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汽车高压电池包内的软铜排应用和设计

线束中国 2024-05-29 09:54
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行业现状


目前的铜排市场上，主要包含以下几种产品：

•    硬铜排，通常使用在在紧凑型电池组空间内，充当导体其绝缘有热缩管/模内注塑浸塑等

•    软铜排，多层薄铜箔叠层，具有高柔软性可提供各种弯曲、扭曲和折叠形状，以适应所需的空间，且可更换绝缘满足各种温度或绝缘要求。在目前的应用场景里应用广泛。

•    FlatWire铜排，用于连接HEV、EV和ESS行业中的单个蓄电池单元和电气部件，适用于混合动力电动汽车、电动汽车和ESS的充电电池，也可作为主电源和配电设备之间的传统母线（模具）连接的替代方案。

现状应用



作为一种更适合目前行业发展需求的电池包内部连接解决方案，软铜排得到了越来越多的应用。软铜排是一种带有柔软性的通电用BUSBAR(累加可通电的薄铜板)，在电池包内部结构设计过程中，可根据需要的形象进行折弯，实现布局最适化，同时，也可根据使用环境(温度, 绝缘 要求电压等)条件变更绝缘材质，产品顶端与组装面形象吻合，无需附加连接部品。

在产品开发过程中，需要的Tooling Cost较低，可应用于类似电池包等狭窄空间 (提供最适布局) ，因为带有一定的柔软性，便于组装，相对一般的BUSBAR,可容许公差可以较大。

下图为使用软铜排的在狭小空间布置实例：



各类产品比较如下：


◎：有利，○：普通，△：低下



软铜排设计




- Flexible Busbar 满足顾客式样方案


  1. 根据顾客电流式样，选定导体面积（根据空间布局选定导体的宽和高）

  2. 考虑Flexiblebusbar 经过的区间的周边环境及 F/B 的固定部位, 设计路径.

  3. 根据 LS电缆 Flexible Busbar Spec，进行信赖性 test



- 对Flexible Busbar 构成的定义


  1. Fleible Busbar : 累加薄铜板满足导体面积，套绝缘护套后跟具需要的布局进行折弯而制作出来的产品

  2. 导体 :通过累加薄铜板，形成可通电的busbar形状 [材质 : 铜 ]

  3. 绝缘护套: 为保证产品绝缘性能的护套 [TPE ]

  4. Mica Tape : 需确保耐火性时使用的绝缘胶带其中含有软质mica ( Optional).


 - Flexible Busbar 构成材质

 1) 导体 ( 薄板 )： 

材质 : 铜     
镀层 : Sn 0.5~1.0㎛  
厚度 : 0.25mm ± 0.02

2) 绝缘护套: TPE

 3) Mica Tape : 厚度为 0.15mm，含有 MICA 成分的Tape.


- 可靠性测试
可靠性测试列表如下：
F/Busbar 可靠性测试项目：

一个成熟的软铜排的产品都需经过上述的设计和试验确认。



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