Thanh cái nhôm so với thanh cái đồng trong mô-đun pin EV: Tiết kiệm trọng lượng, cường độ dòng điện và cân bằng chi phí

Thanh cái bằng nhôm có thể làm giảm đáng kể khối lượng dây dẫn, nhưng độ dẫn điện thấp hơn của chúng đòi hỏi diện tích mặt cắt ngang lớn hơn đồng C1100 cho cùng mật độ dòng điện. Do đó, đối với các mô-đun pin EV, quyết định kỹ thuật phải cân bằng độ dẫn điện của IACS, mặt cắt ngang, độ tăng nhiệt, điện trở khớp, lớp mạ, giới hạn hình thành và tổng khối lượng của bộ pin, thay vì chỉ so sánh giá vật liệu trên mỗi kg.

 

 

 

Đồng C1100 và Nhôm 1060/6061: Dữ liệu về điện và mật độ

 

Đối với các kết nối pin dòng điện cao, đồng C1100/Cu-ETP cung cấp độ dẫn điện khoảng 100% IACS, trong khi các loại nhôm thường được sử dụng như 1060 cung cấp độ dẫn điện khoảng 61% IACS. Độ dẫn điện thấp hơn của nhôm được bù đắp bằng mật độ thấp hơn.

 

Tài sản	Đồng nguyên chất C1100	Nhôm 1060	Nhôm 6061
Độ dẫn điện	≈100% IACS	≈61% IACS	Thấp hơn 1060
Tỉ trọng	≈8,96 g/cm³	≈2,70 g/cm³	≈2,70 g/cm³
Khối lượng tương đối ở thể tích bằng nhau	100%	≈30%	≈30%
Ưu điểm chính	Độ dẫn điện cao	Khối lượng thấp	Độ bền cơ học cao hơn
Vai trò thanh cái điển hình	Kết nối nhỏ gọn dòng điện cao	Thanh cái EV nhẹ	Ứng dụng kết cấu/nhẹ
Hình thành sự cân nhắc	Độ dẻo cao	Khả năng định hình tốt	Sức mạnh cao hơn, độ đàn hồi cao hơn
Mối quan tâm bề mặt	Quá trình oxy hóa/làm xỉn màu	Màng oxit Al₂O₃ dày đặc	Màng oxit Al₂O₃ dày đặc

 

Biến số kỹ thuật quan trọng là độ dẫn điện trên một đơn vị khối lượng, không phải riêng độ dẫn điện. Mật độ của nhôm gần bằng một phần ba mật độ của đồng, cho phép giảm khối lượng đáng kể ngay cả khi cần có tiết diện dây dẫn lớn hơn.

 

Ampacity yêu cầu mô hình hóa nhiệt, không phải một con số hiện tại

Dòng điện cho phép của thanh cái phụ thuộc nhiều vào độ dẫn điện. Các kỹ sư nên đánh giá:

Tiết diện dây dẫn và mật độ dòng điện
Chiều dài thanh cái và diện tích bề mặt tiếp xúc
Nhiệt độ môi trường xung quanh
Nhiệt độ bao vây
Đối lưu tự nhiên hoặc cưỡng bức
Điện trở tiếp xúc tại thiết bị đầu cuối
Độ dày mạ
Cấu hình chung
Dòng điện liên tục và xung
Tăng nhiệt độ cho phép

 

Đối với mô-đun pin EV, cùng một thanh cái bằng nhôm có thể mang dòng điện khác nhau đáng kể tùy thuộc vào việc nó được lắp đặt bên trong vỏ pin kín hay tiếp xúc với việc làm mát cưỡng bức.

 

Do đó, để được phê duyệt về mặt kỹ thuật, khả năng mang dòng điện phải được xác nhận thông qua mô phỏng nhiệt và thử nghiệm độ tăng nhiệt độ vật lý thay vì chỉ được chọn từ bảng cường độ.
 

 

Thanh cái nhôm 1060 cho kết nối EV có độ dẫn cao

Nhôm 1060 hấp dẫn khi ưu tiên tính dẫn điện và hiệu suất tạo hình. Độ tinh khiết nhôm tương đối cao của nó mang lại độ dẫn điện khoảng 61% IACS, khiến nó phù hợp với các bộ phận mang dòng nhẹ, nơi không gian lắp đặt sẵn có cho phép tiết diện lớn hơn.

 

Các ứng dụng điển hình bao gồm:

Thanh cái mô-đun pin EV
Kết nối bộ pin
Thanh cái lưu trữ năng lượng
Kết nối phân phối điện
Kết nối biến tần và DC-link
Giao diện điện pin điện áp thấp

Đối với thanh cái có dập, độ cứng của vật liệu cũng phải được xem xét vì độ cứng ảnh hưởng đến lực uốn, độ đàn hồi, hình thành gờ và độ ổn định kích thước.

 

Thanh cái nhôm 6061 cho độ bền cơ học cao hơn

Nhôm 6061 chứa magie và silicon và có độ bền cơ học cao hơn đáng kể so với nhôm 1060 nguyên chất thương mại. Điều này rất hữu ích khi thanh cái cũng thực hiện chức năng bị ràng buộc về mặt cấu trúc hoặc cơ học.

Sự đánh đổi là độ dẫn điện thấp hơn 1060.

 

Yếu tố kỹ thuật	Nhôm 1060	Nhôm 6061
Độ dẫn điện	Cao hơn	Thấp hơn
Độ bền cơ học	Thấp hơn	Cao hơn
Khả năng sâu/hình thành	Nói chung là thuận lợi	Đòi hỏi khắt khe hơn
Kiểm soát hồi xuân	Dễ dàng hơn	Đòi hỏi khắt khe hơn
Hiệu suất mang dòng điện	Tốt hơn	Thấp hơn
Khả năng chịu tải kết cấu	Thấp hơn	Cao hơn
Logic lựa chọn điển hình	dây dẫn điện	Dây dẫn + yêu cầu cơ khí

 

Đối với thanh cái pin EV mang dòng điện thuần túy, 1060 có thể thích hợp hơn khi thiết kế ưu tiên độ dẫn điện và hình thành. Đối với các giá đỡ chịu tải cơ học hoặc dây dẫn kết cấu tích hợp, 6061 có thể biện minh cho độ dẫn điện thấp hơn của nó.

 

IATF 16949 Kiểm soát kích thước cho thanh cái bằng nhôm dập

Thanh cái nhôm sẵn sàng cho sản xuất yêu cầu kiểm soát:

Độ phẳng
Đường kính lỗ
Vị trí lỗ
Góc uốn
Bán kính uốn cong
chiều dài tổng thể
Chiều cao gờ
Thiệt hại bề mặt
Độ dày mạ

Đối với các bộ phận được dập chính xác, dung sai kích thước có thể được kiểm soát đến khoảng ±0,01 mm ở các tính năng quan trọng được chọn khi độ dày vật liệu, cấu trúc dụng cụ và khả năng xử lý đáp ứng yêu cầu.

 

Kiểm tra CMM có thể xác minh hình dạng lỗ ba chiều và uốn cong sau khi tạo hình.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Yêu cầu đánh giá và báo giá DFM miễn phí

 

 

Tại sao oxit nhôm làm phức tạp kết nối điện

Vấn đề bề mặt chính của nhôm không phải là độ dẫn điện lớn của kim loại. Đó là màng oxit nhôm dày đặc được hình thành trên bề mặt.

 

Al₂O₃ có điện trở cao so với dây dẫn nhôm bên dưới. Nếu lớp oxit này vẫn không được kiểm soát ở giao diện đầu cuối, nó có thể làm tăng điện trở tiếp xúc và tăng tốc độ gia nhiệt cục bộ.

 

Điều này trở nên đặc biệt quan trọng tại:

Thiết bị đầu cuối pin bắt vít
Kết nối đinh tán
Giao diện hàn
Khớp nối thanh cái nhiều lớp
Khu vực chuyển tiếp nhôm đồng
Bề mặt tiếp xúc mạ

Do đó, thanh cái bằng nhôm đáng tin cậy đòi hỏi phải có sự chuẩn bị bề mặt được kiểm soát trước khi mạ hoặc nối.

 

Tiền xử lý kẽm cho mạ thanh cái nhôm

Một trình tự mạ nhôm điển hình có thể bao gồm:

 

Làm sạch → Khắc → Xử lý kẽm → Đánh đồng → Lớp niken → Mạ thiếc → Kiểm tra

 

Lớp kẽmate cung cấp một bề mặt trung gian giữa nhôm và các lớp phủ kim loại tiếp theo.

Hóa học chính xác, các thông số bể, thời gian ngâm và trình tự kích hoạt phải được kiểm soát tùy theo loại nhôm, tình trạng bề mặt và hệ thống mạ.

Tiền xử lý kém có thể tạo ra:

phồng rộp
Lột da
Mạ không đồng đều
Điện trở tiếp xúc cao
Ăn mòn ở bề mặt nhôm/mạ

Chức năng mạ đồng, niken và thiếc

 

Lớp bề mặt	Chức năng chính	Xem xét kỹ thuật điển hình
kẽm	Giao diện/kích hoạt nhôm	Kiểm soát độ bám dính và oxit
đình công đồng	Lớp liên kết dẫn điện	Cải thiện độ bám dính mạ
Niken	Rào cản khuếch tán/ăn mòn	Độ ổn định cơ học và hóa học
Thiếc	Tiếp xúc điện và khả năng hàn	Khả năng chống tiếp xúc và chống ăn mòn

 

Lớp mạ thiếc thường được lựa chọn ở những nơi thanh cái tiếp xúc với các cực điện vì nó mang lại bề mặt tiếp xúc dẫn điện và tương đối ổn định.

 

Đối với các thanh cái được thiết kế, độ dày lớp mạ phải được chỉ định thay vì chỉ được mô tả là "mạ thiếc". Tùy thuộc vào ứng dụng, có thể đánh giá phạm vi mạ bề mặt 3–12 μm, với giá trị cuối cùng được xác định bởi các yêu cầu về điện, ăn mòn, mài mòn và chi phí.

 

Xác minh độ dày mạ để phát hành QA

Kế hoạch QA sản xuất cần xác định:

Vật liệu phủ
Độ dày cục bộ tối thiểu
Độ dày trung bình
Vị trí đo
Phương pháp thử
Yêu cầu bám dính
Bề mặt xuất hiện
Yêu cầu ăn mòn

Huỳnh quang tia X (XRF) có thể được sử dụng để xác minh nhanh độ dày lớp phủ không phá hủy. Kính hiển vi cắt ngang có thể cung cấp xác minh bổ sung khi xác nhận quy trình yêu cầu bằng chứng kim loại.

 

 

Hàn Laser Cu-Al yêu cầu kiểm soát nhiệt đầu vào

Đồng và nhôm có tính chất vật lý và nhiệt khác nhau đáng kể. Đồng có tính dẫn nhiệt cao, trong khi nhôm có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn và tạo thành lớp oxit ổn định.

Đối với hàn laser Cu-Al, các thông số quy trình chính bao gồm:

Công suất laze
Bước sóng
Đường kính chùm tia
Tốc độ hàn
Vị trí lấy nét
Khe hở chung
Chuẩn bị bề mặt
Khí bảo vệ
Mật độ năng lượng

Lượng nhiệt đầu vào quá mức có thể làm tăng sự hình thành hợp chất liên kim loại. Năng lượng không đủ có thể dẫn đến phản ứng tổng hợp không hoàn toàn hoặc độ bền cơ học không đủ.

 

Hàn bạc điện trở cho các mối nối điện

Hàn bạc điện trở có thể cung cấp mối nối kim loại được kiểm soát cho các thành phần đồng và hợp kim đồng được chọn.

Quá trình phải kiểm soát:

Áp suất tiếp xúc
Hiện hành
Thời gian gia nhiệt
Vật liệu độn
Độ sạch bề mặt
Chồng chéo khớp
Chu trình nhiệt

Đối với các kết nối điện dòng điện cao, mục tiêu không chỉ đơn giản là đạt được sự gắn kết cơ học. Khớp phải duy trì điện trở thấp trong suốt chu kỳ vận hành cơ và nhiệt cần thiết.

 

So sánh quá trình tham gia Cu-Al

tham số	Hàn Laser Cu-Al	Hàn bạc kháng chiến
Đầu vào nhiệt	Tính bản địa hóa cao	Kháng chiến được tạo ra
Tự động hóa	Cao	Cao
Hình học khớp	Phụ thuộc vào truy cập laser	Phụ thuộc vào truy cập điện cực
Kiểm soát oxit	Tầm quan trọng cao	Tầm quan trọng cao
Kiểm soát liên kim loại	Yêu cầu đầu vào nhiệt chính xác	Yêu cầu kiểm soát chu trình nhiệt
Thích hợp cho	Mối nối Cu-Al chính xác	Cụm liên kết điện/cơ khí
Trọng tâm QA	Độ xuyên mối hàn, độ xốp, IMC	Lớp phủ hàn, sức cản chung
Kiểm tra điển hình	Kim loại học, thị giác, điện trở	Trực quan, sức cản, mặt cắt ngang

 

Xác minh CMM, điện trở và kim loại

Để xác nhận sản xuất, việc kiểm tra kích thước phải được kết hợp với kiểm tra chất lượng điện và mối nối.

Một kế hoạch kiểm soát thực tế có thể bao gồm:

Kiểm tra CMM - xác minh vị trí lỗ, hình học uốn cong và các kích thước tới hạn.
Đo độ dày lớp phủ - xác minh tính nhất quán của lớp mạ.
Kiểm tra điện trở bốn dây - định lượng điện trở của các khớp quan trọng.
Mặt cắt kim loại - đánh giá độ xuyên thấu của mối hàn và các lớp liên kim loại.
Kiểm tra kéo/cắt - xác minh độ bền cơ học của khớp.
Chu kỳ nhiệt - đánh giá độ ổn định điện trở khi thay đổi nhiệt độ lặp đi lặp lại.

 

 

 

Giá nguyên liệu thô không xác định chi phí thanh cái

Đồng thường đắt hơn mỗi kg so với nhôm, nhưng việc so sánh trực tiếp RMB/kg không thể hiện được chức năng điện do dây dẫn mang lại.

 

Một số liệu mua hàng hữu ích hơn là:

 

Chi phí trên mỗi ampe công suất dòng điện liên tục ở mức tăng nhiệt độ cần thiết.

Việc tính toán phải bao gồm:

Nguyên liệu thô
Mặt cắt yêu cầu
năng suất dập
Tỷ lệ phế liệu
Hoạt động tạo hình
mạ
hàn
cách nhiệt
Dụng cụ
Điều tra
Bao bì
hậu cần

So sánh khối lượng vật liệu ở điện trở tương đương

Sử dụng mô hình điện trở bằng nhau được đơn giản hóa ở trên, dây dẫn nhôm có thể cần khoảng 1,64× diện tích mặt cắt đồng ở mức độ dẫn điện 61% so với 100% IACS.

 

Tuy nhiên, do mật độ nhôm xấp xỉ 30% mật độ đồng, nên khối lượng dây dẫn thu được có thể xấp xỉ 50% khối lượng dây dẫn đồng trong điều kiện chiều dài bằng nhau và điện trở bằng nhau được lý tưởng hóa.

 

Mức tiết kiệm pin thực tế sẽ thấp hơn vì cụm thanh cái hoàn chỉnh có chứa:

Giao diện đầu cuối
Chốt
mạ
cách nhiệt
Linh kiện hàn
Hỗ trợ
Miếng đệm
Cấu trúc bảo vệ

Do đó, con số ~50% phải được coi là so sánh kỹ thuật ở cấp độ dây dẫn chứ không phải là mức giảm trọng lượng được đảm bảo của bộ pin.

 

Giảm trọng lượng ở mức pin yêu cầu thiết kế ở cấp hệ thống

Đối với nền tảng xe điện, lợi ích về trọng lượng cuối cùng phụ thuộc vào lượng kiến ​​trúc đồng ban đầu có thể được thay thế.

Ví dụ: nếu thanh cái bằng đồng chỉ chiếm một phần trăm nhỏ trong tổng khối lượng của bộ pin thì việc thay thế chúng bằng nhôm không thể tạo ra mức giảm phần trăm tương tự ở cấp độ bộ pin.

 

 

Dập khuôn lũy tiến cho thanh cái EV khối lượng lớn

Đối với các chương trình pin EV khối lượng lớn, quá trình dập khuôn lũy tiến có thể tích hợp nhiều thao tác vào một trình tự sản xuất:

 

Cho ăn → Đâm xuyên → Đột dập → Tạo hình → Uốn → Kiểm tra trong khuôn → Tách bộ phận

 

Tán đinh trong khuôn cũng có thể được tích hợp khi thanh cái yêu cầu các bộ phận đầu cuối hoặc các tính năng nối cơ học.

Kiểm soát quy trình chính bao gồm:

Căn chỉnh dải
Giải phóng mặt bằng
Cú đấm mòn
Chiều cao gờ
Hình thành đàn hồi
Nhiệt độ dụng cụ
Bôi trơn
Độ dày vật liệu
Độ cứng cuộn dây

Uốn nhôm mà không bị đàn hồi quá mức

Thanh cái nhôm yêu cầu uốn có kiểm soát vì độ đàn hồi thay đổi theo:

hợp kim
tính khí
độ dày
Bán kính uốn cong
hướng hạt
Hình học công cụ
Trình tự hình thành

Đối với nhôm 6061, giới hạn chảy cao hơn có thể tăng độ đàn hồi so với 1060. Do đó, việc bù phải được tích hợp vào khuôn định hình thay vì sửa chữa thủ công sau khi sản xuất.

 

Đinh tán trong khuôn cho các cụm điện tích hợp

Trong trường hợp thanh cái bao gồm một thiết bị đầu cuối hoặc bộ phận tiếp xúc, việc tán đinh trong khuôn có thể làm giảm các hoạt động lắp ráp thứ cấp.

Lợi ích bao gồm:

Chiều cao đinh tán nhất quán
Hình học tiếp xúc được kiểm soát
Giảm xử lý
Giảm biến thể lắp ráp
Truy xuất nguồn gốc quy trình tốt hơn

Để đánh giá chất lượng sản xuất, các thông số tán đinh phải tương quan với điện trở tiếp xúc điện và độ bền kéo cơ học.

 

 

Đánh giá DFM trước khi gia công thanh cái bằng nhôm

Đánh giá DFM theo định hướng sản xuất sẽ đánh giá:

Lớp vật liệu và tính khí
Chiều rộng dải
độ dày
hướng hạt
Bán kính uốn tối thiểu
Khoảng cách từ lỗ đến cạnh
hướng Burr
Trình tự hình thành
Yêu cầu mạ
Truy cập hàn
Giải phóng mặt bằng cách nhiệt
Chiến lược dữ liệu
Phương pháp đo

Việc xem xét này đặc biệt quan trọng khi chuyển đổi thiết kế thanh cái bằng đồng hiện có sang nhôm vì tiết diện thường cần tăng lên để bù đắp cho sự chênh lệch về độ dẫn điện.

 

Xác nhận dụng cụ và sẵn sàng sản xuất

Một quy trình sản xuất đủ tiêu chuẩn có thể bao gồm:

DFM → Nguyên mẫu → Thiết kế công cụ → Lấy mẫu T0/T1 → Xác thực kích thước → Kiểm tra điện → Xác thực lớp mạ → Khả năng xử lý → PPAP → Sản xuất hàng loạt

Đối với các chương trình ô tô, PPAP cấp 3 có thể bao gồm:

Hồ sơ thiết kế
Tài liệu thay đổi kỹ thuật
Sơ đồ quy trình
PFMEA
Kế hoạch kiểm soát
MSA
Kết quả theo chiều
Chứng nhận vật liệu
Kết quả kiểm tra hiệu suất
Nghiên cứu quy trình ban đầu
Lệnh nộp một phần

Gói PPAP chính xác phải tuân theo sổ tay chất lượng của nhà cung cấp của khách hàng.

 

Nguyên mẫu thanh cái nhôm và hỗ trợ sản xuất

Apollo có thể hỗ trợ phát triển thanh cái nhôm tùy chỉnh từ việc xem xét bản vẽ cho đến dập, uốn, mạ, hàn và kiểm tra.

Các sản phẩm kỹ thuật điển hình bao gồm:

Đánh giá bản vẽ 2D
Đánh giá mô hình 3D
Phản hồi DFM
Đề xuất vật liệu
Sản xuất nguyên mẫu
Mẫu mạ
Kiểm tra điện trở
Kiểm tra kích thước
Dụng cụ sản xuất
Tài liệu PPAP

Đối với các ứng dụng pin và điện tử công suất, nên chọn lộ trình sản xuất theo dòng điện, hình học cơ học, xử lý bề mặt, phương pháp nối, hệ thống cách điện và khối lượng sản xuất.

 

 

Tiêu chí thiết kế	Thanh cái nhôm	Thanh cái đồng
Độ dẫn điện	≈61% IACS cho 1060	≈100% IACS cho C1100
Tỉ trọng	≈2,70 g/cm³	≈8,96 g/cm³
Mặt cắt ngang có điện trở bằng nhau	lớn hơn	Nhỏ hơn
Khối lượng dây dẫn	Thấp hơn	Cao hơn
Hạn chế về không gian	Ít thuận lợi hơn	Thuận lợi hơn
Quá trình oxy hóa bề mặt	Mối quan tâm cao	Giảm mối quan tâm
Yêu cầu mạ	Thường được yêu cầu tại các giao diện	Ứng dụng phụ thuộc
khớp Cu-Al	Yêu cầu kỹ thuật giao diện	Không áp dụng cho Cu-Cu
hình thành	Tốt cho các lớp phù hợp	Độ dẻo tuyệt vời
Độ bền cơ học	phụ thuộc vào lớp	Hiệu suất điện/dẻo cao
Giảm nhẹ xe điện	Ứng viên nặng ký	Khối lượng cao hơn
Thiết kế nhỏ gọn dòng điện cao	Yêu cầu phần lớn hơn	Ứng viên nặng ký
QA sản xuất	CMM + lớp phủ + kiểm tra điện	CMM + thử nghiệm điện
Hệ thống chất lượng ô tô	IATF 16949 áp dụng	IATF 16949 áp dụng

 

Vật liệu chính xác được xác định bởi vỏ bọc điện và cơ khí hoàn chỉnh. Nhôm không chỉ đơn giản là sự thay thế rẻ hơn cho đồng; nó là một thiết kế dây dẫn khác đòi hỏi các chiến lược mặt cắt, mối nối, xử lý bề mặt và hình thành khác nhau.

 

 

Kết nối mô-đun pin EV

Các ứng dụng pin EV có thể sử dụng thanh cái nhôm cho:

Kết nối giữa các tế bào
Kết nối mô-đun
Phân phối bộ pin
Kết nối thiết bị đầu cuối hiện tại cao
Giao diện ngắt kết nối pin
Kết nối cầu chì và contactor

Thiết kế phải duy trì khả năng kiểm soát điện trở và mức tăng nhiệt độ trên toàn bộ đường dẫn dòng điện.

 

Phân phối điện ESS và PV

Các nguyên tắc dây dẫn nhẹ tương tự áp dụng cho:

Hệ thống lưu trữ năng lượng
Giá đỡ pin
kết nối PCS
phân phối DC
Hệ thống biến tần năng lượng mặt trời
Cụm liên kết DC
Tủ phân phối điện

Đối với các ứng dụng có dòng điện cao hơn, cấu trúc thanh cái nhiều lớp có thể cung cấp hình dạng điện được kiểm soát và giảm diện tích vòng lặp.

 

Hình học thanh cái và độ tự cảm lạc

Trong các hệ thống điện tử công suất, hình dạng dây dẫn ảnh hưởng đến độ tự cảm ký sinh.

Đối với các ứng dụng liên kết DC và biến tần chuyển mạch nhanh, thanh cái nhiều lớp có thể giảm diện tích vòng lặp và điều khiển đường dẫn dòng điện. Các thiết kế hướng tới độ tự cảm tản dưới 10 nH yêu cầu khoảng cách dây dẫn gần, đường dẫn trở lại được tối ưu hóa, điều khiển điện môi và phương pháp đo lường được xác thực.

 

Tải xuống Thông số kỹ thuật thiết kế thanh cái

 

 

Kế hoạch kiểm tra thanh cái nhôm trong sản xuất phải tương quan với từng đặc tính thiết kế quan trọng với phương pháp đo xác định.

 

đặc trưng	Xác minh được đề xuất
Lớp vật liệu	Chứng chỉ nhà máy/phân tích vật liệu
độ dày	Micromet / CMM
Đường kính lỗ	Đo quang học/CMM
Vị trí lỗ	CMM
Góc uốn	CMM/máy đo chuyên dụng
Chiều cao gờ	Kính hiển vi / đo quang học
Độ dày mạ	XRF
Độ bám dính bề mặt	Kiểm tra độ bám dính của lớp phủ
Điện trở	Kiểm tra điện trở bốn dây
Chất lượng mối hàn	Mặt cắt kim loại
Sức mạnh chung	Kiểm tra kéo/cắt
cách nhiệt	Thử nghiệm chịu điện môi
Truy xuất nguồn gốc	Hồ sơ lô/đợt

 

Đối với các cụm thanh cái cách điện, hệ thống điện môi phải được xác nhận theo cấp điện áp dành riêng cho ứng dụng. Khi thiết kế yêu cầu, hiệu suất đánh thủng điện môi có thể vượt quá 15 kV/mm, nhưng tiêu chí chấp nhận thực tế phải được thiết lập từ vật liệu cách điện, độ dày, đường rò/khe hở và tiêu chuẩn áp dụng.

 

 

Nhà sản xuất thanh cái nhôm có năng lực cần được đánh giá dựa trên khả năng xử lý thay vì chỉ tính sẵn có của vật liệu.

 

IATF 16949 Khả năng xử lý và truy xuất nguồn gốc

Đối với các chương trình ô tô, hãy đánh giá xem nhà cung cấp có thể kiểm soát:

Vật liệu nhôm đến
Thông số dụng cụ
Kích thước dập
Góc tạo hình
Độ dày mạ
Thông số hàn
Điện trở
Truy xuất nguồn gốc hàng loạt
Sản phẩm không phù hợp
Tài liệu PPAP

Hỗ trợ kỹ thuật thanh cái nhôm OEM

Nhà cung cấp thanh cái nhôm tùy chỉnh phải có thể làm việc trực tiếp từ:

Bản vẽ kỹ thuật 2D
Mô hình CAD 3D
Yêu cầu hiện tại
Giới hạn nhiệt độ
Phong bì đóng gói
Hình học thiết bị đầu cuối
Thông số kỹ thuật mạ
Yêu cầu cách nhiệt
Khối lượng sản xuất hàng năm

Đối với chương trình pin EV, nhà cung cấp nên xem xét đồng thời các yêu cầu về điện và cơ thay vì coi thanh cái như một bộ phận kim loại được dập đơn giản.

 

Thanh cái nhẹ Trung Quốc: Phạm vi sản xuất

Một nhà sản xuất có trụ sở tại Trung Quốc có thể tích hợp:

Dập nhôm + uốn chính xác + mạ + hàn laser + kiểm tra

trong một chuỗi cung ứng.

Điều này làm giảm số lượng giao diện xử lý bên ngoài và đơn giản hóa giao tiếp kỹ thuật cho các chương trình yêu cầu lắp ráp Thanh cái nhôm pin EV tùy chỉnh.

 

 

Quyết định vật chất có thể được rút gọn thành một số điều kiện kỹ thuật:

 

Yêu cầu	Hướng ưu tiên
Khối lượng dây dẫn tối thiểu	Nhôm
Độ dẫn điện tối đa trên mỗi mặt cắt	đồng
Không gian lắp đặt hạn chế	đồng
Mặt cắt ngang lớn có sẵn	Nhôm
Nền tảng EV nhạy cảm với trọng lượng	Nhôm
Khớp điện Cu-Cu đơn giản	đồng
Kiến trúc Cu-Al	Yêu cầu giao diện được điều khiển
Liên kết DC nhỏ gọn dòng điện cao	Thanh cái Cu bằng đồng hoặc nhiều lớp
Dây dẫn nhẹ khối lượng lớn nhạy cảm với chi phí	Nhôm
Tải trọng cơ học cao	Phụ thuộc vào lớp
Yêu cầu mạ phức tạp	Yêu cầu xác nhận kỹ thuật

 

Đối với thiết kế được thiết kế phù hợp, nhôm có thể giúp giảm đáng kể khối lượng dây dẫn trong khi vẫn duy trì hiệu suất điện cần thiết thông qua diện tích mặt cắt tăng lên. Những thách thức kỹ thuật chính là quản lý màng oxit, độ bám dính của lớp mạ, độ bền của khớp, hiệu suất nhiệt, độ đàn hồi hình thành và độ tin cậy của giao diện Cu-Al.

 

Lộ trình sản xuất của Apollo bao gồm dập, uốn, xử lý bề mặt, mạ, hàn và kiểm tra kích thước thanh cái nhôm tùy chỉnh cho các ứng dụng EV, ESS, PV và điện tử công suất. Việc xác nhận thiết kế phải bắt đầu với yêu cầu hiện tại, độ tăng nhiệt độ cho phép, cấp độ vật liệu, mặt cắt ngang, cấu trúc mối nối và khối lượng sản xuất cần thiết.

 

 

1. Thanh cái pin EV bằng nhôm có thể nhẹ hơn bao nhiêu so với thanh cái bằng đồng tương đương?

Ở độ dài bằng nhau và điện trở DC xấp xỉ bằng nhau, về mặt lý thuyết, dây dẫn nhôm 61% IACS có thể sử dụng khoảng 1,64× tiết diện đồng trong khi đạt khoảng 50% khối lượng dây dẫn đồng.

 

2. Lớp mạ nào cần thiết cho mộtthanh cái pin EV bằng nhôm?

Một hệ thống điển hình sử dụng tiền xử lý kẽmate, sau đó là gia công đồng, rào chắn niken tùy chọn và mạ thiếc. Ngăn xếp và độ dày chính xác phải được chỉ định theo yêu cầu về điện trở tiếp xúc, ăn mòn, hàn và lắp ráp.

 

3. Apollo có thể cung cấp các nguyên mẫu thanh cái nhôm tùy chỉnh trước khi sản xuất hàng loạt không?

Đúng. Lộ trình sản xuất có thể bao gồm đánh giá DFM, dập và uốn nguyên mẫu, mẫu mạ, kiểm tra kích thước, kiểm tra điện, xác nhận dụng cụ và tài liệu PPAP trước khi sản xuất hàng loạt.