دانش چند لایه مس انعطاف پذیر دانش صنعت

از آنجا که سیستم های الکتریکی مدرن به سمت چگالی بالاتر ، قدرت بالاتر و ابعاد کوچکتر تکامل می یابند ، فویل های مس چند لایه مس انعطاف پذیر ، به عنوان اجزای اصلی اتصال و هدایت الکتریکی ، به تدریج جایگزین کابل های سنتی و اتوبوس های سفت و سخت ، تبدیل به یک راه حل فنی مهم در زمینه هایی مانند وسایل نقلیه جدید ، سیستم های ذخیره انرژی و سیستم های ذخیره سازی انرژی می شوند. از طریق لمینیت دقیق لایه های مختلف فویل مس و لایه های عایق متناوب ، آنها به مزایای سه گانه هدایت بالا ، نصب انعطاف پذیر و اتلاف گرما بهینه می رسند و از بازده و استانداردهای قابلیت اطمینان اتصالات الکتریکی استفاده می کنند. در زیر تجزیه و تحلیل دانش کلیدی صنعت و نکات برجسته فنی از دیدگاه فناوری مواد ، منطق عملکرد ، سناریوهای کاربرد ، استانداردهای تولید و روندهای آینده.

انتخاب مواد برای بورهای فویل لمینت مس نیاز به تعادل متعادل از هدایت الکتریکی ، انعطاف پذیری مکانیکی و مقاومت در برابر محیط زیست دارد و یک سیستم کامپوزیت عملکردی چند لایه را تشکیل می دهد. لایه رسانا هسته از فویل مس الکترولیتی با خلوص بالا (خلوص بیشتر از یا مساوی با 99.98 ٪) استفاده می کند ، و دستیابی به رسانایی بیش از 98 ٪ IACS را فراهم می کند و پایه و اساس انتقال کم آمپل را فراهم می کند. در 200A ، مقاومت یک لایه فویل مس ضخامت 0.3 میلی متر در 0.05mΩ/m کنترل می شود و باعث کاهش تلفات اثر پوست 40 ٪ در مقایسه با کابل های سنتی می شود.

درجه بندی ضخامت فویل مس (0.05 میلی متر -0.5 میلی متر) منعکس کننده طراحی خاص سناریو است:فویل مس فوق العاده نازک 0.05-0.1 میلی متر برای سازه های تاشو که نیاز به انعطاف پذیری بسیار بالا دارند (مانند اتصالات خمیده در ماژول های باتری برق) مناسب است. در حالی که ضخیم تر 0.3-0.5 میلی متر از فویل مس در کاربردهای پر قدرت (مانند اتصالات جانبی DC اینورترهای فتوولتائیک) استفاده می شود و با افزایش سطح مقطع ، ظرفیت حمل جریان را افزایش می دهد.

انتخاب مواد عایق به طور مستقیم بر مقاومت دما و عملکرد عایق تأثیر می گذارد:فیلم PolyiMide (PI) می تواند در برابر درجه حرارت از -60 درجه تا 200 درجه مقاومت کند و این امر را برای محیط محفظه موتور وسایل نقلیه انرژی جدید مناسب می کند. فیلم پلی استر (PET) نسبتاً کم هزینه و برای کاربردهای دمای محیط مناسب است (مانند اتصالات داخلی در کابینت های ذخیره انرژی) ، با مقاومت عایق بیشتر از یا مساوی با 10 سانتی متر. برای کاربردهای ولتاژ بالا (بالاتر از 1000 ولت) ، از یک لایه عایق کامپوزیت میکا استفاده می شود ، با استحکام تجزیه بیشتر از یا مساوی با 30 کیلو ولت بر میلی متر و UL 94 V-0 صدور گواهینامه عقب مانده شعله. لایه چسب از یک رزین اپوکسی اصلاح شده استفاده می کند و به قدرت لایه برداری بیشتر از یا برابر با 1.5N/میلی متر بین فویل مس و لایه عایق در طی یک فرآیند فشار داغ 150 درجه ، اطمینان می دهد که مقاومت در برابر لایه برداری در شرایط لرزش طولانی مدت را تضمین می کند.

طراحی پارامتر عملکرد اتصال مس انعطاف پذیر مطبوعاتی که از نزدیک به نیازهای برق ، فضای نصب و شرایط محیطی سیستم الکتریکی گره خورده است و در نتیجه نقشه برداری فنی دقیق ایجاد می شود. محاسبه ظرفیت حمل فعلی نیاز به بررسی جامع تعداد لایه های فویل مس ، ضخامت و شرایط اتلاف گرما دارد. با استفاده از فویل مس 0.3 میلی متر به عنوان نمونه ، یک لایه واحد دارای ظرفیت حمل جریان تقریباً 80a (در 25 درجه) است ، در حالی که یک ساختار کامپوزیت پنج لایه می تواند 450A را در زیر خنک کننده هوای اجباری حمل کند و اوج نیازهای جریان کنترل کننده های موتور جدید وسیله نقلیه انرژی را برآورده کند. ضریب دمای ظرفیت حمل جریان (ظرفیت حمل جریان برای هر 1 درجه افزایش دما 0.3 ٪ کاهش می یابد) باید در طراحی سیستم فاکتور شود و ظرفیت افزونگی 20 ٪ باید برای یک محیط 85 درجه محفوظ باشد.

تعریف کمی از شاخص های انعطاف پذیری نشان دهنده تفاوت در سناریوهای برنامه است:حداقل شعاع خم باید در 5-10 برابر ضخامت فویل مس کنترل شود (0.3 میلی متر لامینیت انعطاف پذیر دارای شعاع خم بیشتر از یا برابر با 1.5 میلی متر است) تا 90 درجه یا حتی 180 درجه تاشو در فضای محدود یک باتری قدرت داشته باشد. زندگی خمش پویا (بیشتر از یا مساوی با 100000 چرخه) برای سناریوهایی که نیاز به حرکت مکرر دارند (مانند اتصالات در روبات های صنعتی) اندازه گیری می شود. آزمایش خستگی تأیید می کند که فویل مس بدون ترک و لایه عایق دست نخورده است.

طراحی درجه بندی شده از مقاومت ولتاژ و عملکرد عایق الزامات سناریوهای مختلف را در بر می گیرد:سناریوهای ولتاژ کم (کمتر از یا مساوی با 600 ولت) از عایق PI تک لایه (ضخامت 0.05 میلی متر) استفاده می کنند ، که از تست ولتاژ مقاومت در برابر 1500 ولت عبور می کند. سناریوهای ولتاژ بالا (1000 ولت -3000 ولت) از عایق دو لایه (ضخامت کل 0.12 میلی متر) استفاده می کنند ، که از تست ولتاژ مقاومت در برابر 5000 ولت عبور می کند و دارای جریان نشت کمتر از یا مساوی با 10μA است و نیازهای ایمنی مدارهای الکتریکی را با ولتاژ بالا می برد.

نیازهای عملکردی برای اتصالات فویل های لمینیت شده با شستشوی مس انعطاف پذیر در برنامه های مختلف متفاوت است و باعث تکرار تصفیه شده از فناوری محصول می شود. در بخش جدید وسیله نقلیه انرژی ، نیازهای اصلی "مقاومت بالا + مقاومت در برابر لرزش" است. اتصالات ماژول در بسته باتری Power باید از یک ساختار فویل مس 3-5 لایه (ضخامت کل 1-1.5 میلی متر) استفاده کند ، با ظرفیت حمل جریان بیشتر از یا مساوی 300A و نوسان امپدانس کمتر از یا برابر با 5 ٪ در تست های لرزش از 10-2000 هرتز. از طریق گرد شدن لبه (R بیشتر از یا برابر با 0.5 میلی متر) و عایق تقویت شده ، میزان خرابی را می توان به 0.001 ٪ در سال کاهش داد. اتصالات بین کنترل کننده موتور و واحد توزیع انرژی ولتاژ بالا (PDU) به یک لایه عایق PI در مقاوم در برابر 200 درجه ، همراه با یک طرح محافظ (فویل آلومینیوم + ترمینال زمین) نیاز دارد تا بیش از 30db تداخل الکترومغناطیسی (EMI) را کاهش دهد.

سیستم ذخیره انرژی بر "چگالی بالا + عمر طولانی" متمرکز است. میله های اتوبوس فویل مس در کابینت های ذخیره انرژی کانتینر شده از یک ساختار کامپوزیت فویل مس با بیش از 10 لایه استفاده می کنند ، که قادر به حمل تا 1000A در هر اتوبوس هستند و 50 ٪ فضای نصب را در مقایسه با بندهای مس سنتی صرفه جویی می کنند. طراحی مدولار (طول از 200 میلی متر تا 1000 میلی متر) امکان تعمیر و نگهداری سریع و پلاگین را فراهم می کند و باعث کاهش خرابی به کمتر از یک ساعت می شود. تجهیزات ذخیره انرژی خانگی از طراحی سبک وزن (ضخامت کل کمتر از یا مساوی 0.8 میلی متر) استفاده می کند و انعطاف پذیری را برای اسکان فضاهای نصب نامنظم ارائه می دهد. رطوبت و مقاومت در برابر گرما لایه عایق (85 درجه /85 ٪ RH ، 1000 ساعت) قابلیت اطمینان در محیط های ساحلی را تضمین می کند. الزامات اصلی سناریوهای اتوماسیون صنعتی "سیم کشی انعطاف پذیر + مقاومت به روغن" است. اتصالات بازوی ربات از فویل مس 0.1 میلی متر فوق العاده نازک استفاده می کنند و چرخش 360 درجه را فعال می کنند (شعاع خمشی کمتر از یا برابر با 1 میلی متر). این سطح با یک پوشش مقاوم در برابر روغن (رزین فلوروکربن) برای حفظ عملکرد عایق در محیط های سیال هیدرولیک پوشش داده شده است. مدارهای با جریان بالا در تجهیزات جوشکاری نیاز به پوشش قلع (بیشتر از یا برابر با ضخامت 5μm) درکانکتور فویل مسسطح برای کاهش وصل کردن و جدا کردن مقاومت در برابر تماس و مقاومت در برابر 1000 چرخه داغ بدون اکسیداسیون.