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PACK制造工艺系列:电池包高压铜排 / 铝排技术要求与制造工艺

    目前,新能源汽车800V高压平台逐渐普及,电池包内部的铜排/铝排不仅是电流的“高速公路”,更直接影响电动汽车的续航、快充能力,甚至是安全风险!

本文将深入解析:

 铜排/铝排的一般通用技术要求

 软硬铜排的制造工艺

01 技术要求

电池包铜排的技术要求包括材料、电气、机械、环境及安全五个方面。本节仅仅介绍铜排的一般通用技术要求,具体细节应该根据应用场景而定。

(1)电气性能

规定铜排/铝排的材料,例如,T1/T2紫铜排,其纯度≥99.95%(T1)或≥99.90%(T2),1070 H12态的铝合金,纯度≥99.7%,H12为其加工硬化状态。

(2)工艺要求

热压镍片剥离力不小于20N,表面不能有毛刺、污渍、腐蚀,不能有孔洞或分层,不能有明显的起皱等不良;

铝排表面附高分子PI膜,膜厚>0.15mm,耐温>250℃

(3)安全性能

绝缘性能:例如热缩管绝缘材料需满足额定电压1500V,耐电压DC4380V,60S,漏电流小于0.1m、绝缘电阻大于500MΩ

阻燃性能:一般电池包用铜排的绝缘材料都需满足UL94-V0阻燃等级

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_gif/G8vkS6GxAAJZ8X9qhAb3Oc84ibWkrcFZPBoZxx1Z309kFX86GN6jqMDtGC7UbfhhUQpziaQzWcAnZLJtpMoANwqQ/640?wx_fmt=gif&from=appmsg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1

(4)耐腐蚀性能

耐腐蚀性:满足72h中性盐雾试验,试验后产品表面无腐蚀、无红锈,耐压、绝缘均满足图纸要求;

02 制造工艺

以铜排为例,软排和硬派加工工艺略有差异,主要体现在焊接和成型方式上。

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软硬搭接软铜排加工流程

(1)软铜排的加工工艺

1. 铜箔/镍箔裁切

箔片厚度一般在0.05-0.2mm,根据铜排载流量确定铜排厚度,从而确定箔片的层数(如20层×0.1mm=2mm)。

镍箔是指在铜排开孔连接处的表面,焊接若干层镍,以增强其抗蚀性和耐磨性,防止多次拆卸后铜排接触电阻增大。

2. 叠层焊接

软铜排由数十层铜箔叠在一起,通过高分子扩散焊接,形成导电性良好的连接区域。

高分子扩散焊接:通过高温高压使多层铜箔界面原子扩散结合的固相焊接技术,广泛应用于电池模组、电力设备的软连接制造。

3. 烘干、冲孔

连接处经过扩散焊接后,需经过酸洗和表面处理,去除表面毛刺,氧化皮和油污。然后,通过冲孔设备加工螺栓连接孔。

4. 搭接焊

如下图所示,某些场景为加大接触面积,可能用到连接处加宽的异形端铜排。此时,连接处需要通过搭接焊实现。

焊接方式主要有三种:

搭接焊工艺简单,强度高,成本低,在大电流、紧凑空间、振动环境等场景下应用广泛。

5. 折弯

铜排折弯是指通过外力使铜排产生塑性变形,获得特定角度或形状。核心是在不破坏导电性的前提下,通过塑性变形实现铜排的几何成型。

(2)硬铜排的加工工艺

硬铜排加工流程相对简单,铜材经过切割下料后,冲裁连接孔,然后通过折弯机形成特定的形状,在经表面处理去除氧化层、油污等,连接处镀镍等提高耐腐蚀性,最后通过缠绕高分子PI膜或者浸塑处理,包裹绝缘层。

铜排的测试

对于电池包用的铜排,一般需进行以下测试试验,确保其符合使用和质量要求。

(3)绝缘层的类型和加工

合集前面的文章我们已经介绍了铜排绝缘层材料的主要类型以及相关性能:PACK制造工艺系列:电池包高压铜排 / 铝排材料特性与分类

绝缘层的加工方式主要有以下几种,需根据应用场景、绝缘性能要求和成本等因素综合选择:

       原文标题 : PACK制造工艺系列:电池包高压铜排 / 铝排技术要求与制造工艺

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