Réz gyűjtősín-megoldások elektromos járművek gyorstöltő cölöpöihez: Áram teherbírás és hőkezelés

A 360 kW+ elektromos gyorstöltő rendszerekhez réz gyűjtősínekre van szükség, amelyeket folyamatos nagy-áramátvitelre, alacsony hőemelkedésre és hosszú távú- elektromos megbízhatóságra terveztek. A megfelelően megtervezett EV Charging Pile gyűjtősín C1100 tiszta rezet használ, 100%-os IACS vezetőképességgel, optimalizált keresztmetszeti területtel, szabályozott szigetelésvastagsággal és igazolt hőmérsékleti teljesítménnyel az IEC és az autóipari megbízhatósági vizsgálati feltételek mellett.

 

A nagy-teljesítményű töltési infrastruktúra esetében a korlátozó tényező nemcsak az elektromos vezetőképesség, hanem a Joule-hő, az érintkezési ellenállás, a szigetelés elöregedése, a mechanikai igénybevétel és a környezeti hatás együttes szabályozása. A nagy teherbírású rézsínes OEM-megoldásoknak integrálniuk kell az anyagválasztást, a precíziós bélyegzést, a hegesztési technológiát és az érvényesítési tesztelést a tömeggyártás előtt.

 

 

 

A 360 kW-os egyenáramú gyorstöltő rendszerek 500A-600A folyamatos áramterhelésre tervezett gyűjtősíneket igényelnek

 

Egy 360 kW-os töltőhalom 600 V egyenfeszültségen működik körülbelül 600 A folyamatos áramot igényel. A hagyományos váltakozó áramú töltőrendszerekhez képest a nagy-teljesítményű egyenáramú töltés nagyobb áramsűrűséget, gyorsabb hőmérséklet-akkumulációt és szigorúbb vezetékgeometriai követelményeket támaszt.

A fő műszaki paraméterek a következők:

 

Paraméter	Mérnöki követelmény
Rendszer teljesítmény	>360 kW DC gyorstöltés
Üzemi feszültség	400V-1000V DC
Folyamatos áram	400A-600A
Csúcsáram	800A+ a töltési architektúrától függően
Réz Anyag	C1100 tiszta réz
Vezetőképesség	Nagyobb vagy egyenlő, mint 100% IACS
Dimenziótűrés	±0,01 mm a precíziós bélyegzési területekhez
Felületkezelés	Ónozás/nikkelezés/oxidációgátló bevonat-
Hőmérséklet-emelkedés szabályozása	Az IEC 61851 követelményeinek megfelelően

 

A gyűjtősín keresztmetszete-közvetlenül meghatározza az aktuális-átviteli képességet. Az elégtelen rézvastagság túlzott I²R veszteséget okoz, míg a túlméretezett kialakítás növeli a súlyt, a költségeket és az összeszerelési helyet.

 

Réz gyűjtősín kereszt-metszetszámítás elektromos járművek töltőalkalmazásaihoz

 

Az alapvető áramhordozó{0}}számítás a következő:

P = I² × R

Ahol:

P=hőtermelés (W)

I=jelenlegi (A)

R=elektromos ellenállás (Ω)

A réz ellenállását a következők befolyásolják:

vezeték hossza

keresztmetszeti terület-

üzemi hőmérséklet

anyagi tisztaság

felületi oxidációs állapot

 

C1100 réz esetén:

Réz gyűjtősín vastagság	Tipikus folyamatos áramtartomány	Alkalmazás
3 mm	150A-250A	Alacsony teljesítményű töltőmodulok
5 mm	300A-400A	Szabványos egyenáramú töltőrendszerek
8 mm	500A-700A	360kW+ töltőcölöpök
10mm+	700A+	Ultragyors töltőplatformok-

 

A hőszimulációt általában a szerszámkioldás előtt hajtják végre. A cél egy stabil üzemi hőmérséklet fenntartása a maximális töltőáram mellett a szigetelési hőmérsékleti értékek túllépése nélkül.

 

Kérjen ingyenes DFM értékelést és árajánlatot

 

 

IATF 16949 Gyártási folyamat vezérlése elektromos járművek töltősínekhez

A nagyáramú réz gyűjtősínek-többet igényelnek, mint egyszerű vágást és hajlítást. A gyártási pontosság befolyásolja az érintkezési ellenállást, a hőteljesítményt és az összeszerelés konzisztenciáját.

 

Egy minősített gyorstöltő gyűjtősín-gyártó általában alkalmazza:

Progresszív présbélyegzés ±0,01 mm-es méretszabályozással
CNC hajlítás összetett háromdimenziós sínszerkezetekhez
In-alakú szegecselés az integrált réz kivezetésekhez
Lézeres hegesztés Cu{0}}Cu-Al csatlakozási szerkezetek
CMM ellenőrzés kritikus geometriai méretekre
Felületi érdesség mérése bevonat előtt

Réz anyagválasztás: C1100 Pure Copper vs. C2680 Brass

A különböző elektromos csatlakozási pontokhoz más-más rézötvözet szükséges.

Anyag	Vezetőképesség	Mechanikai szilárdság	Tipikus alkalmazás
C1100 tiszta réz	Nagyobb vagy egyenlő, mint 100% IACS	Közepes	Fő tápsín, akkumulátor csatlakozás
C1020 oxigén{1}}mentes réz	Nagyobb vagy egyenlő, mint 101% IACS	Közepes	Nagy{0}}megbízhatóságú elektromos csatlakozások
C2680 Sárgaréz	25%-30% IACS	Magasabb	Sorkapocs csatlakozók, mechanikus rögzítő alkatrészek

 

A C1100-as réz továbbra is az elektromos járművek töltősínjeinek előnyben részesített anyaga, mivel az elektromos veszteségek jelentősen megnövekednek, ha alacsonyabb vezetőképességű ötvözeteket használnak folyamatos nagy{1}}áramú utakon.

 

Hegesztési folyamat összehasonlítása réz gyűjtősín-összeállításhoz

A rézhegesztés kihívást jelent a magas hővezető képesség és a tükröződő felületi jellemzők miatt.

Folyamat	Előnyök	Korlátozások	Alkalmazás
Lézeres hegesztés Cu{0}}Cu	Kis hőhatás-zóna, magas automatizálás	Pontos paramétervezérlést igényel	Akkumulátor és töltő modulok
Lézeres hegesztés Cu{0}}Al	Lehetővé teszi a könnyű vezető átmenetet	Oxidszabályozást igényel	EV akkumulátor csatlakozás
Ellenállás ezüst keményforrasztás	Erős kohászati ​​kötés	Magasabb hőbevitel	Erősáramú csatlakozók
Molekuláris diffúziós hegesztés	Alacsony érintkezési ellenállás	Magasabb eszközbefektetés	Prémium elektromos csatlakozások

 

A tömeggyártásnál a hegesztési paramétereket a következőkkel figyelik:

hegesztési energia figyelése
behatolási mélység ellenőrzése
keresztmetszetű metallográfia-
elektromos ellenállás vizsgálata

 

 

 

UL 94 V-0 szigetelési teljesítménykövetelmények nagyfeszültségű rézsínekhez

 

A szigetelés meghibásodása rövidzárlatot, ívkisülést és a töltőrendszer leállását okozhatja. A szigetelési módszernél figyelembe kell venni a dielektromos szilárdságot, a mechanikai védelmet, a hőmérsékletállóságot és a gyártási konzisztenciát.

 

Két általános megoldás az epoxi porbevonat és a hőre{0}}zsugorodó csőszigetelés.

Összehasonlító elem	Epoxi porbevonat	Hőre zsugorodó cső
Dielektromos szilárdság	>15kV/mm	10-20kV/mm anyagtól függően
Vastagságszabályozás	0.2- 1.0 mm állítható	Fix vastagság
Hőmérsékletállóság	-40 foktól 150 fokig	Általában -40 fok és 125 fok között
Mechanikai védelem	Magas tapadású bevonat	Rugalmas ujjvédő
Térhatékonyság	Kiváló	További engedélyt igényel
Automatizálási képesség	Magas	Közepes
Tipikus szabvány	UL 94 V-0	UL 224

 

Az epoxi porfestés folyamatának szabályozása

Az epoxi porfestési folyamat a következőket tartalmazza:

Felülettisztítás és vegyszeres kezelés
Elektrosztatikus porszórás
Ellenőrzött kötési folyamat
Vastagságmérés
Dielektromos ellenállási vizsgálat

 

Főbb minőségi paraméterek:

bevonat vastagság tűrése
tapadási szilárdság
tűlyuk ellenőrzés
dielektromos áttörési feszültség
környezeti ellenállás

 

A kompakt EV töltőmoduloknál az epoxi bevonat jobb helykihasználást biztosít, mert egyenletes szigetelőréteget hoz létre közvetlenül a rézvezetőn.

 

 

IEC és ISO vizsgálati követelmények az infrastruktúra-elemek töltésére vonatkozóan

 

Az elektromos töltőcölöpöket a szabadban helyezik el, és a következőknek vannak kitéve:

nedvesség
hőmérséklet-ciklus
sószennyeződés
UV sugárzás
kémiai szennyező anyagok

A réz gyűjtősínek korrózióálló -felületkezelést és hitelesített környezeti tartósságot igényelnek.

 

A tipikus minősítési tesztek a következők:

Tesztelem	Standard	Tipikus követelmény
Sópermet teszt	IEC 60068-2-11	96h-1000h alkalmazástól függően
Hőmérséklet kerékpározás	IEC 60068-2-14	Több termikus ciklus
Páratartalom teszt	IEC 60068-2-78	Magas páratartalom
Szigetelés teszt	IEC 60664	Nagyfeszültségű szigetelési koordináció
Láng minősítés	UL 94	V-0 követelmény

 

Felületvédelmi módszerek:

Kezelés	Funkció
Ónozás	Javítja a forraszthatóságot és az oxidációval szembeni ellenállást
Nikkelezés	Magas hőmérsékletű korrózióállóság
Epoxi bevonat	Elektromos szigetelés védelem
Antioxidációs kezelés	Növeli a rézfelület megbízhatóságát

 

 

 

PPAP 3. szintű és CMM ellenőrzés az autóipari{1}}minőségű gyártáshoz

 

Az autóipari és töltési infrastruktúra ügyfelei dokumentált folyamatérvényesítést igényelnek a gyártás kiadása előtt.

 

A tipikus minőségi dokumentumok a következők:

PPAP 3. szintű benyújtás
Ellenőrzési terv
Folyamatfolyamat diagram
PFMEA
Anyagtanúsítás
Méretvizsgálati jegyzőkönyv
Hegesztési hitelesítési jegyzőkönyv

 

Az ellenőrző berendezés a következőket tartalmazza:

CMM koordináta mérőgép
Optikai mérőrendszer
Mikrokeménységmérő
Sópermetező kamra
Felrobbanási nyomásvizsgáló berendezés a hűtéssel kapcsolatos{0}}összeállításokhoz

 

Egy minősített nagy teherbírású réz gyűjtősín OEM ellenőrzi a gyártás minden szakaszát a rézanyag beérkező ellenőrzésétől a végső elektromos teljesítménytesztig.

 

 

Mi a tipikus PPAP 3. szintű szállítási idő?EV töltősínprojektek?

A PPAP 3. szintű szállítása általában 4-8 hetet vesz igénybe a szerszámok összetettségétől, az ellenőrzési követelményektől és az ügyfél jóváhagyási folyamatától függően.

 

Hogyan garantálja a rézsín-gyártó a sajtolószerszám élettartamát?

A progresszív bélyegzőszerszámokat próbagyártás, méretbeli képességelemzés és folyamatos felügyelet ellenőrzik a stabil tűrésteljesítmény biztosítása érdekében.

 

Támogathatják-e a gyártók a kis{0}}volumen elektromos töltősín prototípusait a tömeggyártás előtt?

Igen. Mérnöki prototípusok előállíthatók CNC megmunkálással, lézervágással és puha szerszámozással a tömeggyártási szerszámberuházás előtt.