Ausführliche Erläuterung der Kupferfolien-Soft-Connection-Technologie

Die weiche Kupferfolienverbindung ist eine flexible, leitende Hochstromverbindung, die aus mehreren Schichten hochreiner Kupferfolie besteht, die übereinandergelegt und verschweißt werden. Sein ursprünglicher Entwurf besteht darin, den technischen Widerspruch in elektrischen Systemen zu lösen, in denen starre Leiter die Anforderungen an Strombelastbarkeit und Verschiebungskompensation nicht ausgleichen können. Zwischen dem Transformatorausgang und der Sammelschiene, zwischen der Schubladeneinheit des Schaltschranks und der festen Sammelschiene sowie in der Reihen--Parallelschaltung des Batteriepakets des neuen Energiefahrzeugs erfordern die durch den Betrieb der Geräte verursachte thermische Ausdehnungsverschiebung, mechanische Vibration und die Anhäufung von Installationstoleranzen, dass der Steckverbinder ein gewisses Maß an Flexibilität aufweist.

 

Weiche Kupferfolienverbindungen erreichen die Vereinigung einer hohen Längsleitfähigkeit und einer Biegeflexibilität in Querrichtung, indem sie einen Leiter mit einem einzigen Querschnitt in eine laminierte Struktur aus Dutzenden bis Hunderten unabhängiger Kupferfolien zerlegen. Jede Kupferfolienschicht kann unabhängig einer Biegeverformung standhalten, und der Schlupf zwischen den Schichten absorbiert wiederholte Bewegungen mit großen Verschiebungen. Dieser technische Weg unterscheidet ihn von geflochtenen Kupferdrähten -. Letzterer konzentriert sich auf die omnidirektionale Flexibilität mehr-litziger Litzen, während Kupferfolien-Softverbindungen Richtungsflexibilität innerhalb eines flachen Querschnitts-s bieten, was sich besonders für Verbindungsszenarien eignet, die eine niedrige Induktivität und große Kontaktflächen erfordern. Für Ingenieure stellt die laminierte flexible Sammelschiene eine bewährte Lösung dar, um die beiden Ziele hoher Stromdichte und mechanischer Entkopplung auf begrenztem Raum zu erreichen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Das Grundmaterial der weichen Kupferfolienverbindung ist Kupferband der Güteklasse T2 oder höher mit einem Kupfergehalt von mindestens 99,95 %, wodurch sichergestellt wird, dass die Leitfähigkeit nahe an der theoretischen Obergrenze von 100 % IACS (International Annealed Copper Standard) liegt. Die Dicke einer einzelnen Kupferfolie liegt zwischen 0,03 mm und 1 mm. Die dünne Folienlösung verbessert die Flexibilität, reduziert die Biegespannung und eignet sich für Szenarien, die häufiges Biegen oder einen sehr kleinen Biegeradius erfordern. Die Dickfolienlösung vereinfacht die Anzahl der Stapel, verringert die Schwierigkeit des Schweißprozesses und eignet sich für feste Installationen und Verbindungen, die keine hohe Flexibilität erfordern. Die Anzahl der Stapel wird anhand der gesamten Querschnittsfläche und der Dicke des einzelnen Stücks bestimmt. Eine typische weiche Verbindung von 25 Quadratmillimetern kann aus Dutzenden Lagen 0,1 mm dicker Kupferfolie bestehen, während Spezifikationen über 300 Quadratmillimeter die präzise Ausrichtung und gleichzeitige Verschweißung von Hunderten Lagen Kupferfolie erfordern können.

 

Aus Sicht der Querschnittsgeometrie hat der Hauptkörper der weichen Kupferfolienverbindung nach der Formung die Form eines flachen Streifens. Die beiden Enden können je nach Installationsanforderungen zu verschiedenen speziellen -förmigen Strukturen verarbeitet werden, z. B. zu gleichgerichteten flachen Enden, umgekehrten flachen Enden, U-förmigen Bögen, Z-förmigen versetzten Enden oder L-förmigen rechtwinkligen Enden. Dieser Grad an Gestaltungsfreiheit ermöglicht es, dass sich die weiche Kupferfolienverbindung in die komplexe räumliche Anordnung des Schaltschranks einfügt und die elektrische Überlappung zwischen der Sammelschiene und den Komponenten innerhalb eines begrenzten Spalts vervollständigt. Die Spitzenabmessungen-einschließlich Breite, Dicke und Überlappungslänge-werden an die Spezifikationen des anzuschließenden Terminals angepasst und gewährleisten so eine vollständige Abdeckung der Kontaktfläche und eine präzise Ausrichtung der Schraubenlöcher. Im Hinblick auf die strukturelle Integrität bestimmen die Dichte des Schweißbereichs und die Verbindungsstärke zwischen den Schichten direkt die aktuelle-Belastbarkeit und die langfristige-Zuverlässigkeit des Produkts. Die flexible, isolierte Kupfersammelschiene fügt der flexiblen Kupferfolienverbindung eine isolierende Umhüllungsschicht hinzu, um die Anforderungen von Hochspannungssystemen hinsichtlich Kriechstrecke und Stromschlagschutz zu erfüllen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Das Polymerdiffusionsschweißen ist eine Schlüsseltechnologie bei der Herstellung weicher Kupferfolienverbindungen und im Wesentlichen ein Festkörperschweißverfahren. Bei diesem Verfahren werden niedrige Spannungen (typischerweise 5 bis 10 Volt) und hohe Ströme (bis zu Tausenden von Ampere) verwendet, um Joulesche Wärme im Kupferfolienstapel zu erzeugen und gleichzeitig einen axialen Druck von mehreren zehn bis hundert Kilogramm pro Quadratzentimeter auszuüben. Unter der synergistischen Wirkung von hoher Temperatur (ca. 700 bis 900 Grad) und hohem Druck gewinnen die Atome auf der Kontaktfläche der Kupferfolie genug Energie, um die Grenzflächenbarriere zu durchbrechen, sich gegenseitig zu diffundieren und metallische Bindungen zu bilden, wodurch letztendlich die integrierte Verbindung mehrerer Kupferfolienschichten realisiert wird. Im Gegensatz zum Schmelzschweißverfahren schmilzt die Kupferfolie beim Polymerdiffusionsschweißverfahren nicht, wodurch die Bildung von Gussstrukturen und die daraus resultierende Erhöhung der Sprödigkeit vermieden werden. Die Korngröße des Schweißbereichs ähnelt der des Grundmaterials und die Abschwächung der mechanischen Eigenschaften und der elektrischen Leitfähigkeit ist minimal. Dieser Prozess erfordert eine hohe Sauberkeit der Oberfläche der Kupferfolie. Jegliches Öl oder Oxid behindert die Diffusion der Atome, was zu einer schwachen Lötung oder einer unzureichenden Verbindungsfestigkeit führt.

 

Daher sind Entglasung, Reinigung und reduzierender Atmosphärenschutz vor dem Schweißen Voraussetzungen für die Sicherstellung der Schweißqualität. Im Hinblick auf die Prozessanpassungsfähigkeit weist das Polymerdiffusionsschweißen bestimmte Einschränkungen hinsichtlich der Produktgröße auf. Wenn die Breite der weichen Verbindung 90 mm oder die Dicke 60 mm überschreitet, ist es zur Gewährleistung der Ebenheit der Anschlusskontaktfläche und der Gleichmäßigkeit des Schweißens normalerweise erforderlich, am Ende des Kupferfolienstapels eine 1 mm dicke Kupferplatte als Druckübertragungsmedium anzubringen. Wenn die Breite 140 mm oder die Dicke 130 mm übersteigt, ist es schwierig, die Druckgleichmäßigkeit der Diffusionsschweißform aufrechtzuerhalten. Zu diesem Zeitpunkt wendet sich die Technik häufig dem Lötprozess zu. Die Fertigungsqualität von flexiblen Kupfer-Sammelschienen-Verbindern mit laminierten Folien hängt in hohem Maße von der präzisen Steuerung der Prozessparameter des Diffusionsschweißens - ab, einschließlich Heizstromkurve, Zeitpunkt der Druckanwendung, Haltezeit und Abkühlrate -, die von Fall zu Fall optimiert werden müssen, basierend auf der Dicke der Kupferfolie, der Anzahl der Schichten und den Produktspezifikationen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ausrüstung des Stromversorgungssystems: Die flexible Verbindung zwischen dem Generatorausgang und dem Aufwärtstransformator muss Vibrationen und thermische Verschiebungen während des Betriebs ausgleichen. Flexible Kupferfolienverbindungen sind in solchen Hochstromszenarien zu ausgereiften Anwendungen geworden. In Hoch- und Niederspannungs-Schaltschränken erfordert die Verbindung zwischen den oberen und unteren Kontaktarmen des Leistungsschalters und der Sammelschiene, dass der Leiter sowohl eine Stromtragfähigkeit als auch eine gewisse Fähigkeit zur Verschiebungskompensation aufweist. Weiche Kupferfolienverbindungen werden auch häufig in der Erdungsschleife des Transformator-Neutralpunkts, der gleichstromseitigen Ausgangssammelschiene der Gleichrichterausrüstung und der Stromversorgungssammelschiene der elektrolytischen Schmelzausrüstung verwendet.

 

Neues Energiefahrzeugfeld: Innerhalb des Leistungsbatteriepakets erfordern die Reihen- und Parallelverbindungen zwischen mehreren Batteriemodulen flexible leitfähige Komponenten, um die Dickenausdehnung während der Lade- und Entladezyklen der Batterie und die kontinuierlichen Vibrationen während der Fahrzeugfahrt zu bewältigen. Auch die dreiphasige AC-Busverbindung zwischen der elektronischen Steuerung (Motorsteuerung) und dem Antriebsmotor profitiert von der flachen Struktur und den geringen Induktivitätseigenschaften der weichen Kupferfolienverbindung. Flexible Kupfersteckverbinder für Batteriepacks spielen eine Schlüsselrolle in der Batteriepack-Technologie. Ihr geringer Widerstand und ihre hohe Ermüdungsbeständigkeit wirken sich direkt auf die Energieeffizienz und die sichere Lebensdauer des Batteriesystems aus.

 

Energiespeichersystem und Kommunikationsausrüstung: Die Verbindung zwischen dem Batteriecluster und der Sammelschiene im Energiespeicherschrank erfordert Anpassungsmöglichkeiten vor Ort, die hohe Stromführungs- und Installationstoleranzen berücksichtigen. In Kommunikationsgeräten wie 5G-Basisstationen hilft die flache Struktur von Kupferfolien-Softverbindungen dabei, den Strahlungsweg elektromagnetischer Störungen zu kontrollieren. Schienenverkehr und Spezialausrüstung: Die interne Leistungsmodulverbindung des Traktionsumrichters von U-Bahn- und Stadtbahnfahrzeugen muss in einer Umgebung mit ständigen Vibrationen einen niedrigen Kontaktwiderstand aufrechterhalten. In Kernspinresonanzgeräten werden speziell geformte Kupferfolien-Weichverbindungen mit einer Ebenheitsanforderung von 0,02 mm für präzise thermisch und elektrisch leitende Verbindungen von Kaltköpfen verwendet. Gleichgerichtete Ausgangsstromkreise in der Chemie-, Kohlenstoff-, Schifffahrts- und anderen Industriezweigen sind ebenfalls auf weiche Kupferfolienverbindungen angewiesen, um die thermische Ausdehnung und Kontraktionsverschiebung von Sammelschienen über große Entfernungen auszugleichen. Der gemeinsame Wert laminierter flexibler Kupfersteckverbinder in den oben genannten Szenarien besteht darin, vorhersehbare, verlustarme und hoch{11}zuverlässige flexible leitende Kanäle auf engstem Raum bereitzustellen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wir konzentrieren uns auf die Forschung und Entwicklung sowie die Präzisionsfertigung vonFlexible Sammelschiene aus Kupferfolieund sind bestrebt, Kunden auf der ganzen Welt leistungsstarke, flexible, leitfähige Lösungen anzubieten. Wir können maßgeschneiderte Design- und Produktionsdienstleistungen anbieten, um sicherzustellen, dass Ihre Stromnetzverbindung zuverlässig, sicher und sorgenfrei ist.