Měděná-hliníková přípojnice v-procesu potahování polymerem: Proces, materiály a analýza průmyslové aplikace

Měděná-hliníková přípojnice v-polymerovém povlaku označuje proces rovnoměrného pokrytí povrchu měděné-hliníkové přípojnice izolačním materiálem podobným tekutému gelu- pomocí specifické techniky, čímž se vytvoří izolační ochranná vrstva. V podstatě se také jedná o proces potažení povrchu měděné-hliníkové přípojnice izolační vrstvou roztavením plastu a jeho nanesením a jeho hlavním cílem je dosáhnout spolehlivé izolace, přizpůsobit se složitým pracovním podmínkám a zároveň vyvážit náklady a výkon. Plastová namáčecí měděná přípojnice je jednou ze základních součástí vyrobených na základě tohoto procesu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vysoce{0}}kvalitní-proces potahování polymerem musí splňovat tři základní požadavky: Za prvé, spolehlivost izolace. Tloušťka povlaku by měla být řízena v rozmezí 0,5–2 mm, s izolační pevností 20–28 kV/mm, schopnou odolat testu odolnosti 4380 V DC. Toto je také hlavní ukazatel výkonu přípojnice s PVC izolací; Za druhé, přizpůsobivost prostředí. Měl by mít vynikající odolnost proti korozi solnou mlhou, bez koroze po ponoření do 5% roztoku NaCl při 35 stupních po dobu 192 hodin; Za třetí, nákladová{13}}efektivita. Ve srovnání s procesem potahování PI filmem lze náklady na-polymerní potahové materiály snížit o 30 %, takže je vhodný pro velkosériovou-výrobu.

 

Tento proces má však určitá omezení v aplikaci polí napájecích baterií. U systémů akumulace energie mají požadavky na izolaci přednost před odlehčením a míra pronikání je relativně vysoká. Naproti tomu napájecí baterie je omezena prostorovou citlivostí a rozpory v rozptylu tepla - zvýšení tloušťky povlaku způsobí zvýšení tepelného odporu o 20–31 %. Proto je jeho aplikace poměrně omezená.

Proces nanášení polymerem- je složitý a přesné řízení každého kroku procesu přímo určuje kvalitu produktu. Celý proces lze rozdělit do čtyř kroků: před-úprava, ponoření, plastifikace a následná-úprava. Krok před{5}}úpravy je klíčem k určení přilnavosti nátěru.

 

Nejprve se odstraní olej a nečistoty z povrchu měděné-hliníkové přípojnice pomocí alkalického roztoku s pH 10–12 po dobu 5–8 minut, aby se zajistilo, že zbytkový olej a nečistoty na povrchu měděné-hliníkové přípojnice jsou menší nebo rovno 0,1 mg/m²; poté je povrch zdrsněn nástřikem částic oxidu hlinitého o velikosti ok 120{15}}, aby se řídila drsnost povrchu Ra v rozmezí 1,6–3,2 μm, čímž se zvýší přilnavost povlakové vrstvy; nakonec se provede předehřev a aktivace, přičemž teplota předehřevu měděné přípojnice je 180–220 stupňů a hliníkové přípojnice 150–180 stupňů. Doba předehřívání se nastavuje podle tloušťky měděno-hliníkové přípojnice, např. 120 sekund pro měděnou přípojnici o tloušťce 2 mm. Celkový teplotní rozdíl by měl být řízen v rozmezí ±5 stupňů.

Krok potahování máčením je jádrem pro zajištění rovnoměrnosti potahu. Vyžaduje přísnou kontrolu parametrů a provozních specifikací nátěrové kapaliny. Nátěrová kapalina je PVC plastové rozpouštědlo a jeho viskozita při 25 stupních by měla být udržována v rozmezí 1500–2500 cP. Jakákoli odchylka přesahující 10 % vyžaduje likvidaci. Mezi parametry ponoření patří rychlost ponoření menší nebo rovna 10 mm/s, což je příliš rychlé na to, aby způsobilo bubliny, rychlost zvedání menší nebo rovna 5 mm/s, což je příliš pomalé na to, aby způsobilo prohýbání povlaku, a doba ponoření je nastavena podle tloušťky povlaku, například 15±3 sekundy pro povlak o tloušťce 1 mm. Současně by měla být ponorná nádrž vybavena magnetickým míchadlem s rychlostí otáčení 200 ot./min, aby se zabránilo sedimentaci plniva a zajistila se stejnoměrnost složení nátěrové kapaliny, což je také klíčem k zajištění kvality nátěru Dip Insulated Busbar.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Plastifikační krok je jádrem-síťování polymerního materiálu. Přijímá třístupňovou teplotní křivku: první stupeň stoupá z 80 stupňů na 120 stupňů po dobu 10 minut, hlavně za účelem odpaření rozpouštědla; druhý stupeň stoupá ze 120 stupňů na 200 stupňů po dobu 15 minut, čímž se dokončí tavení a roztírání nátěrové kapaliny; třetí fáze je při 200 stupních po dobu 20 minut, aby se dosáhlo vysokomolekulárního zesítění{11}}a vytvrzení. Během celého procesu plastifikace by měl být teplotní rozdíl uvnitř boxu menší nebo roven 8 stupňům. Místní přehřátí přesahující 220 stupňů způsobí rozklad a žloutnutí PVC, což ovlivní izolační výkon izolované přípojnice.

Krok po{0}}úpravě se používá hlavně k odstranění vad povlaku a zajištění spolehlivosti produktu. Klíčové kontrolní parametry procesu nanášení máčením přímo ovlivňují míru kvalifikace produktu. Je třeba se zaměřit na čtyři hlavní body: viskozita lepidla by měla být řízena na 2 000 ± 500 cP, přičemž odchylka přesahující tento rozsah způsobí stékání nátěru- nebo neúplné pokrytí, a každé 2 hodiny je třeba provádět odběr vzorků a testování pomocí rotačního viskozimetru; teplota předehřívání by měla být řízena na 200 stupňů pro měděné tyče a 170 stupňů pro hliníkové tyče s odchylkami vedoucími k adhezi povlaku a odlupovací síle < 4 N/cm a monitorování v reálném čase by mělo být prováděno pomocí infračervené termokamery; plastifikační konstantní teplota by měla být řízena na 200 ± 5 stupňů, s teplotními odchylkami vedoucími k nedostatečnému zesítění a následnému selhání izolace, a detekce by měla být provedena pomocí DSC diferenční skenovací kalorimetrie; rychlost ochlazování by měla být řízena na méně než nebo rovna 5 stupňům/s, přičemž příliš vysoká rychlost způsobuje expanzi mikrotrhlin v povlaku a deformace ochlazování by měla být zaznamenávána pomocí vysokorychlostní-kamery. V typickém případě projekt skladování energie zaznamenal puchýře a odlupování povlaku po testování solnou mlhou v důsledku nerovnoměrné teploty plastifikace (o 15 stupňů nižší na okraji krabice) a problém byl vyřešen zvýšením ventilátoru tepelné cirkulace vzduchu, aby se optimalizovala rovnoměrnost teploty.

Provozní rozdíly mezi napájecími bateriemi a systémy akumulace energie určují různé aplikační strategie pro proces nanášení máčením. Ve scénáři napájecí baterie je zapotřebí kompromisní řešení. Jednou z možností je místní ponoření, kde je potažen pouze vysokonapěťový měděný konec BDU (bateriového rozvodného boxu), čímž se sníží tloušťka izolační vrstvy na 0,8 mm, což může snížit celkový dopad na rozptyl tepla o 40 %; druhou možností je kompozitní proces, kde hlavní tělo používá 0,15 mm silnou PI fólii pro zapouzdření a ohýbané části používají pro vyztužení ponorný povlak, vyvažující izolační výkon a požadavky na flexibilitu, vhodné pro scénáře použití izolované flexibilní měděné sběrnice pro napájecí baterii.

 

U systémů pro skladování energie lze dosáhnout univerzální úpravy s jednostrannou tloušťkou 1,5–2 mm, což je vhodné pro složitá prostředí, jako je prach a vlhkost; z hlediska nákladů mají měděné tyče potažené ponorem-o 35 % nižší náklady než řešení s laserem-svařovaným PI filmem, čímž splňují požadavky prostorových omezení a nákladové orientace systémů skladování energie.

Výběr materiálu pro ponoření měděných tyčí napájecích baterií vyžaduje komplexní zvážení izolace, teplotní odolnosti, odvodu tepla, procesních nákladů a přizpůsobivosti prostředí. V současné době mezi hlavní materiály patří tři typy. PVC (polyvinylchlorid) je nejrozšířenější materiál s vynikajícími izolačními vlastnostmi, výdržným napětím 3500 V AC/DC, izolační pevností 20–28 kV/mm, splňující normu zpomalující hoření UL94-V0, dobrý výkon v solné mlze, rozsah pracovních teplot od -40 stupňů do 125 stupňů, materiál s nejnižšími náklady na výrobu vsázkového materiálu z PVC, proces zrání z PVC Tyče, ale jeho omezení jsou zřejmá, s tepelnou vodivostí pouze 0,2 W/(m·K), zahuštění povlaku výrazně zvýší tepelný odpor a má špatnou houževnatost za nízkých teplot, náchylnou k praskání.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Epoxidová pryskyřice je vhodná pro scénáře vyžadující lehkou, tenkou-vrstvu vysokou izolaci, s tloušťkou povlaku, kterou lze regulovat na 0,3–0,8 mm, výdržné napětí až 4500 V DC (svodový proud < 1 mA), izolační odpor > 800 MΩ, extrémně silnou přilnavost, úroveň přilnavosti při zkoušce na poškrábání, 0 % ve srovnání s povlakem z PVC ve srovnání s nulovým povrchem. podle scénářů, ale cena je o 30 % vyšší než u PVC a teplota vytvrzování musí být přesně řízena (±5 stupňů), jinak je náchylný vznik mikrotrhlin. Nylon{11}}založený PPA (Poly(2-fenoxyacetamid)) je vhodný pro prostředí s vysokými-vibracemi a vysokou teplotou.

 

Jeho nepřetržitá provozní teplota může dosáhnout až 150 stupňů a krátkodobě-odolá až 180 stupňům. Překonává PVC a epoxidovou pryskyřici z hlediska tepelné odolnosti a chemické odolnosti. Má vysokou mechanickou pevnost s pevností v tahu přes 70 MPa a je odolný vůči únavě z vibrací. Je vhodný pro prostředí s častými vibracemi ve vozidlech. Náklady na suroviny jsou však vyšší, dvakrát vyšší než u PVC. Teplota zpracování by měla být řízena v rozmezí 300 stupňů ± 10 stupňů. Tento proces může vést k oxidaci měděné přípojnice.

Na základě různých scénářů je třeba přesně sladit plán nanášení materiálu: Pro konstrukci napájecích baterií s vysokou{0}}hustotou energie se doporučuje epoxidová pryskyřice s tloušťkou povlaku menší nebo rovnou 0,8 mm, pokrývající pouze konec připojení BDU a hlavní tělo potažené 0,15 mm silnou PI fólií; Pro prostředí s vysokými-vibracemi se doporučuje PPA (na bázi nylonu{4}}). Pro zvýšení odolnosti proti únavě se doporučuje částečné ponoření na ohýbané části. Pro designy citlivé na náklady- se doporučuje modifikované PVC se zlepšením tepelné vodivosti na 0,45 W/(m·K) přidáním 5 % nano-Al₂O₃ a tloušťka povlaku je snížena na 1,0 mm. Pro vysoké-požadavky na odolnost proti povětrnostním vlivům u systémů pro ukládání energie se doporučuje PVC se silnou vrstvou (1,5–2,0 mm), aby se přizpůsobilo složitému prostředí; Dlouhodobá -optimalizace nákladů také doporučuje PVC, přičemž jeho cenová výhoda je značná.

Mezi těmito dvěma scénáři jsou významné rozdíly v prioritě klíčových parametrů: Ve scénáři bateriového napájení je rozptyl tepla (λ > 0,4 ​​W/(m·K)) důležitější než odlehčení (povlak < 0,8 mm) a náklady; Ve scénáři systému skladování energie je izolace (odolné napětí > 4500 V) důležitější než odolnost proti korozi a náklady. Pokud jde o řízení procesu, teplota předehřívání musí být pečlivě kontrolována, s měděnými přípojnicemi na 200 stupňů ± 5 stupňů a hliníkovými přípojnicemi na 170 stupňů ± 5 stupňů, aby se zabránilo nedostatečné adhezi povlaku. U epoxidové pryskyřice se doporučuje tří-vytvrzovací křivka (80 stupňů → 120 stupňů → 200 stupňů), aby se zabránilo mikro-trhlinám a zajistila se spolehlivost izolaceSběrnice baterie.

Celkově se aplikace procesu povlékání v bateriových sadách zaměřuje na dosažení rovnováhy mezi spolehlivostí izolace, kompromisem v odvodu tepla a požadavky na odlehčení. Klíč spočívá ve zdokonalování procesních kroků, přizpůsobení scénářů a inovaci materiálů. Zdokonalení procesních kroků vyžaduje ±5% přesnost řízení v aspektech, jako je aktivace předehříváním, řízení viskozity a gradientová plastifikace; Přizpůsobení scénáře vyžaduje různé strategie pro místní ponoření napájecích baterií a silné potažení v celém systému skladování energie; Inovace materiálů vyžaduje vývoj nano-plniv a nízkoteplotních{4}}gelových formulací, abychom prolomili výkonnostní omezení tradičních materiálů.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V budoucnu, jak se polovodičové-baterie s vysokonapěťovými platformami (800V+) rozšíří, se proces ponořování bude vyvíjet směrem k ultra-tenkým povlakům (<0.5mm) and functional composites (insulation/conduction/electromagnetic shielding integration), further adapting to the technological upgrade requirements of the new energy automotive industry.