1 Prezentare generală a conectorilor bateriei
(1) Componente cheie pentru conectarea bateriilor
Fiind o componentă cheie pentru conectarea electrozilor pozitivi și negativi ai unei baterii, conectorii bateriei joacă un rol crucial în performanța și siguranța bateriei. Poartă responsabilitatea transmiterii curentului, iar calitatea acestuia afectează direct puterea de ieșire și stabilitatea bateriei. De exemplu, la vehiculele cu energie nouă, diferite componente vor experimenta grade diferite de vibrații și deformare în timpul funcționării vehiculului, iar conectorii bateriei trebuie să asigure o transmisie stabilă a curentului în această situație. Dacă există o problemă cu piesa de conectare, aceasta poate provoca o funcționare instabilă a acumulatorului și poate duce chiar la probleme de siguranță.
(2) Zone de aplicare multiple
Conectorii bateriei sunt utilizați pe scară largă în mai multe domenii. În domeniul dispozitivelor electronice, precum telefoanele mobile, laptopurile, power bank-urile etc., conectorii bateriei asigură alimentarea normală a dispozitivelor. Luând telefoanele mobile ca exemplu, conectorii compacti pentru baterii pot realiza o transmisie eficientă a curentului într-un spațiu limitat, oferind suport stabil de energie pentru diferite funcții ale telefonului. În domeniul vehiculelor electrice, conectorii bateriei sunt indispensabili. Datorită cerințelor de performanță extrem de ridicate ale vehiculelor electrice pentru baterii, placa de conectare trebuie să aibă o rezistență bună la oboseală, rezistență electrică redusă și rezistență la oxidare și rugină. De exemplu, piesa de legătură din material „nichel” are o textură dură, o ductilitate puternică și nu reacționează cu oxigenul din aer la temperatura camerei, ceea ce o face foarte potrivită pentru utilizarea în bateriile de putere pentru vehicule electrice. În plus, conexiunea în serie sau paralelă între modulele bateriei cu litiu de stocare a energiei este completată și de plăci de circuite și piese de conectare.Un capăt al piesei de conectare este conectat la polul pozitiv sau negativ al bateriei cu litiu, iar celălalt capăt este conectat la placa de circuit conductivă, care joacă un rol în transmiterea curentului și este crucială pentru funcționarea normală a acumulatorului de energie cu litiu. baterie. Pe scurt, conectorii bateriei joacă un rol important în domenii precum dispozitivele electronice, vehiculele electrice și stocarea energiei.
2 Puncte de proiectare și studii de caz
(1) Analiza punctelor de proiectare
Economii de materiale:Proiectarea rezonabilă de către inginerii de proiectare poate economisi 20% din costurile materialelor înainte de procesul de ștanțare a conectorilor bateriei. Periferia exterioară a conectorului bateriei trebuie proiectată cu colțuri rotunjite cât mai mult posibil; Distanța dintre card și margine trebuie să fie de cel puțin 0,2 mm, iar lățimea materialului produsului trebuie să fie de numai 32 mm. În acest fel, la proiectarea matriței, este necesar să predecupați mai întâi linia de margine comună, altfel matrița continuă va deforma vârfurile cardului perforat la perforarea liniei de margine. Acul de perforare pentru liniile de pretăiere ar trebui să aibă o lățime de cel puțin 1,5 mm. Cerințele pentru lipirea cardului dintr-o singură bucată sunt aceleași, în speranța de a menține o distanță de cel puțin 0,2 mm față de linia de margine. În același timp, este recomandabil să nu proiectați conectori de baterie cu pini de lipit, deoarece proiectarea pinii de lipit exclusiv pentru a securiza celulele bateriei poate dubla costul material al arcului bateriei. Dacă sunteți îngrijorat de stabilitatea celulelor bateriei după instalare, vă puteți concentra pe designul clemelor cu arc pentru baterie.
Evitați redundanța de proiectare:În timpul procesului de proiectare, părțile redundante trebuie evitate pe cât posibil pentru a îmbunătăți caracterul practic și economia conectorilor bateriei. De exemplu, evitați proiectarea știfturilor de lipit inutile, reduceți costurile materialelor și eficientizați procesele de producție.
Specificații și dimensiuni rezonabile:Determinați specificațiile și dimensiunile primei zone efective pe baza zonei de sudare dintre piesa de legătură și urechea stâlpului. Diametrul orificiului circular circular este de 15-25 mm, lungimea substratului este de 130-150 mm și intervalul de lățime este de 120-140 mm. Distanța centrală dintre găurile de poziționare adiacente este de 20-25mm, iar diametrul găurilor de poziționare este de 3-5mm. Distanța dintre centrele a două găuri circulare de trecere este de 75-85mm. Aceste specificații și dimensiuni rezonabile ajută la îmbunătățirea performanței și stabilității conectorilor bateriei.
Îmbunătățiți capacitatea de supracurent:Configurarea structurilor și fantelor armate poate îmbunătăți capacitatea de supracurent. Prin instalarea unei structuri de armare și a unei fante pe o parte a corpului piesei de legătură, rezistența structurală a corpului piesei de conectare poate fi crescută prin setarea structurii de armare, iar setarea fantului poate facilita infiltrarea și circulația electrolit. Prin stabilirea unei flanșe pe marginea exterioară a corpului piesei de conectare, zona de sudare dintre piesa de legătură și carcasă poate fi mărită, sporind capacitatea de supracurent și obținând o rată mare de încărcare și descărcare a celulei bateriei.
(2) Prezentarea cazului de proiectare
1. O piesă de conectare a bateriei cu o formă regulată:O piesă de conectare a bateriei cuprinde un corp de bază, al cărui corp principal are formă dreptunghiulară și trei fante semicirculare perforate simetric pe două laturi opuse. Cele trei fante semicirculare sunt dispuse echidistante de-a lungul marginii corpului de bază. Cealaltă parte a substratului are o porțiune îndoită care este formată integral cu substratul și există mai multe găuri de poziționare pe porțiunea îndoită. Există, de asemenea, câteva caneluri de trecere pe substrat, care sunt în formă de aproape S compusă din două forme de U. Mai multe caneluri de trecere sunt distribuite uniform pe substrat și fiecare canelură de trecere formează două margini proeminente. Fiecare margine proeminentă este ștanțată și întinsă cu două puncte proeminente. Există, de asemenea, două găuri circulare simetrice de trecere pe substrat și există mai multe caneluri tăiate prin perforare, fiecare având o secțiune proeminentă integrată cu substratul. Acest design permite sudarea și asamblarea automată a conectorilor bateriei atunci când sunt instalate pe modulele bateriei, rezultând o eficiență mai mare a producției și procesării. În plus, procesul de deschidere a matriței pentru producerea conectorilor de baterie menționați mai sus este simplificat, ceea ce ajută la îmbunătățirea eficienței producției.
2. Un grup de plăci de conectare a bateriei cu protecție dublă:cuprinzând mai multe seturi de module de placă de conectare a bateriei, fiecare modul de placă de conectare a bateriei incluzând o primă placă de conectare a bateriei, o a doua placă de conectare a bateriei și o a treia placă de conectare a bateriei conectate în succesiune. Un prim comutator de control al temperaturii este prevăzut între prima piesă de conectare a bateriei și a doua piesă de conectare a bateriei, iar un al doilea comutator de control al temperaturii este prevăzut între a doua piesă de conectare a bateriei și a treia piesă de conectare a bateriei. Primul comutator de control al temperaturii și al doilea comutator de control al temperaturii sunt echipate cu o primă parte de contact și, respectiv, o a doua parte de contact. Suprafețele superioare și inferioare ale primei piese de conectare a bateriei, celei de-a doua piese de conectare a bateriei și a treia piesă de conectare a bateriei sunt toate prevăzute cu straturi de izolație, iar modulele adiacente ale piesei de conectare a bateriei sunt conectate prin piese de izolație. Acest design utilizează un comutator de control al temperaturii ca dispozitiv de protecție de siguranță, care poate monitoriza temperatura bateriei în timp real. Când temperatura este prea mare, se oprește automat pentru protecție, prevenind acumularea continuă de căldură să provoace consumarea bateriei și oferind protecție dublă.
3. Conectori de baterie ușor de instalat:inclusiv conectori din stânga și din dreapta aranjați unul lângă altul în paralel, precum și mai mulți conectori distribuiți pe direcția lungimii conectorilor din stânga și din dreapta. Piesa de conectare include un manșon de alunecare stânga, un manșon de alunecare din dreapta și o parte de conectare conectată între manșonul de alunecare stânga și manșonul de alunecare din dreapta. Piesa de legătură stângă trece secvenţial prin manşonul de alunecare din stânga a fiecărei piese de legătură, iar piesa de legătură din dreapta trece secvenţial prin manşonul de alunecare din dreapta a fiecărei piese de legătură. Piesa de conectare este prevăzută cu un orificiu de conectare pentru trecerea stâlpului bateriei. Datorită alunecării longitudinale a piesei de legătură pe piesele de legătură din stânga și din dreapta, piesa de legătură poate fi glisată pentru a regla poziția orificiului de legătură în timpul conexiunii, astfel încât fiecare orificiu de legătură să fie aliniat cu precizie cu polul bateriei respective, care are aplicabilitate puternică și instalare ușoară.
4. Grup de plăci de conectare a bateriei de tip de siguranță:cuprinzând mai multe seturi de module de placă de conectare a bateriei, fiecare modul de placă de conectare a bateriei incluzând o primă placă de conectare a bateriei, o a doua placă de conectare a bateriei și o a treia placă de conectare a bateriei conectate în succesiune. Un prim comutator de control al temperaturii este prevăzut între prima piesă de conectare a bateriei și a doua piesă de conectare a bateriei, iar un al doilea comutator de control al temperaturii este prevăzut între a doua piesă de conectare a bateriei și a treia piesă de conectare a bateriei. Primul comutator de control al temperaturii și al doilea comutator de control al temperaturii sunt echipate cu o primă parte de contact și, respectiv, o a doua parte de contact. Suprafețele superioare și inferioare ale primei piese de conectare a bateriei, celei de-a doua piese de conectare a bateriei și a treia piesă de conectare a bateriei sunt toate prevăzute cu straturi de izolație, iar modulele adiacente ale piesei de conectare a bateriei sunt conectate prin piese de izolație. Acest design unul din trei încorporează un comutator de control al temperaturii, oferind protecție dublă. Metoda de conectare este simplă și poate fi asamblată conform dispoziției bateriei.
3 Precauții și metode de producție
(1) Precauții
Este esențial să subliniem că specificațiile piesei de ieșire sunt conforme cu specificațiile materialelor BOM, ceea ce asigură o potrivire precisă între piesa de conectare a bateriei și alte componente, asigurând astfel funcționarea normală a sistemului de baterii. De exemplu, în anumite pachete de baterii, dacă specificațiile piesei de ieșire nu se potrivesc, poate cauza transmisie instabilă a curentului și poate afecta performanța dispozitivului.
Asigurarea calității îmbinărilor de lipit este unul dintre factorii cheie pentru fiabilitatea conectorilor bateriei. Sudarea prin scurgere poate cauza întreruperea transmisiei curentului, sudarea virtuală poate provoca un contact slab în timpul utilizării, explozia poate deteriora piesa de legătură și chiar poate prezenta pericole pentru siguranță, iar bavurile evidente pot afecta etanșeitatea și stabilitatea conexiunii. Conform statisticilor, îmbinările de lipire slabe pot crește rata de defecțiune a bateriilor cu mai mult de 30%.
Cerința de a nu mai puțin de 6 îmbinări de lipit în fiecare punct al piesei de ieșire/conexiune este de a asigura fermitatea conexiunii. Mai multe îmbinări de lipit pot dispersa curentul, pot reduce riscul de supraîncălzire locală și pot îmbunătăți stabilitatea și durabilitatea conexiunii. De exemplu, în unele aplicații de baterie de mare putere, suficiente îmbinări de lipit pot reduce în mod eficient rezistența și pot îmbunătăți eficiența de ieșire a bateriei.
De asemenea, este foarte important să preveniți căderea covorașului de suprafață în timpul temelor. Funcția suportului de suprafață este de a proteja suprafața piesei de conectare, de a preveni zgârierea și deteriorarea. Dacă suportul de suprafață cade, nu numai că va afecta aspectul piesei de conectare, dar poate provoca și un contact slab între piesa de conectare și alte componente. Prin urmare, odată ce se constată că placa de suprafață a căzut, trebuie reluată pentru a asigura calitatea și performanța piesei de legătură.
Când vârful acului de cupru al mașinii de sudat prin puncte devine negru, punctul negru de pe acul de cupru trebuie îndepărtat imediat cu o racletă înainte de a relua sudarea în puncte. Înnegrirea vârfului acului de cupru poate fi cauzată de utilizarea prelungită sau de temperaturi ridicate în timpul procesului de sudare. Dacă nu sunt tratate în timp util, acele de cupru înnegrite pot afecta calitatea sudurii și pot duce la îmbinări de lipire slabe.
În caz de fum anormal, zgomot anormal etc. de la mașină sau instrument, întrerupătorul de alimentare trebuie oprit în timp util, funcționarea mașinii sau instrumentului trebuie oprită și supervizorul superior trebuie raportat. Acest lucru este pentru a preveni defecțiunile echipamentelor să crească în continuare și să provoace accidente de siguranță. Raportarea la timp a situațiilor anormale poate permite profesioniștilor să efectueze reparații și manipulare în timp util, asigurând siguranța și stabilitatea procesului de producție.
(2) Introducere în metodele de producție
Conectorii bateriei sunt de obicei realizate prin ștanțare la rece cu matrițe de ștanțare. Această metodă de prelucrare constă în aplicarea unei presiuni asupra materialului metalic la temperatura camerei folosind o matriță instalată pe o mașină de presare, provocându-l să se separe sau să sufere deformare plastică, pentru a obține piesa de conectare a bateriei dorită.
Când sudați prin puncte piesa de ieșire și piesa de conectare, mai întâi apăsați comutatorul de alimentare al mașinii de sudură prin puncte cu puls dublu în poziția „pornit” și porniți alimentarea. Apoi confirmați că toți parametrii echipamentului bateriei au fost depanați și pregătiți materialele și instrumentele aferente conform tabelului de setare a parametrilor, cum ar fi mașina de sudat prin puncte cu cap dublu, instrumentul de pilire, dispozitivul de presare, cheia hexagonală etc. Când depanați parametrii echipamentul mașinii de sudare în puncte a bateriei, acesta trebuie să îndeplinească cerințele de calitate înainte de a putea fi efectuate operațiunile de sudare. La sudarea în puncte, trebuie să se acorde atenție tensiunii de sudare în puncte, iar valoarea tensiunii trebuie să se încadreze în intervalul de control al calității.
Pașii specifici sunt următorii: ridicați o baterie cu borna negativă în sus, luați o piesă de plumb cu un orificiu circular în exterior și sudați piesa de plumb în poziția de mijloc a bornei negative a bateriei. Apoi, întoarceți acumulatorul cu piesa de ieșire din plumb îndreptată spre interior. Luați o piesă de legătură și puneți-o deasupra piesei de ieșire. Sudați în puncte piesa de conectare în poziția de mijloc a bornei negative a bateriei, formând o linie dreaptă cu piesa de ieșire. Apoi ridicați o altă baterie cu borna negativă în sus și sudați la punct capătul expus al conectorului primei baterii în poziția de mijloc a terminalului negativ al celei de-a doua baterii. În cele din urmă, așezați acumulatorul care a fost sudat la puncte în serie pe dispozitivul de compresie și apăsați fiecare celulă de baterie spre mijloc cu forță pentru a lega strâns cele două baterii, formând o linie dreaptă. După terminarea temelor, curățați banca de lucru și opriți întrerupătorul de alimentare al aparatului de sudură în puncte.
4 Perspective de dezvoltare viitoare
(1) Rezumatul realizărilor în materie de design și inovare
Au fost realizate realizări semnificative în proiectarea și inovarea conectorilor bateriei. De la economisirea costurilor cu materialele până la evitarea redundanței de proiectare, până la specificații rezonabile și creșterea capacității de supracurent, toate reflectă eforturile continue ale industriei de a urmări eficiența, economia și stabilitatea. Diverse modele inovatoare în carcasa de design, cum ar fi conectorii de baterie cu formă regulată, au îmbunătățit eficiența producției și capabilități de asamblare automată; Grupul de plăci de conectare a bateriei cu protecție dublă și grupul de plăci de conectare a bateriei de tip de siguranță oferă o protecție de siguranță mai fiabilă prin comutatoarele de control al temperaturii; Conectorii bateriei ușor de instalat sporesc aplicabilitatea și confortul de instalare. Aceste realizări nu numai că îmbunătățesc performanța conectorilor bateriei, dar oferă și mai multe opțiuni pentru aplicații din diferite domenii.
(2) Tendințe viitoare de dezvoltare
1. În ceea ce privește materialele:Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei, materialele pentru conectorii bateriei în viitor vor deveni mai diverse și mai performante. De exemplu, aplicarea de noi materiale compozite este de așteptat să îmbunătățească conductivitatea, rezistența și rezistența la coroziune a conectorilor. Conform previziunilor instituțiilor de cercetare de piață, până în 2030, proporția de noi materiale compozite pe piața globală a conectorilor pentru baterii va ajunge la peste 30%. În același timp, cererea de materiale ecologice va continua să crească pentru a satisface cerințele dezvoltării durabile.
2. Din punct de vedere al tehnologiei:Tehnologia de sudare va continua să inoveze și să se optimizeze. Tehnologia de sudare prin difuzie și tehnologia de sudare cu laser vor deveni mai mature, obținând o precizie mai mare și conexiuni mai stabile. Avantajele tehnologiei de sudare cu laser, cum ar fi zona mică afectată de căldură și adâncimea mare de sudură, vor fi utilizate în continuare, rezultând o deteriorare termică mai mică a conectorilor bateriei. În același timp, dezvoltarea tehnologiei inteligente de sudare va îmbunătăți eficiența producției și consistența calității. De exemplu, prin controlul precis al formei de undă a laserului, sistemul poate selecta automat valorile optimizate ale formei de undă pe baza diferitelor materiale pentru a obține cel mai bun efect de sudare.
3. În ceea ce privește aplicarea:Odată cu dezvoltarea rapidă a vehiculelor noi cu energie, stocarea energiei și alte domenii, aplicarea conectorilor bateriei va deveni mai răspândită. În domeniul vehiculelor cu energie noi, cererea de conectori de înaltă performanță pentru baterii va continua să crească pentru a satisface cerințele de gamă mai mare și viteze de încărcare mai rapide ale vehiculelor electrice. În domeniul stocării energiei, pe măsură ce dimensiunea pieței bateriilor de stocare a energiei continuă să se extindă, cerințele pentru stabilitatea și fiabilitatea pieselor de legătură vor fi și ele mai mari. În plus, cererea de miniaturizare, ușurare și eficiență ridicată a conectorilor bateriei în domenii precum dispozitivele electronice portabile și rețelele de celule solare vor conduce, de asemenea, inovații continue în industrie.
Viitorii conectori pentru baterii vor continua să se dezvolte și să inoveze în materiale, tehnologie și aplicații, oferind un sprijin mai puternic pentru dezvoltarea dispozitivelor electronice, vehiculelor electrice, stocarea energiei și în alte domenii.