Membuat busbar untuk peralatan pengecasan EV

Kilang suis gear yang mengambil kerja pengecasan EV lazimnya mendapati bahagiannya mudah tetapi prosesnya sukar. Barnya kecil, keratannya nipis, keperluan tanajnya remeh. Apa yang menangkap orang ialah jalur toleransinya lebih ketat berbanding kerja suis gear, saiz kelompoknya lebih kecil, lukisannya berubah antara larian pengeluaran, dan tepi yang buruk kembali sebagai kegagalan penebatan lapan belas bulan dalam perkhidmatan dan bukan sebagai aduan kosmetik semasa penerimaan barang.

Rupa bahagian-bahagian itu

Peralatan pengecasan EV terbahagi kepada dua populasi busbar yang agak berbeza.

Bahagian AC dan pengagihan dalam kabinet pengecas kelihatan biasa: tembaga segi empat tepat, 6 hingga 10 mm tebal, ditebuk dan dibending, sambungan berbolt, lebih kurang seperti papan agihan kecil. Tiada apa-apa yang luar biasa padanya.

Bahagian DC ialah tempat kerjanya berubah. Seni bina pengecasan telah menumpu pada julat operasi lebih kurang 200 hingga 920 V DC bagi pemasangan CCS, dengan spesifikasinya membenarkan seluas 50 hingga 1000 V DC. Megawatt Charging System yang kini sedang digunakan bagi kenderaan berat berkadaran 1,250 V dan 3,000 A DC. Angka-angka itu bermakna konduktor yang pendek, lebar dan nipis membawa arus yang sangat tinggi antara modul kuasa, dan ia bermakna konduktor itu dipadatkan cukup rapat sehingga udara sahaja tidak lagi melakukan kerja penebatan.

Kerja bahagian DC dan sambung-antara modul yang lazim berjalan pada ketebalan 1.5 hingga 6 mm, selalunya kurang daripada 300 mm panjang, dalam kuantiti berpuluh hingga beratus rendah bagi setiap konfigurasi. Bahagiannya kerap dilaminat atau ditebat dengan filem dan bukan dibiarkan telanjang. Dan semakan lukisan berubah, kerana elektronik kuasa di dalam kabinet pengecas berada pada kitaran produk dua hingga tiga tahun, bukan dua puluh tahun.

Antara muka berlaminat dan bertebat

Tiga pendekatan penebatan mendominasi, dan setiap satu meletakkan tuntutan yang berbeza pada logamnya.

Laminasi filem melekatkan poliester atau poliimida pada konduktor, kadangkala dengan dua atau lebih konduktor dibina ke dalam satu tindanan untuk mengurangkan induktans gelung. Filemnya nipis, selalunya jauh di bawah satu milimeter, dan ia mesti mengikut bentuk tepi konduktor tanpa menipis atau merentang.

Salutan serbuk mengenakan serbuk epoksi secara elektrostatik dan mematangkannya dalam ketuhar. Ia murah dan ia bertahan semasa pengendalian. Ia juga tidak memaafkan geometri tajam, kerana semasa pematangan salutan itu mengalir dan tegangan permukaan menariknya menjauhi tepi cembung, meninggalkan filem itu pada keadaan paling nipis tepat di tempat medan paling tinggi.

Pengacuan lampau dan pengkapsulan meletakkan konduktor dalam satu alat dan mengacukan resin di sekelilingnya, atau memasu keseluruhan pemasangan itu. Itu memberikan hasil mekanikal yang terbaik dan toleransi paling rendah terhadap udara terperangkap, kerana rongga yang terbentuk semasa pengacuan termeterai di dalam dan tidak boleh diperiksa tanpa ujian dielektrik yang mungkin lulus juga.

Panduan yang diterbitkan tentang pengkondisian tepi busbar berlaminat mengenal pasti empat pendekatan: tepi terbuka, tertutup picit (pinch sealed), FR4 dan tepi terisi epoksi. Penutupan picit memerlukan pertindihan bahan penebat sekurang-kurangnya dua kali ketebalan konduktor melepasi tepi tembaga, dan pertindihan itu hanya berkesan jika tepi tembaga berada di tempat yang dinyatakan oleh lukisan. Ia satu kekangan pembuatan yang dipakaikan sebagai pilihan reka bentuk.

Tepi ialah tempat penebatan gagal

Kualiti chamfering mendominasi sektor ini atas sebab fizikal yang kebanyakan spesifikasi nyatakan sebagai satu dimensi kosong tanpa menyebut dari mana ia datang.

Mulakan dengan geometrinya. Tepi yang diricih atau ditebuk bukanlah bersegi tepat. Ia mempunyai lengkungan tepi di sisi masuk die, satu jalur berkilat, satu zon patah dan satu gerigis di sisi keluar. "Sudut" itu sebenarnya ialah jejari beberapa puluh mikrometer, dan di sesetengah tempat ia hujung gerigis dengan jejari yang lebih kecil daripada itu.

Sekarang letakkan penebat padanya. Apa pun prosesnya, bahan itu terpaksa membuat pusingan sudut tepat mengelilingi sudut tersebut. Filem merentang dan bukannya mengikut bentuk. Serbuk menarik diri. Resin acuan terpaksa mengisi sudut re-entrant melawan tegangan permukaannya sendiri dan melawan apa jua udara yang sudah berada di situ. Dalam setiap kes, hasil yang berkemungkinan ialah satu poket udara kecil terperangkap antara konduktor dan penebat, tepat di sudut itu.

Poket itulah masalahnya, atas dua sebab yang saling menggandakan.

Pertama, medan paling tinggi di situ. Medan elektrik menumpu pada ciri konduktor yang cembung, dan bagi jejari yang kecil, peningkatan setempatnya berskala lebih kurang dengan songsangan jejari itu. Hujung gerigis 20 µm dalam medan yang selesa merentas muka rata tidak selesa di hujung itu.

Kedua, udara ialah bahan paling lemah dalam pemasangan itu dan ia membawa lebih daripada bahagiannya bagi medan tersebut. Dalam rongga yang dikelilingi dielektrik pepejal, medan dalam rongga itu lebih tinggi daripada medan dalam pepejal lebih kurang mengikut nisbah ketelusan relatif kedua-duanya. Epoksi dan poliester berada sekitar 3 hingga 4; udara ialah 1. Jadi rongga itu menerima tiga hingga empat kali ganda medan resin di sekelilingnya, sambil mempunyai kira-kira satu persepuluh kekuatan dielektriknya.

Rongga itu terion, dan setelah ia terion ia tidak berhenti. Nyahcas separa menghakis penebatan dari dalam, kaviti terhakis itu membesar, aktiviti nyahcas membesar bersamanya, dan bahagian itu akhirnya gagal pada voltan yang pernah ditahannya pada hari ia diuji. Literatur penyelidikan tentang busbar berlaminat konsisten tentang perkara ini: permulaan PD dalam kecacatan terbenam berlaku pada beberapa kilovolt, yang berada di dalam julat operasi seni bina 800 V atau 1000 V DC apabila voltan lampau fana turut dikira.

Tepi berjejari mengurangkan faktor peningkatan itu, dan yang lebih berguna, ia memberi bahan penebat satu geometri yang boleh dibasahi dan diikuti bentuknya. Medan itu tidak pernah menjadi seragam; ia menjadi boleh dihadapi. Itulah keseluruhan hujah bagi chamfering dalam aplikasi ini, dan ia bersandar pada fizik dan bukan pada satu fasal.

Apa yang standard sebenarnya nyatakan tentangnya

IEC 60664-1 ialah standard penyelarasan penebatan, dan ia rujukan yang betul bagi angka jarak bebas dan jarak rayapan dalam reka bentuk pengecas. Jarak bebas datang daripada voltan tahan impuls berkadar digabungkan dengan darjah pencemaran dan altitud; jarak rayapan datang daripada voltan kerja digabungkan dengan darjah pencemaran dan indeks penjejakan perbandingan bahan penebat itu. Itulah parameter yang menjadi pegangan pereka bentuk pengecasan EV.

Apa yang IEC 60664-1 tidak lakukan ialah menyuruh anda melakukan chamfering. IEC 61439 juga tidak. Itu perlu dinyatakan, kerana banyak bahan pembekal mendakwa IEC 61439 mewajibkan jejari tepi busbar, sedangkan fasal sebegitu tidak wujud. Jejari tepi ialah cara kejuruteraan untuk memenuhi peruntukan dielektrik, jarak bebas dan jarak rayapan, dan untuk menjadikan sesuatu proses penebatan itu boleh dihasilkan. Jika spesifikasi pelanggan menuntut jejari tertentu, angka itu datang daripada proses penebatan mereka, jadi tanyakan proses yang mana. Jawapannya mengubah maksud "baik": jejari yang disaizkan untuk penutupan picit bukanlah jejari yang disaizkan untuk salutan serbuk.

Rupa tepi yang baik di lantai kilang

Dua operasi berasingan, yang sering dicampuradukkan.

Deburring membuang gerigis dan oksida. Ia operasi keadaan permukaan merentas keseluruhan muka, dan itulah yang anda lakukan sebelum penyaduran atau sebelum sebarang filem berlekat dipasang. Mesin deburring dua peringkat yang mengendalikan ketebalan 0.5 hingga 50 mm pada 5 hingga 30 m/min membawa keseluruhan kelompok kepada satu keadaan yang seragam, dan itu lebih penting bagi lekatan salutan berbanding kemasan puratanya.

Chamfering ialah pembuangan sudut secara terkawal kepada satu profil yang ditakrifkan. Pada bahagian EV yang nipis, di sinilah kesukarannya, kerana bar 2 mm mempunyai sangat sedikit sudut untuk dibuang dan chamfer yang kasar memakan keratan yang telah disaizkan untuk arus. Mesin chamfering CNC yang bekerja pada stok setebal 3 hingga 15 mm dengan penentududukan dan kebolehulangan ±0.05 mm, berserta spindal BT40 sehingga 6,000 rpm, menghasilkan profil yang sama pada bahagian pertama dan bahagian keempat ratus. Pengisar meja tidak begitu, dan pada bahagian berlaminat yang pertindihan filemnya ditetapkan terhadap tepi tembaga, chamfer yang merayau ialah chamfer yang menggerakkan tepi itu.

Urutan sama pentingnya dengan operasi itu sendiri. Lakukan chamfering sebelum deburring, supaya laluan deburring membersihkan gerigis sekunder yang ditimbulkan oleh pemotong chamfering; lakukan deburring sebelum sebarang penyaduran atau salutan, kerana oksida di bawah salutan ialah kegagalan ikatan yang menunggu satu kitaran terma; dan jangan bending selepas menyalut melainkan spesifikasi salutan itu membenarkannya, kerana gentian luar sesuatu bending meregang dan salutan yang berterusan pada jejari 3 mm mungkin tidak begitu pada 2 mm. Pada pemasangan berlaminat, pembentukan mesti selesai sebelum laminasi, titik.

Dua pemeriksaan praktikal yang menangkap kebanyakan masalah sebelum ia sampai ke barisan penebatan. Lihat sudut itu di bawah pembesaran dan bukan menjalankan ibu jari padanya, kerana ibu jari menemui gerigis tetapi terlepas lipatan re-entrant. Dan periksa chamfer pada bahagian terakhir sesuatu kelompok, bukan yang pertama, kerana kehausan alat pada tembaga adalah perlahan dan terkumpul, serta muncul sebagai jejari yang mengecil secara beransur-ansur.

Masa penukaran ialah kekangan pengeluaran

Lima puluh bahagian bagi satu konfigurasi, kemudian satu semakan, kemudian lapan puluh bagi yang berikutnya. Itulah irama kerja pengecasan EV, dan ia bermakna mesin menghabiskan lebih banyak hayatnya disediakan berbanding dijalankan. Tiga perkara menentukan berapa banyak syif yang anda hilang kepadanya.

Keupayaan turet didahulukan. Keluarga bahagian berkepelbagaian tinggi memerlukan banyak saiz lubang, dan setiap alat yang tiada dalam turet ialah satu penukaran alat secara manual di pertengahan kerja. Pusat pemprosesan dengan 24 stesen alat, boleh dilanjutkan kepada 36, akan menjalankan senarai kerja bercampur tanpa operator menyentuh peralatannya. Kerja yang sama pada mesin dengan lapan stesen menjadi satu latihan penjujukan yang mana anda mengumpulkan bahagian mengikut alat dan bukan mengikut tarikh penghantaran, dan kos penjadualan itu kekal tidak kelihatan sehingga seseorang mengukurnya.

Kemudian masa program-ke-bahagian, iaitu kos tersembunyi tunggal yang terbesar dalam kerja berjumlah rendah. Jika satu semakan mengambil satu jam pengaturcaraan manual, keluarga produk pada kitaran dua tahun membakar berminggu-minggu masa kejuruteraan yang tidak pernah disebut harga. Perisian yang mengimport geometri dan menghasilkan program tanpa menaip semula dimensi menghapuskan kedua-dua jam itu dan ralat penyalinan yang datang bersama penaipan semula.

Nesting yang ketiga. Bahagian kecil daripada stok nipis menghasilkan banyak sisa potongan, dan nesting seluruh projek dengan perpustakaan sisa bar membolehkan kerja berikutnya menggunakan baki kerja sebelumnya. Pada kilang yang menjalankan lima puluh nombor bahagian sebulan, itu muncul dalam angka hasil bahan, bukan sekadar dalam rak yang lebih kemas.

Bagi hujung kerja yang lebih ringan, mesin serba lengkap padat pada 300 kN yang merangkumi 160 × 15 mm lazimnya lebih daripada cukup tanajnya. Tanaj tidak pernah menjadi kekangannya. Masa penyediaan yang menjadi kekangan.

Jika anda sedang menyemak sama ada keratan nipis akan menerima satu bending tanpa retak pada jejari yang ditetapkan oleh lukisan anda, kalkulator daya bending akan memberi anda dayanya dan membolehkan anda menyemak kewarasan bukaan die sebelum anda memotong logam.