镀银铝母线排的螺钉解决方案

国外技术分享 | 在不断发展的工业电气连接领域，创新是保持领先地位的关键。本文介绍了一项新的突破性进展，有望在行业中开辟新的途径。Telsonic 与著名的 KERN-LIEBERS 集团合作，这种尖端解决方案提供了一种使用螺钉固定镀银铝母线排的可靠方法，为可靠性和导电性设定了新标准。

如今，一个电池组中最多有二十多个母线排，随着电池组变得更大和/或更强大，而它们内部的空间仍然非常狭小，这个数字还会增加。超声波焊接是电动汽车应用中母线排的首选连接工艺。但是，由于这些更强大的电池的好坏取决于它们的快速充电能力，我们很快也会在电池组之外看到更多的母线排创新，将高功率从充电插座路由到电池，再输出到其他大功率电机和设备，从而推动了对超声波焊接应用创新的需求。

使用母线排的好处：

• 降低设施成本并加快安装

• 能够轻松快速地添加、移除或重新定位电源，无需任何停机时间

• 面向未来且高度灵活，因为某些插接箱可以在不断电的情况下断开和重新连接

• 无需日常维护

• 更快、成本更低

• 更环保，因为它通常需要更少的安装材料，并且插入式插座可重复使用且易于重新定位

• 扁平导体占用空间更小，高度缩短 70%

• 与具有相同横截面积的电缆相比，可支持高达 15% 的功率

• 重量和包装空间更小，灵活性更高。例如，160 mm² 柔性扁平铝 （FF-Al） 电缆是 200 mm² 圆形铝电缆的创新替代解决方案

• 使用螺栓进行紧固，这是当今最可靠且成本较低的工艺。

• 高效散热 – 比绞合电缆更有效

• 多种结构 - 铜和铝，刚性或柔性，层压。

• 内部电池无需 EMC

• 促进自动化，从而提高安全性和质量

克服挑战：固定镀银铝母线

克恩-里伯斯集团是精密冲压件的领导者，率先开发了一种在线技术，用银涂覆铝母线排，显著提高了其导电性。然而，这一进步带来了独特的挑战。铝的自然松弛特性使得很难用螺钉固定这些母线排，而随着时间的推移，不会影响连接。

为了解决这个问题，克恩-里伯斯和 Telsonic 的专家们开始着手寻找一种解决方案，既能保持银涂层的完整性，又能确保安全、耐用的连接。结果是一种创新方法，包括将铜套管集成到母线排中，这为螺钉固定提供了必要的耐用性和出色的导电性。

创新解决方案：将铜套管与超声波焊接集成在一起

这种革命性的解决方案包括将铜套管精确放置在镀银铝母线排的预冲孔中。铜套管设计有超大的套环，有助于扭转超声波振动通过焊头有效传输。该工艺将铜套管焊接到银层上，确保牢固的粘合，从而保持银涂层的完整性（图 1）。

图 1.镀银 Al 母线，带铜螺钉

材料特性和高级焊接

该解决方案的核心是卓越的材料特性和复杂的焊接工艺：

• 银涂层：增强导电性和与各种铝合金的相容性。

• 铝制底座：为母线排提供轻质、经济高效的基础。

• 铜套管：确保螺钉的坚固导电连接点。

超声波焊接，尤其是 Telsonic 的扭转 SONIQTWIST® 技术，擅长以最小的电阻连接异种金属。通过高频振动产生局部热量，材料熔合而不熔化，保持银涂层的基本特性，并确保稳定、持久的粘合。

超声波焊接相对于其他技术的优势

与传统的焊接和连接方法相比，超声波焊接具有许多优势，使其特别适合此应用：

• 精度和控制：超声波焊接提供高精度和控制，这对于精密材料和复杂几何形状至关重要。

• 无需额外材料：与传统焊接不同，超声波焊接不需要焊料、助焊剂或粘合剂，从而降低了材料成本和污染风险。

• 能源效率：该工艺非常节能，比传统焊接方法消耗的功率要少得多。

• 最小的热变形：超声波焊接产生的热量要少得多，最大限度地减少了热变形并保留了被连接材料的特性。

• 速度和效率：该过程快速，可实现高生产率并缩短制造时间。

配置优势

银涂层的加入扩大了适用于超声波焊接的铝合金的范围，大大拓宽了工业应用的可能性。该配置具有许多优点：

• 可靠性：超声波焊接可在异种金属之间提供可靠、长期稳定的连接。

• 效率：生产带有预冲孔的母线排具有成本效益，并且将银涂层集成到生产过程中可以消除外部涂层的额外运输成本。

• 增强的性能：材料的组合可确保最小的电阻，从而提高整体导电性和性能。

成功实施：扭转 SONIQTWIST® 技术

Telsonic 独有的扭转 SONIQTWIST® 技术，特别是 TSP3000 扭转焊接系统，使这一开创性解决方案的成功实施成为可能（图 2）

.该系统已证明其能够满足工业应用的严格要求，为镀银铝母线排提供可靠的导电连接。

扭转 SONIQTWIST® 技术使用扭转振动，这对于焊接复杂几何形状和精密材料特别有效。这种方法可确保整个界面的均匀粘合，这对于保持电气和机械完整性至关重要。

图 2.Telsonic TSP3000

结论

随着工业需求的不断发展，像这样的开创性解决方案对于为电气工程的可靠性和导电性设定新基准至关重要。我们很高兴看到这项创新将对行业产生的影响，并期待持续的进步，推动工业电气连接的进步和卓越。

其他信息：超声波焊接的未来

展望未来，超声波焊接的潜在应用是广泛而多样的。这项技术不仅限于电气连接，还扩展到汽车、航空航天和医疗设备行业。它能够在不需要额外材料或过热的情况下形成牢固、可靠的粘合，使其成为各种制造工艺的有吸引力的选择。

此外，超声波焊接的持续研究和开发可能会产生更复杂的技术和设备，从而进一步提高其能力和效率。随着各行各业不断寻求提高性能和降低成本的方法，超声波焊接有望在下一代制造技术中发挥关键作用。