銅箔多層溶接バスバーとは何ですか?{0}構造、利点、および用途の分析

新エネルギー車、エネルギー貯蔵システム、高出力パワー エレクトロニクスが高電流、小型化、信頼性の向上に向けて進化するにつれて、特定の用途では従来の硬質銅バスバーの空間適応性と機械的クッション機能がますます制約されるようになってきています。{0}銅箔多層溶接バスバーは、複数の薄い銅箔の積層構造を利用し、溶接またはその他の信頼性の高い接続プロセスによって接合され、統合された導電コンポーネントを形成します。電流伝達を容易にすると同時に、ある程度の柔軟性、振動減衰、熱膨張補償も提供します。

 

公開されている技術データによると、新エネルギー車のバッテリー パックでは、バッテリー セルのタブをバスバーに接続するために多層銅箔構造がすでに採用されており、信頼性の高い内部電気接続のための重要なコンポーネントとして機能しています。{0}これは特にパウチセルに当てはまります。パウチセルでは、複数のセルタブがバスバーとの安定した電気接続を確立する必要があり、多層薄箔の溶接ではプロセス制御に高い要求が課せられます。-

 

 

銅フレキシブル バスバーは、溶接、拡散接合、またはその他の適切なソリッドステート接合プロセスによって接合された複数の銅箔層で構成されたフレキシブルまたはセミフレキシブルな導電性バスバーとして定義できます。{{0}{1}}従来の厚い銅製バスバー-は単に導体として 1 枚の厚い銅板を使用する-とは異なり、このタイプのバスバーは、薄い銅箔を複数層重ねて指定された厚さにし、指定された領域で溶接または接合することによって構築されます。

 

この構造設計により、箔層の数、個々の層の厚さ、総断面積、溶接部の長さ、端子構成、取り付け方法をカスタマイズできます。{0}}その結果、多層バスバーは、銅の優れた導電性と、積層された薄層構造によってもたらされる優れた柔軟性および空間適応性を兼ね備えています。

 

 

一般的な多層溶接銅箔バスバーは、銅箔層、溶接ゾーン、接続端子、および必要な絶縁または表面処理構造というコンポーネントで構成されています。銅箔層は主な導電要素として機能します。

 

新エネルギー車両やエネルギー貯蔵用途では、通常、定格電流、許容温度上昇、利用可能な設置スペースに基づいて銅箔層の厚さと数が決定されます。溶接ゾーンは、複数の銅箔層を固定し、低抵抗の電気接続を確立するのに役立ちます。-接続端子は、システムの設置要件に合わせて、平型端子、取り付け穴付き端子、バスバー コネクタ、またはその他の構成として設計できます。一部の製品では、特定の環境や接続のニーズを満たすために、端子に-錫、ニッケル、銀メッキなどの表面処理-が施されている場合があります。

 

 

従来の剛性バスバーは通常、厚い銅のプレートまたはバーを使用します。この構造は優れた機械的強度と通電容量を提供しますが、バッテリー パック、電源モジュール、小型電気システムのコネクタは、組み立て公差、振動、熱膨張にも対応する必要があります。-

 

銅積層箔コネクタは、薄い銅層の間に柔軟なゾーンを作成し、バスバーが機械的変位をある程度吸収できるようにします。

 

公開されている情報では、銅箔フレキシブルバスバーは、その高い導電性、柔軟な接続性、振動減衰、および熱補償機能によって特徴付けられており、新エネルギー車のバッテリーパックやエネルギー貯蔵システムなどの用途への適合性が指摘されています。

 

 

従来の硬質銅バスバーは通常、厚い銅板または棒から製造されます。その主な特徴には、高い構造剛性と成熟した製造プロセスが含まれており、固定位置の電流伝送に適しています。-

対照的に、多層溶接銅箔バスバーは、薄い銅箔を複数層重ねた構造を利用しています。その主な特性には、柔軟性、空間適応性、振動減衰、熱膨張補償が含まれます。したがって、これら 2 つの製品間の関係は、単純に直接置き換えられるものではありません。

電気システムに固定の厳密な電流接続が必要な場合は、従来の銅バスバーがより簡単な選択となる可能性があります。ただし、接続点が振動、変位、組み立て公差、または熱サイクルの影響を受ける場合には、多層銅箔バスバーが独特の構造ソリューションを提供します。{0}

 

 

新エネルギー車のバッテリー パックには、多数のバッテリー セルを相互接続する必要があります。これらのセルは充電および放電中に温度変動を経験し、車両自体は動作中に継続的な振動や機械的衝撃にさらされます。したがって、内部導電性コネクタは電流伝達を容易にするだけでなく、ある程度の機械的適応性も備えていなければなりません。

 

これは、積層セルのタブをバスバーに接続する必要があるパウチセルに特に関係します。研究によると、バッテリータブとバスバーの間の接続には、複数の薄い金属箔の層が含まれています。銅やアルミニウムなどの材料の電気伝導率と熱伝導率が高いことを考慮すると、従来の溶融溶接法が常に最適な選択であるとは限りません。多層溶接銅箔バスバーは、箔層、溶接ゾーン、フレキシブル セクションの戦略的な設計を通じて、電気接続と機械的補償のバランスを実現します。

 

 

優れた導電性
銅は高い導電性を持っています。したがって、積層銅箔構造により、電流が流れるための大きな有効断面積が生まれます。-大電流アプリケーションの場合、銅箔層の数を増やすか、その寸法を最適化することで、電流容量を調整できます。-

 

優れた柔軟性
固体の厚い銅棒と比較して、多層の薄い銅箔は優れた曲げ能力を備えています。{0}これは、スペースが限られており、配線が複雑なバッテリー パックやパワー エレクトロニクスにとって非常に重要です。

 

効果的な機械的応力吸収
車両運転中の振動、熱サイクル、および組み立て公差により、接続点に機械的ストレスが生じる可能性があります。多層銅箔構造により、ある程度の柔軟なクッション性が得られます。

 

熱膨張への適応性
温度が変動すると、さまざまな材料がさまざまな速度で膨張します。フレキシブルな銅箔構造により、接続点の多少のズレにも対応可能です。

 

カスタマイズ可能なデザイン
銅箔層の数、厚さ、長さ、幅、溶接ゾーン、端子構成などのパラメータは、特定の製品要件に合わせて調整できます。

 

したがって、多層銅箔溶接バスバーは、OEM プロジェクトやカスタム プロジェクトに非常に適しています。{0}

 

 

製品の構造、銅箔の厚さ、接合される部品などの要因に応じて、さまざまな溶接技術を使用できます。超音波金属溶接は、多層銅箔を接合するための特に重要なプロセスです。この方法では、高周波の機械的振動と圧力を利用して金属界面に塑性変形を引き起こし、表面酸化層を破壊します。これにより、金属表面間に緊密な接触と固体状態の結合が確立されます。-接合プロセスは主に材料の融点よりも低い温度で行われるため、通常、従来の融着と比較して入熱量が少なくなります。

 

関連する研究では、多層銅箔をバスバーに接合するために超音波溶接が適用されており、特に溶接時間、圧力、振幅、エネルギーが溶接品質に及ぼす影響の調査に焦点を当てていることが示されています。

 

さらに、設計に応じて、拡散溶接、圧接、ろう付けなどのプロセスを使用して多層銅箔バスバーを製造することもできます。選択する具体的なプロセスは、銅箔の厚さ、層の数、溶接面積、および意図される最終使用環境に基づいて決定する必要があります。-

 

 

 

 

新エネルギー車用バッテリーパック
これは現在重要なアプリケーション分野です。主な用途には、セルタブの接続、バッテリーモジュールの相互接続、バッテリーパック内の高電流接続、バッテリーパックと他の高電圧コンポーネント間の柔軟な接続などが含まれます。-

 

エネルギー貯蔵電池システム
エネルギー貯蔵システムには、セル間の広範な直列および並列接続も必要です。多層銅箔バスバーは、セル間、モジュール間、モジュールとバスバー アセンブリ間の導電接続に使用できます。

 

パワーエレクトロニクス機器
柔軟な銅箔接続構造は、インバータ、コンバータ、パワーモジュール、高電力制御機器での使用にも適しています。-

 

産業用電気機器
リチウム電池用の銅製フレキシブル バスバーは、機械的振動や熱サイクルの影響を受ける大電流接続にも役立ちます。{0}

 

 

 

設計段階で考慮すべき主な要素には、定格電流、動作電圧、許容温度上昇、銅箔の厚さと層数、溶接の長さ、端子の寸法、曲げ半径、機械的振動、熱サイクル、設置スペースなどがあります。大電流の要件のみに基づいて製品構造を決定すべきではありません。

 

新エネルギー車両やエネルギー貯蔵プロジェクトの場合、長期サイクル後の抵抗変化、溶接の信頼性、接続ゾーンの機械的疲労など、追加の考慮事項が含まれます。{0}}

 

の銅箔多層溶接バスバー-単なるフレキシブル銅線コネクタではありません。これは、電気伝導、柔軟な補償、機械的クッション、および空間適応性を統合した電気接続構造です。

 

新エネルギー車のバッテリー、エネルギー貯蔵システム、高出力パワー エレクトロニクスが進化し続けるにつれ、大電流、限られたスペース、高振動環境を伴う用途における柔軟な絶縁銅バスバーのソフト接続の価値がますます注目を集めています。{0}{1}