Medená-hliníková prípojnica v-procese poťahovania polymérom: Proces, materiály a analýza priemyselných aplikácií

Medená-hliníková prípojnica v-polymérovom povlaku sa týka procesu rovnomerného pokrytia povrchu medenej-hliníkovej prípojnice izolačným materiálom podobným tekutému gélu- prostredníctvom špecifickej techniky, čím sa vytvorí izolačná ochranná vrstva. V podstate je to tiež proces potiahnutia povrchu medenej-hliníkovej prípojnice izolačnou vrstvou roztavením plastu a jeho nanesením, pričom jeho hlavným cieľom je dosiahnuť spoľahlivú izoláciu, prispôsobiť sa zložitým pracovným podmienkam a zároveň vyvážiť náklady a výkon. Plastové namáčacie medené prípojnice sú jedným zo základných komponentov vyrobených na základe tohto procesu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vysoko{0}}kvalitný-proces poťahovania polymérom musí spĺňať tri základné požiadavky: Po prvé, spoľahlivosť izolácie. Hrúbka náteru by mala byť kontrolovaná v rozmedzí 0,5 – 2 mm, s izolačnou silou 20 – 28 kV/mm, schopnou odolať testu odolnosti voči napätiu 4380 V DC. Toto je tiež hlavný ukazovateľ výkonu prípojnice s máčaním PVC; Po druhé, prispôsobivosť k životnému prostrediu. Mal by mať vynikajúcu odolnosť proti korózii soľnou hmlou, bez korózie po ponorení do 5% roztoku NaCl pri 35 stupňoch na 192 hodín; Po tretie, nákladová{13}efektívnosť. V porovnaní s procesom poťahovania PI filmom možno náklady na-polymérne poťahové materiály znížiť o 30 %, vďaka čomu je vhodný na veľkosériovú{17}}výrobu.

 

Tento proces má však určité obmedzenia pri aplikácii polí napájacích batérií. Pre systémy akumulácie energie majú požiadavky na izoláciu prednosť pred odľahčením a miera prieniku je relatívne vysoká. Na rozdiel od toho je napájacia batéria obmedzená priestorovou citlivosťou a rozpormi v rozptyle tepla - zvýšenie hrúbky povlaku spôsobí zvýšenie tepelného odporu o 20–31 %. Preto je jeho aplikácia pomerne obmedzená.

Proces in{0}}polymérneho poťahovania je zložitý a presná kontrola každého kroku procesu priamo určuje kvalitu produktu. Celý proces možno rozdeliť do štyroch krokov: pred-úprava, nanášanie ponorením, plastifikácia a následná-úprava. Krok pred{5}}úpravy je kľúčom k určeniu priľnavosti náteru.

 

Najprv sa odstráni olej a nečistoty z povrchu medenej-hliníkovej prípojnice pomocou alkalického roztoku s pH 10 – 12 počas 5 – 8 minút, aby sa zabezpečilo, že zvyškový olej a nečistoty na povrchu medenej-hliníkovej prípojnice budú menšie alebo rovné 0,1 mg/m²; potom sa povrch zdrsní nastriekaním častíc oxidu hlinitého s veľkosťou ôk 120{15}} na reguláciu drsnosti povrchu Ra v rozmedzí 1,6–3,2 μm, čím sa zvýši priľnavosť poťahovej vrstvy; nakoniec sa vykoná predhrievanie a aktivácia, pričom teplota predhrievania medenej prípojnice je 180–220 stupňov a hliníkovej prípojnice 150–180 stupňov. Čas predhrievania sa nastavuje podľa hrúbky medeno-hliníkovej prípojnice, napríklad 120 sekúnd pre medenú prípojnicu s hrúbkou 2 mm. Celkový teplotný rozdiel by sa mal kontrolovať v rozmedzí ±5 stupňov.

Krok potiahnutia ponorom je jadrom na zabezpečenie rovnomernosti povlaku. Vyžaduje prísnu kontrolu parametrov a prevádzkových špecifikácií náterovej kvapaliny. Náterová kvapalina je plastové rozpúšťadlo z PVC a jej viskozita pri 25 stupňoch by sa mala udržiavať v rozmedzí 1500–2500 cP. Akákoľvek odchýlka presahujúca 10 % vyžaduje likvidáciu. Medzi parametre ponorenia patrí rýchlosť ponorenia menšia alebo rovná 10 mm/s, ktorá je príliš rýchla na to, aby spôsobovala bubliny, rýchlosť zdvíhania menšia alebo rovná 5 mm/s, ktorá je príliš pomalá na to, aby spôsobila ovisnutie náteru, a čas ponorenia je nastavený podľa hrúbky náteru, napríklad 15 ± 3 sekundy pre náter s hrúbkou 1 mm. Zároveň by mala byť ponorná nádrž vybavená magnetickým miešadlom s rýchlosťou otáčania 200 ot./min., aby sa zabránilo usadzovaniu plniva a zabezpečila sa rovnomernosť zloženia náterovej kvapaliny, čo je tiež kľúčom k zabezpečeniu kvality náteru prípojnicovej lišty Dip Insulated.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Plastifikačný krok je jadrom zosieťovania polymérneho materiálu-. Prijíma trojstupňovú teplotnú krivku: prvý stupeň stúpa z 80 stupňov na 120 stupňov na 10 minút, hlavne na dosiahnutie odparenia rozpúšťadla; druhý stupeň stúpa zo 120 °C na 200 °C počas 15 minút, čím sa dokončí tavenie a nanášanie náterovej kvapaliny; tretia fáza je pri 200 stupňoch po dobu 20 minút, aby sa dosiahlo vysokomolekulárne zosieťovanie{11}}a vytvrdenie. Počas celého procesu plastifikácie by mal byť teplotný rozdiel vo vnútri boxu menší alebo rovný 8 stupňom. Lokálne prehriatie presahujúce 220 stupňov spôsobí rozklad a žltnutie PVC, čo ovplyvní izolačný výkon izolovanej prípojnice.

Krok po{0}}úprave sa používa hlavne na odstránenie chýb povlaku a zabezpečenie spoľahlivosti produktu. Kľúčové kontrolné parametre procesu ponárania priamo ovplyvňujú mieru kvalifikácie produktu. Je potrebné zamerať sa na štyri hlavné body: viskozita lepidla by mala byť kontrolovaná na 2 000 ± 500 cP, pričom odchýlka presahujúca tento rozsah spôsobuje stekanie náteru- alebo neúplné pokrytie a odber vzoriek a testovanie by sa malo vykonávať každé 2 hodiny pomocou rotačného viskozimetra; teplota predhrievania by mala byť kontrolovaná na 200 stupňov pre medené tyče a 170 stupňov pre hliníkové tyče s odchýlkami vedúcimi k priľnavosti povlaku a sile odlupovania < 4 N/cm a monitorovanie v reálnom čase by sa malo vykonávať pomocou infračervenej termokamery; plastifikačná konštantná teplota by mala byť kontrolovaná na 200 ± 5 stupňov, pričom teplotné odchýlky vedú k nedostatočnému zosieťovaniu a následnému zlyhaniu izolácie a detekcia by sa mala vykonávať pomocou DSC diferenčnej skenovacej kalorimetrie; rýchlosť ochladzovania by sa mala regulovať na menej ako alebo rovnajúcu sa 5 stupňom/s, pričom príliš vysoká rýchlosť spôsobí expanziu mikrotrhlín v povlaku a deformácia chladenia by sa mala zaznamenať pomocou vysokorýchlostnej kamery. V typickom prípade projekt skladovania energie zaznamenal pľuzgiere a odlupovanie povlaku po testovaní soľným postrekom v dôsledku nerovnomernej teploty plastifikácie (o 15 stupňov nižšej na okraji krabice) a problém sa vyriešil zvýšením ventilátora tepelnej cirkulácie vzduchu, aby sa optimalizovala rovnomernosť teploty.

Prevádzkové rozdiely medzi napájacími batériami a systémami skladovania energie určujú rôzne aplikačné stratégie pre proces ponárania. V scenári napájacej batérie je potrebné kompromisné riešenie. Jednou z možností je lokálne ponáranie, kde je potiahnutý iba vysokonapäťový koniec medenej tyče BDU (skriňa na rozvádzanie batérií), čím sa hrúbka izolačnej vrstvy zníži na 0,8 mm, čo môže znížiť celkový vplyv na rozptyl tepla o 40 %; ďalšou možnosťou je kompozitný proces, kde hlavné telo používa na zapuzdrenie PI fóliu s hrúbkou 0,15 mm a ohýbané časti používajú na vystuženie ponorný náter, čím sa vyrovnáva izolačný výkon a požiadavky na flexibilitu, vhodné pre scenáre použitia izolovanej ohybnej medenej zbernice pre napájací akumulátor.

 

Pre systémy skladovania energie je možné dosiahnuť univerzálne prispôsobenie s hrúbkou jednostrannej{0}}strany 1,5 – 2 mm, čo je vhodné pre zložité prostredia, ako je prach a vlhkosť; z hľadiska nákladov majú medené tyče potiahnuté ponorením-o 35 % nižšie náklady ako laserom{4}}varené PI fólie, čím spĺňajú požiadavky priestorových obmedzení a nákladovej orientácie systémov na skladovanie energie.

Výber materiálu na ponáranie medených tyčí napájacej batérie vyžaduje komplexné zváženie izolácie, teplotnej odolnosti, rozptylu tepla, procesných nákladov a prispôsobivosti voči životnému prostrediu. V súčasnosti medzi hlavné materiály patria tri typy. PVC (polyvinylchlorid) je najpoužívanejší materiál s vynikajúcim izolačným výkonom, výdržným napätím 3500 V AC/DC, izolačnou silou 20–28 kV/mm, spĺňa normu spomaľujúcu horenie UL94-V0, dobrý výkon v soľnej hmle, rozsah pracovných teplôt od -40 stupňov do 125 stupňov, najnižšia cena materiálu na výrobu vsádzkového materiálu z PVC, zložený z PVC Tyče, ale jeho obmedzenia sú zrejmé, s tepelnou vodivosťou iba 0,2 W/(m·K), zhrubnutie povlaku výrazne zvýši tepelný odpor a má zlú húževnatosť pri nízkych teplotách, náchylnú na praskanie.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Epoxidová živica je vhodná pre scenáre vyžadujúce ľahkú, tenkú-vrstvu s vysokou izoláciou, s hrúbkou povlaku, ktorú je možné regulovať na 0,3–0,8 mm, výdržné napätie až 4500 V DC (zvodový prúd < 1 mA), izolačný odpor > 800 MΩ, extrémne silnú priľnavosť, úroveň priľnavosti pri poškriabaní 4 %, v porovnaní s povrchom z PVC 0 % (bez priľnavosti k batérii) scenáre, ale cena je o 30 % vyššia ako u PVC a teplota vytvrdzovania musí byť presne kontrolovaná (± 5 stupňov), inak sú náchylné na vznik mikrotrhlín. Nylonový-základ PPA (Poly(2-fenoxyacetamid)) je vhodný do prostredia s vysokými-vibráciami a vysokou teplotou.

 

Jeho nepretržitá prevádzková teplota môže dosiahnuť viac ako 150 stupňov a krátkodobo -odolá teplu až do 180 stupňov . Z hľadiska tepelnej odolnosti a chemickej odolnosti prekonáva PVC a epoxidovú živicu. Má vysokú mechanickú pevnosť s pevnosťou v ťahu nad 70 MPa a je odolný voči únave z vibrácií. Je vhodný do prostredia s častými vibráciami vo vozidlách. Náklady na suroviny sú však vyššie, sú dvojnásobné oproti PVC. Teplota spracovania by sa mala regulovať v rozmedzí 300 stupňov ± 10 stupňov. Tento proces môže viesť k oxidácii medenej zbernice.

Na základe rôznych scenárov je potrebné presne zosúladiť plán nanášania materiálu: Pre dizajn napájacích batérií s vysokou{0}}hustotou energie sa odporúča epoxidová živica s hrúbkou povlaku menšou alebo rovnou 0,8 mm, pokrývajúc iba koniec pripojenia BDU a hlavné telo potiahnuté 0,15 mm hrubým PI filmom; Pre prostredia s vysokými-vibráciami sa odporúča použiť PPA (na báze nylonu{4}}). Na zvýšenie odolnosti proti únave sa odporúča čiastočné namáčanie na ohýbanej časti. Pre dizajny citlivé na náklady- sa odporúča modifikované PVC so zlepšením tepelnej vodivosti na 0,45 W/(m·K) pridaním 5 % nano-Al₂O₃ a hrúbka povlaku je znížená na 1,0 mm. Pre vysoké-požiadavky na odolnosť systémov na uchovávanie energie voči poveternostným vplyvom sa odporúča PVC s hrubým povlakom (1,5 – 2,0 mm), aby sa prispôsobil zložitým prostrediam; Dlhodobá{16} optimalizácia nákladov tiež odporúča PVC, pričom jeho cenová výhoda je významná.

Medzi týmito dvoma scenármi existujú značné rozdiely v priorite kľúčových parametrov: V scenári napájania z batérie je rozptyl tepla (λ > 0,4 ​​W/(m·K)) dôležitejší ako odľahčenie (povlak < 0,8 mm) a náklady; V scenári systému skladovania energie je izolácia (odolné napätie > 4500 V) dôležitejšia ako odolnosť proti korózii a náklady. Pokiaľ ide o riadenie procesu, teplotu predhrievania je potrebné starostlivo kontrolovať pomocou medených zberníc na 200 stupňov ± 5 stupňov a hliníkových zberníc na 170 stupňov ± 5 stupňov, aby sa zabránilo nedostatočnej priľnavosti povlaku. V prípade epoxidovej živice sa odporúča trojstupňová krivka vytvrdzovania (80 stupňov → 120 stupňov → 200 stupňov), aby sa predišlo mikro-trhlinám a zabezpečila spoľahlivosť izolácieLišta zbernice batérie.

Celkovo sa aplikácia procesu ponárania v napájacích akumulátoroch zameriava na dosiahnutie rovnováhy medzi spoľahlivosťou izolácie, kompromisom v rozptyle tepla a požiadavkami na odľahčenie. Kľúč spočíva vo vylepšovaní procesných krokov, prispôsobení scenárov a materiálových inováciách. Zdokonalenie procesných krokov vyžaduje ±5 % presnosť riadenia v aspektoch, ako je aktivácia predhrievaním, kontrola viskozity a gradientová plastifikácia; Prispôsobenie scenára si vyžaduje diferencované stratégie pre lokálne ponorenie napájacích batérií a hrubé potiahnutie v celom systéme skladovania energie; Inovácia materiálov si vyžaduje vývoj nano-výplní a nízkoteplotných{4}} gélových formulácií, aby sme prelomili výkonnostné obmedzenia tradičných materiálov.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V budúcnosti, keď sa polovodičové batérie s vysokonapäťovými platformami (800 V+) rozšíria, proces ponárania sa vyvinie smerom k ultra-tenkým povlakom (<0.5mm) and functional composites (insulation/conduction/electromagnetic shielding integration), further adapting to the technological upgrade requirements of the new energy automotive industry.