动力锂电池PACK应用中铜汇流排、铝汇流排、 铜铝复合汇流排综合性能及可靠性分析

2024-05-20 09:35   江苏  

在做铜汇流排、铝汇流排、铜铝复合汇流排过流能力及可靠性分析前,我们先要进行材料定义,尤其是铜铝复合汇流排的材质的铜铝比例为1:4,即含铜量为20%的铜铝复合汇流排。综合性能比较结果如下:

①三种汇流排的电阻率比较:
铜汇流排(0.018)<铜铝复合汇流排(0.024)<铝汇流排(0.030)

②三种汇流排的导电率比较:
铜汇流排(97.5%)>铜铝复合汇流排(71%)>铝汇流排(59%)

③三种汇流排的过流能力比较:
铜汇流排>铜铝复合汇流排>铝汇流排

④三种汇流排的密度比较:
铜汇流排(8.89)>铜铝复合汇流排(3.94)>铝汇流排(2.71)

⑤三种汇流排的接触电阻比较:
铜汇流排≈铜铝复合汇流排<铝汇流排

⑥三种汇流排的综合性价比比较:
铜铝复合汇流排>铝汇流排>铜汇流排

除了以上几点,铝汇流排表面易氧化,因此其对焊接设备和工艺要求更高。另外,在长期使用后,铝汇流排表面的氧化层会增加接触电阻,从而导致过流能力的大幅下降。铜铝复合汇流排采用铜表面进行接触导电,克服了铝汇流排接触面的接触电阻的天然缺陷。综上,在过流能力允许的情况下,铜铝汇流排在性能上完全可以替代铜汇流排,而且性价比是最高的。

我们对铜铝复合材料的导电寿命进行了大量模拟实验,其结果是:铜铝复合汇流排在长期通过大电流的情况下,其材质和铜铝界面的性能变化都很小。这说明了铜铝复合汇流排长期导电的能力和可靠性非常好。经过零下50℃到100℃,模拟锂电池的最恶劣的工况,测试了铜铝复合汇流排的铜铝热胀冷缩结合界面的结合强度,最终结果也证明了铜铝复合汇流排完全可以没有在铜铝界面产生应力而脱落的现象。

铜铝复合汇流排越来越多地被新能源汽车所采用,这是车身轻量化的必然选择,也是技术降低成本的典型应用。当前,铜铝复合汇流排已经逐步的批量应用于主流锂电池PACK环节,将来一定会面向更为广阔的市场需求和应用空间。


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