folije za električne baterije, postopoma nadomeščajo tradicionalne toge povezovalne strukture.

 

V prihodnosti bodo avtomatizirani proizvodni sistemi združevali uporno difuzijsko spajkanje bakrene folije, fleksibilne povezave zzbiralka, laminirana z bakreno folijovarjenje bo postalo ključni trend v tehnologiji povezovanja baterijskih modulov.

Ta trend ne bo le pripomogel k izboljšanju električne prevodnosti in učinkovitosti toplotnega upravljanja, temveč bo sisteme za shranjevanje energije usmeril k večji gostoti moči, manjši teži in večji zanesljivosti.