314Ah ve 587Ah Prizmatik Enerji Depolama Hücresi Baraları: Entegre Termal Kaçak Havalandırma ve Aşırı Akım Kapasitesi

314Ah prizmatik hücre 1C'de 314 A sağlar; 587Ah'lik bir hücre 587 A sağlar. Bu seviyelerde, ara bağlantı bir konnektör gibi davranmayı bırakır ve termal ve elektromanyetik bir bileşen gibi davranmaya başlar. 1500 V DC'de geçerli olan üretim tasarımı hedefleri: 600 A sürekli için 400 mm²'ye eşit veya daha büyük iletken kesiti (C1100'de 1,5 A/mm², %100 IACS), 45 derece ortamda bara gövdesi ΔT < 30 K, lazer kaynaklı arayüz başına bağlantı direnci < 10 µΩ ve hücre emniyet valfi üzerinde 15 mm'ye eşit veya daha büyük dikey açıklık dolayısıyla havalandırılmış elektrolit, karbonize bakır ve alüminyum buharı iki potansiyel düzlem arasında köprü oluşturamaz. Bakır kütlesinden tasarruf etmek için çıkardığınız her 0,5 mm'lik iletken, kabaca 8-10 K terminal sıcaklık artışı ve çevrim ömründe ölçülebilir bir düşüş olarak geri ödenir.

 

 

 

ESS'deki kapasite artışı daha yüksek voltajla değil, daha büyük elektrotlar ve daha kalın yığınlarla sağlandı. Elektriksel sonuç, sürekli akımda bir adım değişikliğidir ve mekanik sonuç, terminal yüklemesinde ve yığın büyümesinde bir adım değişikliktir.

 

Parametre	280 Ah (eski)	314 Ah	587 Ah
1C sürekli akım	280 A	314 A	587 A
Tipik zarf (G × D × Y)	173 × 72 × 204 mm	174 × 72 × 207 mm	~220 × 90 × 270 mm (gösterge niteliğinde)
Terminal pedi/kaynak penceresi	25×30mm	30 × 38 mm	38×50mm
1,5 A/mm²'de bara bölümü	190 mm²	210 mm²	400 mm²
Kalınlık 8.000 döngüden fazla artar	2–3 %	3–4 %	4–6 %
Vanadaki havalandırma jeti sıcaklığı	600–800 derece	700–900 derece	700–950 derece

 

Bu tablodan doğrudan üç arıza modu çıkmaktadır. İlk olarak, terminal kaynak penceresi büyür, dolayısıyla 25 × 30 mm'lik bir ped için tasarlanan bir kaynak, 38 × 50 mm'lik bir pedi yetersiz doldurur ve ped kenarında akım kalabalığı bırakır - yerel direnç, termokuplun bağlandığı yerde bulunur ve hücre BMS, aslında bir kaynak geometrisi hatası olan bir terminal arızası bildirir. İkincisi, daha kalın elektrotlar daha fazla şişer, dolayısıyla 280 Ah'de 3.000 döngüye dayanabilen sert bir bara, 314 Ah'de 6.000 döngüde kendi kaynağını keser. Üçüncüsü, 587 Ah'de havalandırma kütle akışı kabaca iki katına çıkar ve valf merkez hattına yönlendirilen bir bara, UL 9540A veya GB/T 36276 uyarınca yayılma testi sırasında bir plazma köprüsü haline gelir.

 

Apollo, teklif vermeden önce hücre üreticisinin terminal çiziminde DFM'yi yeniden çalıştırır, çünkü ped düzlüğü (tipik olarak 0,15 mm'den az veya ona eşit), ped kaplaması (Ni 2–5 µm veya alüminyum terminaller için çıplak Al) ve hücre üreticisinin belirtilen terminal kuvvet limiti (genellikle 300 N'den az veya ona eşit ve 2 N·m'den az veya eşit) işlem penceresini değiştirir.

 

 

Akım yoğunluğu, sıcaklık artışını, voltaj düşüşünü ve bakır maliyetini aynı anda belirleyen tek değişkendir. Aşağıdaki tasarım değerleri 600 A sürekli, 200 mm desteksiz açıklık, 45 derece ortam, 10 µΩ'da iki bağlantı ve 12 W/m²K etkin ısı transfer katsayısı içindir.

 

Tasarım akım yoğunluğu	600 A için bölüm	Örnek profil	Vücut kaybı	ΔT dahil. eklemler	Karar
2,5 A/mm²	240 mm²	4×60 mm	5.2 W	40 K	1C görevinde reddedildi
2,0 A/mm²	300 mm²	5×60mm	4.1 W	36 K	Yalnızca marjinal, basınçlı hava
1,5 A/mm²	400 mm²	5×80 mm	3.1 W	25 K	Üretim hedefi
1,0 A/mm²	600 mm²	5×120mm	2.1 W	16 K	Kapalı muhafaza, hava akışı yok

 

Direnişi doğrudan çalıştırın ve rakamlar affetmez. C1100'ün direnci 20 derecede 0,017241 Ω·mm²/m'dir. 400 mm², 200 mm uzunluğundaki bir çubuğun ölçüsü 8,62 µΩ'dur; 600 A'da, yani 3,1 W. 10 µΩ'daki iki bağlantı noktası 7,2 W ekler; böylece iletken değil, bağlantı noktaları termal bütçeye hakim olur. Bakırın sıcaklık katsayısı (=0.00393 K⁻¹) 105 derecede direnci %33 artırır, bu nedenle 25 K rakamının T0 yerine kullanım ömrü sonu temas koşulunda doğrulanması gerekir.

 

Ortak yöntem	Eklem direnci	600 A'da Güç	Not
Lazer kaynağı Cu–Cu, 2,5 mm nüfuziyet	3–6 µΩ	1.1–2.2 W	Dolgu yok, eski arayüz yok
Moleküler difüzyon kaynağı Cu-Al	8–12 µΩ	2.9–4.3 W	IMC kontrollü 3 µm'ye eşit veya daha az
Dirençli gümüş lehimleme (BAg-8 / BCuP-5)	5–10 µΩ	1.8–3.6 W	Tur 3t'den büyük veya eşit
Kalıp içi perçinli Ag kontak perçin	15–25 µΩ	5.4–9.0 W	Sahada servis yapılabilir
Cıvatalı M8, Sn kaplamalı, 12 N·m	20–40 µΩ	7.2–14.4 W	Tork 125 derecede 500 saat sonra %10-15 rahatlar

 

Malzeme seçimi aynı aritmetiği takip eder:

 

Malzeme	İletkenlik	Çekme (yarı sert / H04)	Yumuşatma	Tipik kullanım
C1100 (Cu-ETP)	Minimum %100 IACS (%101 tipik)	300–380 MPa	180–220 derece	Ana iletken, 3–5 mm
C2680 (CuZn30 pirinç)	%28 IACS	450–550 MPa	Yaşlanma yumuşatılmamış	Ekler, sensör braketleri, damgalı klipsler, somunlar
C19400 (Cu-Fe-P)	%60–65 IACS	400–480 MPa	>400 derece	Sigorta bağlantıları, yaylı terminaller
A1060 alüminyum	%61 IACS	80–120 MPa	-	Alüminyum hücre terminalleri, ağırlığı kritik DC bağlantıları

 

C2680 bakırın iletkenliğinin kabaca dörtte birini taşır, bu nedenle hiçbir zaman 400 mm²'lik bir bölüm boyunca akım yolu olarak kullanılmaz. Mekanik mukavemetin veya diş aşınmasının önemli olduğu yerlerde ortaya çıkar; preslenmiş somun plakaları, Hall sensör braketleri ve yüksüz yollarda %28 IACS'de damgalanmış tespit klipsleri.

 

Ücretsiz DFM Değerlendirmesi ve Fiyat Teklifi İsteyin

 

 

Termal kaçış sırasında prizmatik bir hücre, 100 m/s'nin üzerindeki jet hızlarıyla 700-950 derecede üst emniyet valfinden dışarı çıkar. Duman elektrolit aerosolü, karbon siyahı ve metal buharını taşır. Yalıtım yüzeyinde biriken bu kalıntı, yüzeyin direncini büyük mertebelerde keser; 1500 V DC potansiyel farkında iki bara boyunca biriktirilir ve bir sonraki hücreyi ateşleyen bir ark başlatır. UL 9540A ve IEC 62619 kapsamındaki yayılma testi verileri, çoğu paket düzeyinde yayılma olayının tamamen termal değil, elektriksel olduğunu göstermektedir.

 

Apollo'da 314Ah ve 587Ah düzenleri için uygulanan tasarım kuralları:

Uzaklaşma:​ Baranın alt kısmı ile vana düzlemi arasında 15 mm'ye eşit veya daha büyük dikey boşluk, 30 mm yarıçap içinde vana eksenini geçen hiçbir iletken segment yok.

Ofset yönlendirme:İletkenin vananın değil hücre omzunun üzerinden geçmesini sağlamak için barayı yanal olarak eğik bacak şeklinde konumlandırın.

Yerel koruma:Hareket ettirilemeyen herhangi bir segment üzerinde mika plaka (0,5–1,0 mm) veya seramik dolgulu silikon kaplı cam bez, 800 derecelik kısa süreli maruz kalma için derecelendirilmiştir.

Kenar iyileştirme:​ çapak yüksekliği 0,05 mm'den küçük veya ona eşit ve kenar yarıçapı R 1,0 mm'den büyük veya eşit, 1500 V DC'de alan konsantrasyonunu ve koronayı baskılar.

Kurban bariyeri:Yalıtım sistemi yalnızca çalışma voltajına değil, duman bulutuna da dayanmalıdır; 150–400 µm'lik epoksi toz kaplama tek başına bir havalandırma bariyeri değildir.

Daha sonra boşluk ve kaçak, elektrolit kirliliği için bir azalma faktörü ile sistem voltajından ayarlanır:

 

Sistem voltajı	Açıklık, IEC 60664-1 temeli	Uygulanan kayma (1,5× azalma)	HI-POT doğrulamasını paketleyin
1000VDC	5.0 mm	8.0 mm	3 kV AC / 60 s, 5 mA'dan küçük veya eşit
1500VDC	8.0 mm	12.0 mm	4 kV AC / 60 s, 5 mA'dan küçük veya eşit
2000VDC	10.0 mm	16.0 mm	5 kV AC / 60 s, 5 mA'dan küçük veya eşit

 

Paketin PCS veya invertör ile arayüz oluşturduğu yerde, kaçak endüktansı < 10 nH olan bir lamine bara, anahtarlama aşımını sınırlı tutar: 10 A/ns SiC di/dt'de, 10 nH, 100 V aşma üretir; bu da 1500 V ray üzerinde yaklaşık %6,7'dir. Katı tek katmanlı çubuklar bu rakama ulaşamaz; karşıt Cu katmanları arasında 100–200 µm dielektrik içeren lamine yığın bunu yapabilir.

 

 

 

Kalın kesitli bakır, iletim modlu lazer kaynağına düşmandır. 1070 nm'de katı bakır gelen enerjinin kabaca %5'ini emer; erime havuzu oluştuğunda emilim keskin bir şekilde artar; bu nedenle 3–5 mm C1100'de anahtar deliği kaynağının, anahtar deliğini stabilize etmek ve hidrojenin kaçmasına izin vermek için 10⁶ W/cm²'nin üzerinde güç yoğunluğuna ve bir yalpalama kafasına (0,5–1,5 mm genlik, 100–300 Hz) ihtiyacı vardır. Sallanma olmadan gözeneklilik kaynak alanının %8'ini aşar ve bağlantı ISO 13919-1 Düzey B'yi karşılayamaz.

 

Cu-Al bağlantıları ikinci bir kısıtlama taşır: CuAl₂ ve Cu₉Al₄ intermetalik bileşikleri kırılgandır ve ana metallerden 5-10 kat daha dirençlidir. IMC katmanını 3–5 µm'den düşük veya eşit bir değerde tutmak, 60 MPa bindirme kesmesine sahip bir bağlantı ile modül istifleme sırasında çatlayan bir bağlantı arasındaki farktır.

 

İşlem	Kalınlık aralığı	Isı girişi / HAZ	Eklem gücü	Döngü süresi	Referans
Fiber lazer kaynağı, 4–6 kW, yalpalama	0,5–5,0 mm Cu; 1,0–3,0 mm Alüminyum	HAZ 0,5–1,5 mm	150 MPa Cu-Cu'dan büyük veya ona eşit; 60 MPa Cu-Al'den büyük veya ona eşit	0,5–3 sn/eklem	ISO 13919-1 Düzey B, ISO 6520-1
Direnç gümüş lehimleme, BAg-8 (780 derece) veya BCuP-5 (645–800 derece, Cu üzerinde kendiliğinden akan)	1,0–6,0 mm	Bütün parça tavlanmış	200 MPa'ya eşit veya daha büyük kesme	8–20 s	AWS A5.8, ISO 17672
Moleküler difüzyon kaynağı Cu-Al	0,2–3,0 mm	400–500 derece, 20–40 MPa, erime yok	IMC 3 µm'den küçük veya eşit, bindirme kesmesi 70 MPa'dan büyük veya eşit	60–180 s	Dahili kaynak spesifikasyonu
Kalıp içi perçinleme, Ag/Cu yekpare perçin	1,0–4,0 mm	Soğuk	Dışarı itme 500 N'den büyük veya eşit	Baskıda 40–80 spm	Baskı kuvveti izleniyor
Ultrasonik metal kaynak	0,2–1,5 mm folyo yığınları	Soğuk	Hücre spesifikasyonuna göre folyo kabuğu	0.3–1.0 s	4 mm'de geçerli değildir

 

Dirençli gümüş sert lehimlemenin, RFQ'larda rutin olarak gözden kaçırılan bir sonucu vardır: tüm parça sert lehimleme sıcaklığına ulaşır, dolayısıyla soğuk işlenmiş C1100 tavlanır. Akma mukavemeti kabaca 300 MPa'dan (H04) 60-80 MPa'ya (tavlanmış) düşer ve lehimleme gevşemeden önce oluşan herhangi bir bükülme veya katlanma olur. Ya sert lehimlemeden sonra oluşur ya da bir sertleştirme nervürü belirleyip yumuşatılmış durumu kabul edin.

 

Arıza akımı iletken üzerinde değil bağlantı noktasında yapılan son kontroldür. Temizlenmiş bir arızadan kaynaklanan adyabatik ısınma ihmal edilebilir düzeydedir - I²t'si 8,0 × 10⁴ A²s (IEC 60269'a göre gR) olan bir sigorta, 400 mm²'lik bir barda 1 J'nin altında enerji harcar. Gerçek sınırlar elektromanyetiktir: 30 mm aralıklı 10 kA taşıyan iki paralel çubuk, 200 mm açıklık başına yaklaşık 133 N itme üretir ve bu, 20 kA'da kabaca 533 N'ye yükselir. Baranın kısa devreye dayanıp dayanmayacağına kesit alanı değil destek aralığı ve katlama geometrisi karar verir.

 

Bara Tasarım Şartnamesini İndirin

 

314Ah'lik bir hücre, çevrim ömrü boyunca %3-4 kalınlıkta büyür. 174 mm genişliğindeki bir hücrede, yani 5-7 mm'lik yığın hareketi; 20 hücreli bir modülde uç plaka yer değiştirmesi çift haneli rakamlara ulaşır ve her hücreden hücreye bara farkı görür. Sert bir çubuk bu yer değiştirmeyi uç kesme kuvvetine dönüştürür.

 

Katlama türü	Eksenel yer değiştirme absorbe edildi	Maksimum harekette reaksiyon kuvveti	Bükülme yarıçapı	Başvuru
U-katlamalı, tek	± 1,5 mm	35 N	R 1,5t'den büyük veya eşit	Bir modül içinde hücreden hücreye
Ω katlama, çift	± 3,0 mm	55 N	R 1,5t'den büyük veya eşit	Modülden modüle, uç plakalar
S-ofset / köpek bacağı	± 0,8 mm	90 N	R 2t'den büyük veya eşit	Havalandırma açıklığı yönlendirmesi
Örgülü bakır esnek	± 6,0 mm	20 N	n/a	HV bağlantısı, servis döngüleri (direnç %+30 vs katı)

 

Yorulma ömrünü belirleyen katlama tasarımı ayrıntıları: Katlama bölgesinde yumuşak temperli C1100 (R220) kullanın, böylece gerilim yoğunlaşmak yerine dağıtılır; yuvarlanan taneciği bükülme çizgisine dik olarak yönlendirin; Tane sınırı çatlamasını önlemek için bükülme yarıçapını 1,5t'ye eşit veya daha büyük tutun; ve herhangi bir tavlama adımından sonra tane boyutunu ASTM E112'ye göre doğrulayın. Hedef, direnç kayması %10'a eşit veya daha az olan 3.000 yer değiştirme döngüsü, ardından UN 38.3 T3 ve SAE J2380 rastgele profillerine göre titreşim (10–2000 Hz, üç eksen), baranın ilk doğal frekansı ya 100 Hz'nin üzerinde ya da hücre yığını modundan bilinçli olarak ayrıştırılmıştır.

 

 

Yöntem	Kalınlık	Dielektrik dayanım	Sürekli derecelendirme	Yanıcılık	Baskın başarısızlık modu
Epoksi toz boya, elektrostatik/akışkan yatak	150–400 µm	>15 kV/mm (tip. 20–30 kV/mm)	130 derece RTI	UL 94 V-0	Çapakta iğne deliği, kenarda kırılma
PET ısıyla daralan makaron	200–500 µm	15–20 kV/mm	125 derece	UL 94 V-0 / VW-1	Kayar, sıkışmış hava cepleri
PVC daldırma kaplama	300–800 µm	10–15 kV/mm	90 derece	UL 94 V-0	Plastikleştirici migrasyonu, çatlama
PA66 / PPS aşırı kalıplama	0,8–2,0 mm	15–25 kV/mm	140 derece	UL 94 V-0	Takım maliyeti, çökme izleri
Mika + seramik silikon koruma (havalandırma bölgesi)	0,5–1,5 mm	>20kV/mm	800 derece kısa vadeli	Yanmaz	Mekanik hasar

 

300 µm'de, 20 kV/mm dereceli bir epoksi kaplama, 4 kV HI-POT'a karşı 6 kV dielektrik boşluk payı sağlar - 150 µm'de 1,1x'e düşen 1,5x marj; bu nedenle Apollo, zemin olarak 150 µm'yi ve havalandırma bölgesi hedefi olarak 400 µm'yi belirtir. Numune parçalar üzerinde kısmi deşarj başlangıç ​​gerilimi kontrol edilir; EN 45545-2 (R22/R23), paketin raya bitişik kurulumlara girdiği durumlarda geçerlidir ve ISO 14001, kaplama hattının VOC ve toz geri kazanım işlemlerini yönetir.

 

 

Progresif bir kalıpta 4 mm C1100'ün damgalanması bir şekillendirme egzersizi değil, bir tonaj ve çapak kontrol egzersizidir. 200 MPa kesme mukavemetinde 5 × 80 mm'lik bir profil için kesme kuvveti, yükleri sıyırma ve çekmeden önce yaklaşık 170 kN'dir, bu nedenle üretim çalışmaları, 8-14 istasyonlu 40-60 spm'de 250-400 tonluk servo preslerde, tasarımın kontak perçinleri gerektirdiği durumlarda kalıp içi kılavuz çekme ve kalıp içi perçinleme üzerinde gerçekleştirilir.

 

karakteristik	Yöntem/gösterge	Sıklık	Kabul
Terminal adımı, delik çapı, yuva genişliği	CMM, 2,4 µm + L/300 µm	İlk/son + 5 adet/lot	± 0,01 mm, Cpk 1,67'den büyük veya eşit
Çapak yüksekliği	Dijital mikroskop / CCD görüşü	100 %	0,05 mm'den küçük veya ona eşit
Kaynak nüfuzu ve gözeneklilik	Metalografik kesit	Her kurulumda 1/500 +	4 mm'lik istifte 1,5 mm'ye eşit veya daha fazla nüfuz, %5'e eşit veya daha az gözeneklilik
Eklem direnci	100 A'da 4 telli mikro ohmmetre	100 %	10 µΩ'dan küçük veya ona eşit
Kaplama kalınlığı	Girdap akımı göstergesi, 5 nokta/parça	ISO 2859-1'e göre AQL 0,65	150–400 µm, Cpk 1,33'ten büyük veya eşit
Dielektrik	AC HI-POT	100 %	4 kV AC / 60 s, 5 mA'dan küçük veya eşit
Patlama basıncı (sıvı soğutmalı modeller)	Hidrostatik teçhizat	1/500	8 bar / 60 s, kopma yok
Termal bisiklet	Oda −40 / +85 derece	3 adet/grup	300 döngü, ΔR %10'a eşit veya daha az
Tuz spreyi	ISO 9227 NSS	Üç ayda bir	480 saat, baz metal korozyonu yok
Malzeme doğrulama	Spektrometre + değirmen sertifikası	Isı partisi başına	Cu %99,90'dan büyük veya eşit, %100'den büyük veya eşit IACS

 

Belgeler IATF 16949 kapsamında, PPAP Seviye 3, IMDS girişi, RoHS ve REACH bildirimleri ve değirmen sertifikasından bitmiş palete kadar tam ısı partisi izlenebilirliği ile birlikte gönderilir.

 

 

 

Bir şirket için T1 numune teslim süresi nedir?özel 314Ah prizmatik hücre barasıve PPAP Seviye 3 dahil mi?
T1 damgalı numuneler, yumuşak takımlarla işleme ilişkin DFM onayından 15-20 iş günü sonra gönderilir; sert bir ilerici kalıp 35-45 gün sürer. PPAP Seviye 3, ilk üretim partisi boyut raporları, CMM verileri, kaynak kesitleri, HI-POT ve tuz spreyi kayıtları ile birlikte gönderilir.

Epoksi toz kaplı ESS baralarında kaplama kalınlığını ve dielektrik dayanımını nasıl doğrularsınız?
Kalınlık, girdap akımı ölçer ile parça başına beş noktada ölçülür: 150–400 µm, Cpk 1,33'ten büyük veya eşittir. Her parça 60 saniye boyunca 4 kV AC HI-POT'u, 5 mA'nın altında sızıntıyı, artı lot başına 6 kV DC dalgalanmayı ve 480 saat ISO 9227 tuz spreyini geçer.

4 mm'lik C1100 progresif kalıptan ne kadar takım ömrü bekleyebiliriz ve takımın sahibi kimdir?
Toz metalurjisi eklentilerine sahip 4 mm'lik C1100 progresif kalıp, her 150.000'de bir yeniden taşlama ile 1,5-2 milyon vuruş için derecelendirilmiştir. Aracın mülkiyeti son ödemede size aktarılır; Apollo onu beş yıl boyunca ücretsiz olarak saklar ve korur.