Rapport spécial sur la conception des barres omnibus en cuivre-aluminium dans les blocs-batteries : analyse approfondie-du processus de revêtement par immersion-, du contrôle du processus et de la sélection des matériaux

Avec le développement rapide de nouveaux systèmes de batteries d'énergie, la fiabilité des systèmes de connexion électrique devient un facteur clé affectant la sécurité et les performances de l'ensemble du véhicule. Parmi ceux-ci, le jeu de barres en cuivre-aluminium, en tant que composant conducteur central, a un impact direct sur la sécurité et la durée de vie du système grâce à la sélection de sa solution d'isolation. Ces dernières années, la technologie d'isolation par revêtement par trempage, représentée par la barre omnibus isolée par trempage en PVC, a progressivement attiré l'attention des applications dans le stockage d'énergie et dans certains scénarios de batteries électriques.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le processus de revêtement par immersion-implique essentiellement l'immersion de conducteurs en cuivre ou en aluminium dans des matériaux polymères liquides ou fondus pour former une couche protectrice isolante uniforme sur leur surface. Ce processus permet d'obtenir une épaisseur de revêtement stable de 0,5 à 2 mm, avec une résistance d'isolation de 20 à 28 kV/mm, tout en présentant également une bonne résistance à la corrosion par brouillard salin et un caractère ignifuge, répondant à la norme UL94-V0. Dans des conditions de production à grande échelle, par rapport aux solutions traditionnelles de film PI, la barre omnibus en cuivre personnalisée isolée avec trempage en PVC présente un avantage de coût significatif.

 

Cependant, dans les applications de batteries de puissance, la technologie de revêtement par immersion-est toujours confrontée à une double contrainte de dissipation thermique et d'espace. En raison de sa faible conductivité thermique, la résistance thermique du revêtement augmente considérablement (environ 20 à 30 %) avec l'augmentation de l'épaisseur. Cela le rend plus adapté aux applications moins sensibles à l’espace, telles que les systèmes de stockage d’énergie. Dans les batteries de puissance, il est plus souvent utilisé comme isolation locale, comme dans l'application de barres omnibus isolées par immersion en PVC dans la zone de connexion haute tension-de l'EDR.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Du point de vue du flux de processus, la qualité du revêtement par trempage dépend fortement du contrôle précis des étapes clés telles que le prétraitement, l'imprégnation et la plastification. Au cours de l'étape de prétraitement, le dégraissage avec des solutions alcalines et la rugosité par sablage peuvent contrôler la rugosité de la surface dans la plage Ra de 1,6 à 3,2 μm, améliorant ainsi considérablement l'adhérence du revêtement. Pour les composants structurels tels que les barres omnibus en cuivre par trempage en plastique, la température de préchauffage doit être contrôlée avec précision à environ 200 degrés pour les barres omnibus en cuivre et à 170 degrés pour les barres omnibus en aluminium afin de garantir un revêtement uniforme dans les applications ultérieures.

 

Lors de l’étape d’imprégnation, le contrôle de la viscosité de la colle est particulièrement critique. Elle doit généralement être maintenue dans la plage de 1 500 à 2 500 cP et une agitation dynamique est utilisée pour empêcher la sédimentation des charges. Les vitesses d'immersion et d'extraction-affectent directement les problèmes de bulles et d'affaissement, imposant des exigences plus élevées en matière de cohérence des produits sur mesure de barres omnibus électriques en cuivre par trempage en plastique. L'étape suivante de plastification et de durcissement implique un chauffage par étapes pour obtenir l'évaporation du solvant, la propagation de la fusion et le durcissement par réticulation-, formant finalement une structure isolante stable.

 

Le post-traitement est tout aussi crucial. Les techniques de refroidissement par gradient et de découpe des bords au laser préviennent efficacement les fissures du revêtement et les défauts des bords, garantissant ainsi la conductivité des zones de connexion critiques. Lors des tests d'étanchéité à l'air, un test de pression de 0,5 MPa est généralement utilisé pour vérifier l'intégrité de l'isolation et la fiabilité de la barre omnibus plongeante pour la connexion.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Au niveau des applications, les batteries de puissance et les systèmes de stockage d'énergie présentent des exigences très différentes. Dans les batteries de puissance, en raison d'exigences strictes en matière d'allègement et de dissipation thermique, le revêtement par trempage utilise souvent une stratégie de renforcement localisée. Par exemple, l'intégration d'une barre omnibus flexible en cuivre isolée pour bloc de batterie d'alimentation dans les zones de courbure ou de connexion haute tension - pour une conception composite, équilibrant flexibilité et performances d'isolation. Dans les systèmes de stockage d'énergie, cependant, la préférence est accordée à l'utilisation de barres omnibus recouvertes de PVC avec un revêtement épais sur toute la surface-pour améliorer la résistance globale aux intempéries et la stabilité à long terme-.

 

En termes de choix de matériaux, le PVC reste la solution principale, offrant des avantages tels qu'un faible coût et une technologie mature, ce qui le rend adapté à la production à grande échelle de barres omnibus isolées par immersion. Cependant, sa conductivité thermique relativement faible limite son application dans des scénarios à forte densité de flux thermique. En revanche, la résine époxy offre des performances d'isolation plus élevées et des capacités de revêtement plus fines, ce qui la rend adaptée aux systèmes de batteries électriques à espace limité. Les matériaux PPA à base de nylon-, quant à eux, fonctionnent exceptionnellement bien dans des environnements à haute-température et à haute-vibrations et sont couramment utilisés dans les structures de barres omnibus de batterie nécessitant une résistance mécanique élevée.

 

Du point de vue des tendances de développement, avec le déploiement à grande échelle de plates-formes haute tension 800 V{{2}et de systèmes de stockage d'énergie, la technologie d'isolation des barres omnibus en cuivre évolue vers des conceptions plus fines et plus multifonctionnelles. Par exemple, améliorer la conductivité thermique grâce aux nanocharges ou réaliser des conceptions intégrées pour l’isolation, la conductivité thermique et le blindage électromagnétique. Simultanément, les structures composites telles que les barres omnibus en cuivre nickelé trempées dans du PVC pour les batteries de véhicules électriques deviendront des orientations de développement futures importantes.

 

 

En tant que fabricant spécialisé dans les solutions de connexion électrique pour les énergies nouvelles, nous nous engageons depuis longtemps dans la recherche, le développement et la production en série de produits de jeux de barres isolés à hautes-performances, couvrantConnecteurs de jeu de barres de batterie isolés par immersion en PVC-, des connexions flexibles et diverses structures de jeux de barres en cuivre personnalisées. En tirant parti de notre processus de revêtement par immersion-avancé et de nos capacités de fabrication de précision, nous pouvons fournir des barres omnibus en cuivre à connexion souple stables et fiables et des solutions d'isolation pour les batteries de puissance et les systèmes de stockage d'énergie, aidant ainsi les clients à atteindre à la fois la sécurité et l'optimisation des performances dans les applications à haute-tension et haute-puissance.