高压电缆加工的高脉冲功率

国外技术分享 | 认识到重型电动汽车行业对高压线束的需求激增，I-Pulse 的子公司、高脉冲功率 （HPP） 技术的全球领导者 Bmax 战略性地扩大了其业务。Bmax 在密歇根州罗切斯特山拥有 24,000 平方英尺的先进设施，将对高压线束制造市场产生重大影响。

Bmax 产品的核心是高脉冲功率技术

高脉冲功率是将能量长时间积累并在瞬间释放，从而显着增加功率的科学技术。在脉冲电机中，来自墙壁插座的低功率电能存储在一组电容器中，然后作为压缩的功率脉冲放电。随着脉冲持续时间的缩短，功率增强。结果是具有巨大功率的极短脉冲，可以通过各种方式加以利用。

图 1 高脉冲功率原理

十多年来，Bmax 一直是制造用于金属成型和组装的 HPP（高脉冲功率）系统的全球领导者。

Bmax 的发电机可以通过为一组电容器充电并释放通过高压开关储存的能量，将交流电转换为电流脉冲。电流峰值可以达到数百万安培，频率为几十 kHz。

直接进入线圈的电流脉冲将电信号转换为磁脉冲。Bmax 利用这种磁脉冲在线圈和工件之间产生极高的排斥力，从而导致超高速变形。

用于高压线束的尖端磁脉冲压接技术

磁脉冲压接 （MPC） 是 Bmax 革命性的金属成型和连接解决方案之一。

这种创新方法利用高脉冲功率 （HPP） 在 100 微秒内将端子压接到高压电缆上。

MPC 能够将端子连接到具有极高压缩率的电缆上，从而确保出色的电气和机械性能。在冲击过程中，导线的单股相互挤压，从而消除压接区域中的气隙。由此产生的连接具有非常低的压接电阻和高拉拔力。

图 2 显微照片，MPC 样品，左：300 mm²，右：120 mm²

这对于在 EV 的整个生命周期内保持高压线束的完整性至关重要。与传统的压接方法不同，MPC 提供从初始生产到车辆使用寿命结束始终如一的坚固连接，因为 MPC 压接在热循环后不会松弛，从而保持较低的压接电阻水平。

磁脉冲压接原理 （MPC）

磁脉冲压接工艺 （MPC） 是一种高脉冲功率系统，基于高压电容器 4 到 6 秒的缓慢充电，并通过线圈快速放电，通常在 1μs 到 30μs 之间。

测试和模拟

在 Bmax，对线束进行严格的测试，以确保最高的质量和性能，包括热循环和盐雾、显微照片以及拉伸或拉力测试。环境测试模拟恶劣条件以验证耐用性，而显微照相确保最佳压实并消除气隙以增强电气特性。

其他测试包括：4 线压接电阻测量、高电位 （hi-pot） 测试和尺寸检查。压接电阻测量评估压接后的电阻水平，与传统方法相比，磁脉冲压接表现出极低的电阻。对生产的每个线束组件进行耐压测试，确保没有划痕或断裂，是关键的生产线末端质量保证措施。

Bmax 还设计了坚固的工具，并由于其专有的定制多物理场 3D 计算仿真而优化了压接结果。

图 3 专有模拟软件