1 Prehľad konektorov batérie
(1) Kľúčové komponenty na pripojenie batérií
Ako kľúčový komponent na pripojenie kladných a záporných elektród batérie zohrávajú konektory batérie kľúčovú úlohu vo výkone a bezpečnosti batérie. Zodpovedá za prenos prúdu a jeho kvalita priamo ovplyvňuje výstupný výkon a stabilitu batérie. Napríklad v nových energetických vozidlách budú rôzne komponenty počas prevádzky vozidla vystavené rôznym stupňom vibrácií a deformácií a konektory batérie musia v tejto situácii zabezpečiť stabilný prenos prúdu. Ak sa vyskytne problém so spojovacím kusom, môže to spôsobiť nestabilnú prevádzku batérie a dokonca viesť k problémom s bezpečnosťou.
(2) Viac oblastí použitia
Konektory batérií sú široko používané vo viacerých oblastiach. V oblasti elektronických zariadení, ako sú mobilné telefóny, notebooky, power banky atď., batériové konektory zabezpečujú bežné napájanie zariadení. Ak si vezmeme ako príklad mobilné telefóny, kompaktné konektory batérie môžu dosiahnuť efektívny prenos prúdu v obmedzenom priestore a poskytnúť stabilnú podporu pre rôzne funkcie telefónu. V oblasti elektrických vozidiel sú konektory batérií nepostrádateľné. Kvôli extrémne vysokým požiadavkám na výkon elektrických vozidiel na batérie musí mať spojovacia doska dobrú odolnosť proti únave, znížený elektrický odpor a odolnosť voči oxidácii a hrdzi. Napríklad spojovací kus vyrobený z "niklového" materiálu má pevnú štruktúru, silnú ťažnosť a nereaguje s kyslíkom vo vzduchu pri izbovej teplote, takže je veľmi vhodný na použitie v napájacích batériách pre elektrické vozidlá. Sériové alebo paralelné spojenie medzi modulmi lítiovej batérie na ukladanie energie je navyše doplnené doskami plošných spojov a spojovacími prvkami.Jeden koniec spojovacieho kusu je pripojený ku kladnému alebo zápornému pólu lítiovej batérie a druhý koniec je pripojený k vodivej doske plošných spojov, ktorá hrá úlohu pri prenose prúdu a je rozhodujúca pre normálnu prevádzku lítiového zásobníka energie. batérie. Stručne povedané, konektory batérií hrajú dôležitú úlohu v oblastiach, ako sú elektronické zariadenia, elektrické vozidlá a skladovanie energie.
2 Návrhové body a prípadové štúdie
(1) Analýza návrhových bodov
Úspora nákladov na materiál:Rozumný dizajn od dizajnérov môže ušetriť 20 % nákladov na materiál pred lisovaním konektorov batérie. Vonkajší obvod konektora batérie by mal byť navrhnutý so zaoblenými rohmi čo najviac; Vzdialenosť medzi kartou a okrajom by mala byť aspoň 0.2 mm a šírka materiálu produktu musí byť iba 32 mm. Týmto spôsobom je pri navrhovaní formy potrebné najskôr predrezať delenú okrajovú líniu, inak kontinuálna forma pri dierovaní okrajovej línie deformuje hroty vyrazených kariet. Dierovacia ihla na predrezanie čiar by mala mať šírku aspoň 1,5 mm. Požiadavky na jednodielne nalepenie kariet sú rovnaké, dúfajúc, že dodržia vzdialenosť aspoň 0,2 mm od okrajovej línie. Zároveň sa neodporúča navrhovať konektory batérie s spájkovacími kolíkmi, pretože navrhovanie spájkovacích kolíkov výlučne na zaistenie článkov batérie môže zdvojnásobiť materiálové náklady na pružinu batérie. Ak máte obavy o stabilitu článkov batérie po inštalácii, môžete sa zamerať na dizajn pružinových klipov batérie.
Vyhnite sa redundancii dizajnu:Počas procesu navrhovania by sa malo čo najviac vyhnúť nadbytočným častiam, aby sa zlepšila praktickosť a hospodárnosť batériových konektorov. Vyhnite sa napríklad navrhovaniu nepotrebných spájkovacích kolíkov, znížte náklady na materiál a zefektívnite výrobné procesy.
Rozumné špecifikácie a rozmery:Určte špecifikácie a rozmery prvej účinnej plochy na základe zvarovej plochy medzi spojovacím kusom a uchom tyče. Priemer kruhového priechodného otvoru je 15-25 mm, rozsah dĺžky substrátu je 130-150 mm a rozsah šírky je 120-140 mm. Stredová vzdialenosť medzi susednými polohovacími otvormi je 20-25 mm a priemer polohovacích otvorov je 3-5 mm. Vzdialenosť medzi stredmi dvoch kruhových priechodných otvorov je 75-85 mm. Tieto rozumné špecifikácie a rozmery pomáhajú zlepšiť výkon a stabilitu batériových konektorov.
Zvýšte nadprúdovú schopnosť:Nastavenie zosilnených konštrukcií a slotov môže zvýšiť nadprúdovú schopnosť. Nastavením výstužnej konštrukcie a štrbiny na jednej strane telesa spojovacieho kusa možno zvýšiť konštrukčnú pevnosť tela spojovacieho kusu nastavením konštrukcie vystuženia a nastavenie štrbiny môže uľahčiť infiltráciu a cirkuláciu elektrolyt. Nastavením príruby na vonkajšom okraji telesa spojovacieho kusu je možné zväčšiť zvarovú plochu medzi spojkou a plášťom, čím sa zvýši nadprúdová kapacita a dosiahne sa vysokorýchlostné nabíjanie a vybíjanie článku batérie.
(2) Prezentácia dizajnového prípadu
1. Pripojovací kus batérie s pravidelným tvarom:Pripojovací kus batérie obsahuje základné telo, ktorého hlavné telo má obdĺžnikový tvar, a tri polkruhové štrbiny symetricky vyrazené na dvoch protiľahlých stranách. Tri polkruhové štrbiny sú usporiadané v rovnakej vzdialenosti pozdĺž okraja základného telesa. Druhá strana substrátu má zahnutú časť, ktorá je integrálne vytvorená so substrátom, a na ohnutej časti je niekoľko polohovacích otvorov. Na substráte je tiež niekoľko priechodných drážok, ktoré majú tvar takmer S, zložený z dvoch tvarov U. Niekoľko priechodných drážok je rovnomerne rozmiestnených na substráte a každá priechodná drážka tvorí dva vyčnievajúce okraje. Každý vyčnievajúci okraj je vyrazený a pretiahnutý dvoma vyčnievajúcimi hrotmi. Na substráte sú tiež dva symetrické kruhové priechodné otvory a niekoľko drážok vyrezaných dierovaním, z ktorých každá má vyčnievajúcu časť integrovanú so substrátom. Tento dizajn umožňuje automatizované zváranie a montáž batériových konektorov pri inštalácii na batériové moduly, čo má za následok vyššiu efektivitu výroby a spracovania. Okrem toho je proces otvárania formy na výrobu vyššie uvedených batériových konektorov zjednodušený, čo pomáha zlepšiť efektivitu výroby.
2. Skupina pripojovacích dosiek batérie s dvojitou ochranou:obsahujúci niekoľko sád modulov batériových spojovacích platní, pričom každý modul batériovej spojovacej platne obsahuje prvú spojovaciu platňu batérie, druhú spojovaciu platňu batérie a tretiu spojovaciu platňu batérie zapojené v poradí. Prvý teplotný spínač je umiestnený medzi prvým pripojovacím kusom batérie a druhým pripojovacím kusom batérie a druhý teplotný spínač je umiestnený medzi druhým pripojovacím kusom batérie a tretím pripojovacím kusom batérie. Prvý spínač na reguláciu teploty a druhý spínač na reguláciu teploty sú vybavené prvou kontaktnou časťou a druhou kontaktnou časťou. Horný a spodný povrch prvého batériového pripojovacieho kusa, druhého batériového pripojovacieho kusa a tretieho pripojovacieho kusa batérie sú všetky vybavené izolačnými vrstvami a susedné moduly pripájacieho kusa batérie sú spojené izolačnými kusmi. Tento dizajn využíva ako bezpečnostné ochranné zariadenie teplotný spínač, ktorý dokáže monitorovať teplotu batérie v reálnom čase. Keď je teplota príliš vysoká, automaticky sa vypne z dôvodu ochrany, čím sa zabráni neustálemu hromadeniu tepla, ktoré spôsobí vyhorenie batérie a poskytuje dvojitú ochranu.
3. Jednoduchá inštalácia konektorov batérie:vrátane ľavého a pravého konektora usporiadaných paralelne vedľa seba, ako aj niekoľkých konektorov rozmiestnených pozdĺž dĺžkového smeru ľavého a pravého konektora. Spojovací kus obsahuje ľavú klznú objímku, pravú klznú objímku a spojovaciu časť spojenú medzi ľavou klznou objímkou a pravou klznou objímkou. Ľavý spojovací kus postupne prechádza cez ľavú posuvnú objímku každého spojovacieho kusa a pravý spojovací kus postupne prechádza cez pravú posuvnú manžetu každého spojovacieho kusa. Spojovacia časť je opatrená spojovacím otvorom pre priechod pólu batérie. Vďaka pozdĺžnemu posúvaniu prípojky na ľavom a pravom prípojke je možné prípojku posúvať pre nastavenie polohy prípojného otvoru pri spájaní tak, aby každý prípojný otvor bol presne zarovnaný s pólom príslušnej batérie, ktorý má silnú použiteľnosť a jednoduchú inštaláciu.
4. Skupina pripojovacích dosiek batérie bezpečnostného typu:obsahujúci niekoľko sád modulov batériových spojovacích platní, pričom každý modul batériovej spojovacej platne obsahuje prvú spojovaciu platňu batérie, druhú spojovaciu platňu batérie a tretiu spojovaciu platňu batérie zapojené v poradí. Prvý teplotný spínač je umiestnený medzi prvým pripojovacím kusom batérie a druhým pripojovacím kusom batérie a druhý teplotný spínač je umiestnený medzi druhým pripojovacím kusom batérie a tretím pripojovacím kusom batérie. Prvý spínač na reguláciu teploty a druhý spínač na reguláciu teploty sú vybavené prvou kontaktnou časťou a druhou kontaktnou časťou. Horný a spodný povrch prvého batériového pripojovacieho kusa, druhého batériového pripojovacieho kusa a tretieho pripojovacieho kusa batérie sú všetky vybavené izolačnými vrstvami a susedné moduly pripájacieho kusa batérie sú spojené izolačnými kusmi. Tento jeden z troch dizajnov obsahuje spínač ovládania teploty, ktorý poskytuje dvojitú ochranu. Spôsob pripojenia je jednoduchý a možno ho zostaviť podľa rozloženia batérie.
3 Preventívne opatrenia a výrobné metódy
(1) Bezpečnostné opatrenia
Je dôležité zdôrazniť, že špecifikácie vývodového kusu sú v súlade so špecifikáciami materiálového kusovníka, čo zaisťuje presné zladenie medzi pripojovacím kusom batérie a ostatnými komponentmi, čím sa zabezpečí normálna prevádzka systému batérie. Napríklad v prípade niektorých špecifických batériových jednotiek, ak sa špecifikácie vývodovej časti nezhodujú, môže to spôsobiť nestabilný prenos prúdu a ovplyvniť výkon zariadenia.
Zabezpečenie kvality spájkovaných spojov je jedným z kľúčových faktorov spoľahlivosti batériových konektorov. Netesné zváranie môže spôsobiť prerušenie prenosu prúdu, virtuálne zváranie môže spôsobiť zlý kontakt počas používania, výbuch môže poškodiť spojovací kus a dokonca predstavovať bezpečnostné riziko a zjavné otrepy môžu ovplyvniť tesnosť a stabilitu spojenia. Podľa štatistík môžu zlé spájkované spoje zvýšiť poruchovosť batérií o viac ako 30 %.
Požiadavka najmenej 6 spájkovaných spojov v každom bode vývodu/spojky je zabezpečiť pevnosť spojenia. Viac spájkovaných spojov môže rozptýliť prúd, znížiť riziko lokálneho prehriatia a zlepšiť stabilitu a životnosť spoja. Napríklad v niektorých aplikáciách s vysokovýkonnými batériami môže dostatočné množstvo spájkovaných spojov účinne znížiť odpor a zlepšiť výkon batérie.
Je tiež veľmi dôležité zabrániť tomu, aby povrchová podložka počas domácich úloh odpadla. Funkciou povrchovej podložky je chrániť povrch spojky, zabrániť poškriabaniu a poškodeniu. Ak povrchová podložka spadne, bude to mať vplyv nielen na vzhľad spojovacieho kusu, ale môže to spôsobiť aj zlý kontakt medzi spojovacím kusom a ostatnými komponentmi. Preto, keď sa zistí, že povrchová podložka odpadla, musí sa prepracovať, aby sa zabezpečila kvalita a výkon spojovacieho kusu.
Keď hrot medenej ihly bodového zváracieho stroja sčernie, čierny bod na medenej ihle by sa mal pred bodovým zváraním okamžite odstrániť škrabkou. Sčernanie medenej špičky ihly môže byť spôsobené dlhodobým používaním alebo vysokými teplotami počas procesu zvárania. Ak sa s nimi nebude včas zaobchádzať, môžu sčernené medené ihly ovplyvniť kvalitu zvárania a viesť k zlým spájkovaným spojom.
V prípade abnormálneho dymu, abnormálneho hluku atď. zo stroja alebo nástroja by sa mal vypínač včas vypnúť, prevádzka stroja alebo nástroja by sa mala zastaviť a mal by sa o tom informovať nadriadený nadriadený. Je to preto, aby sa predišlo ďalšej eskalácii porúch zariadení a vzniku bezpečnostných nehôd. Včasné hlásenie abnormálnych situácií môže odborníkom umožniť vykonávať opravy a manipuláciu včas, čím sa zabezpečí bezpečnosť a stabilita výrobného procesu.
(2) Úvod do výrobných metód
Konektory batérií sa zvyčajne vyrábajú lisovaním za studena pomocou lisovacích foriem. Tento spôsob spracovania spočíva v aplikácii tlaku na kovový materiál pri izbovej teplote pomocou formy inštalovanej na lisovacom stroji, čo spôsobí jeho oddelenie alebo plastickú deformáciu, aby sa získal požadovaný spojovací kus batérie.
Pri bodovom zváraní odvádzacieho kusu a spojovacieho kusu najskôr stlačte hlavný vypínač dvojhlavového pulzného bodového zváracieho stroja do polohy "zapnuté" a zapnite napájanie. Potom potvrďte, že všetky parametre batériového zariadenia boli odladené a pripravte materiály a súvisiace nástroje podľa tabuľky nastavenia parametrov, ako je dvojhlavový bodový zvárací stroj, pilník, lisovací prípravok, šesťhranný kľúč atď. Pri ladení parametrov zariadenie na bodové zváranie batérie, musí spĺňať požiadavky na kvalitu pred vykonaním zváracích operácií. Pri bodovom zváraní je potrebné venovať pozornosť napätiu bodového zvárania a hodnota napätia musí byť v rozsahu kontroly kvality.
Špecifické kroky sú nasledovné: vyberte batériu so záporným pólom smerom nahor, vyberte vývodový kus s kruhovým otvorom na vonkajšej strane a bodovo privarte vývodový diel k strednej polohe záporného pólu batérie. Potom otočte batériu tak, aby vývodový diel smeroval dovnútra. Vezmite spojovací kus a položte ho na hornú časť výstupného kusu. Bodovo privarte spojovací kus k strednej polohe záporného pólu batérie, čím vytvoríte priamku s výstupným kusom. Potom zoberte ďalšiu batériu so záporným pólom smerom nahor a bodovo privarte odkrytý koniec konektora prvej batérie k strednej polohe spodnej časti záporného pólu druhej batérie. Nakoniec umiestnite batériový blok, ktorý bol bodovo zvarený v sérii na kompresný prípravok, a zatlačte každý článok batérie smerom do stredu silou, aby sa obe batérie pevne spojili a vytvorili priamku. Po dokončení domácej úlohy vyčistite pracovný stôl a vypnite hlavný vypínač bodového zváracieho stroja.
4 Vyhliadky budúceho rozvoja
(1) Súhrn úspechov v oblasti dizajnu a inovácií
Významné úspechy sa dosiahli v dizajne a inovácii batériových konektorov. Od šetrenia materiálových nákladov, cez zabránenie redundancii dizajnu, až po rozumné špecifikácie a zvýšenie nadprúdovej kapacity, to všetko odzrkadľuje neustále úsilie odvetvia o efektivitu, hospodárnosť a stabilitu. Rôzne inovatívne dizajny v dizajnovom puzdre, ako napríklad pravidelne tvarované konektory batérie, zlepšili efektivitu výroby a automatizované možnosti montáže; Skupina dosiek pripojenia batérie s dvojitou ochranou a skupina dosiek pripojenia batérie bezpečnostného typu poskytujú spoľahlivejšiu bezpečnostnú ochranu prostredníctvom spínačov regulácie teploty; Ľahko inštalovateľné konektory batérie zlepšujú použiteľnosť a pohodlie pri inštalácii. Tieto úspechy nielen zlepšujú výkon batériových konektorov, ale poskytujú aj viac možností pre aplikácie v rôznych oblastiach.
(2) Trendy budúceho vývoja
1. Čo sa týka materiálov:S neustálym pokrokom technológie budú materiály pre konektory batérií v budúcnosti rozmanitejšie a výkonnejšie. Napríklad sa očakáva, že aplikácia nových kompozitných materiálov zlepší vodivosť, pevnosť a odolnosť konektorov proti korózii. Podľa predpovedí inštitúcií pre prieskum trhu dosiahne do roku 2030 podiel nových kompozitných materiálov na globálnom trhu s konektormi batérií viac ako 30 %. Zároveň sa bude naďalej zvyšovať dopyt po materiáloch šetrných k životnému prostrediu, aby sa splnili požiadavky trvalo udržateľného rozvoja.
2. Z hľadiska technológie:Technológia zvárania sa bude naďalej inovovať a optimalizovať. Technológia difúzneho zvárania a technológia laserového zvárania sa stanú vyspelejšími, čím sa dosiahne vyššia presnosť a stabilnejšie spojenia. Výhody technológie laserového zvárania, ako je malá tepelne ovplyvnená zóna a veľká hĺbka zvárania, sa budú ďalej využívať, čo vedie k nižšiemu tepelnému poškodeniu konektorov batérie. Vývoj inteligentnej technológie zvárania zároveň zlepší efektivitu výroby a konzistentnosť kvality. Napríklad presným riadením tvaru vlny lasera môže systém automaticky vybrať optimalizované hodnoty tvaru vlny na základe rôznych materiálov, aby sa dosiahol najlepší zvárací efekt.
3. Z hľadiska aplikácie:S rýchlym vývojom nových energetických vozidiel, skladovania energie a iných oblastí sa aplikácia konektorov batérií rozšíri. V oblasti nových energetických vozidiel bude dopyt po vysokovýkonných batériových konektoroch naďalej rásť, aby splnili požiadavky na vyšší dojazd a vyššiu rýchlosť nabíjania elektrických vozidiel. V oblasti skladovania energie, keďže veľkosť trhu s akumulátormi energie sa neustále rozširuje, budú požiadavky na stabilitu a spoľahlivosť spojovacích prvkov tiež vyššie. Okrem toho dopyt po miniaturizácii, odľahčení a vysokej účinnosti batériových konektorov v oblastiach, ako sú prenosné elektronické zariadenia a polia solárnych článkov, bude tiež hnať neustálu inováciu v tomto odvetví.
Budúce konektory batérií sa budú naďalej vyvíjať a inovovať v materiáloch, technológiách a aplikáciách, čím budú poskytovať silnejšiu podporu pre vývoj elektronických zariadení, elektrických vozidiel, skladovania energie a ďalších oblastí.