Dansite segondè a ak pri nan fil kwiv tradisyonèl nan otomobil yo te pouse endistri a yo chèche materyèl altènatif yo reyalize rediksyon pri ak lightweighting. Aliminyòm te vin yon ranplasan ideyal pou kwiv akòz bon konduktiviti li yo, dansite ki ba ak pri ki ba, men li tou te gen pwoblèm tankou fòs ki ba ak oksidasyon fasil. Atik la konsantre sou gwo-seksyon câbles pouvwa otomobil, ak pwofondman eksplore difikilte yo teknik ki bezwen rezoud lè ranplase kwiv ak aliminyòm, ki gen ladan konduktiviti, fòs, konpresiv fluaj, oksidasyon ak diferans ki genyen nan koefisyan ekspansyon tèmik. Pa analize estanda entènasyonal fil otomobil, yo te fè yon etid posibilite sou ranplasman an kwiv ak aliminyòm fèt, ak yon solisyon espesifik teknik te pwopoze: lè l sèvi avèk 1 seri fil aliminyòm pi ak yon pi gwo zòn kwa-rejyonal ranplase fil kwiv, apre prensip la nan rezistans ekivalan; Bay de fil ak solisyon koneksyon tèminal: soude friksyon ak soude ultrasons, ak lè l sèvi avèk doub-ranpa byen fon chalè adezif retresi tib pou poze sele. Atik la bay yon nouvo chemen ak valè referans pou konpayi otomobil yo reyalize rediksyon pri ak lejè.

Sechèl otomobil fil elektrik yo nan tout kò a machin. Fil tradisyonèl yo te fè nan gwo-pite kwiv elektwolitik fòje, trase ak artikulé pa pwosesis espesyal. Akòz dansite a segondè nan kwiv, pwa a total nan ekipay la fil elektrik depase 20kg ak pri a se wo, ki pote pri presyon nan antrepriz. Pou sa ka fèt, endistri a ap aktivman eksplore materyèl altènatif pou fil kwiv reyalize objektif yo nan rediksyon pri ak lightweighting. Pami materyèl kondiktè komen, aliminyòm se yon ranplasan ideyal. Li gen bon konduktivite, dezyèm sèlman nan kwiv nan mitan metal souvan itilize, epi li se limyè nan pwa. Dansite li se apeprè 30% nan kwiv ak pri li yo se sèlman 20% ~ 30% nan kwiv, men li gen pwoblèm tankou fòs ki ba ak oksidasyon fasil. Atik sa a pwopoze yon solisyon teknik referans pou ranplase kwiv ak aliminyòm pou gwo-seksyon câbles pouvwa otomobil.

1. Pwoblèm teknik ki bezwen rezoud lè ranplase kwiv ak aliminyòm

Aliminyòm se siperyè kwiv nan pri ak bon jan kalite, e li te vin yon plas cho pou rediksyon pri ak rechèch ki lejè nan konpayi otomobil. Sepandan, aliminyòm ranplase kwiv toujou fè fas a kèk difikilte teknik.

1) konduktiviti aliminyòm a se enferyè a kwiv. Si se pwoblèm nan rezoud pa ogmante zòn nan kwa-rejyonal nan fil aliminyòm, spesifikasyon nan fil aliminyòm bezwen yo dwe ogmante pa 1 ~ 2 nivo, ki pral fè ekipay la fil aliminyòm pi gwo pase ekipay la fil kwiv. Espas enstalasyon an ak reyon koube bezwen yo dwe konsidere lè fè aranjman pou fè ekipay la.

2) aliminyòm gen fòs ki ba. Fòs mekanik la se sèlman 1 / 3 nan sa yo ki an kwiv, epi li se fasil yo dwe kase pandan sèrvo. Lè machin nan ap kondwi, fil la vibre epi li se fasil kraze, se konsa fòs la nan fil la aliminyòm bezwen yo dwe ogmante.

3) aliminyòm gen siyifikatif konpresiv fenomèn fluaj. Nan alantou 80 ℃, ranpe a entansifye anba presyon, pandan y ap kwiv bezwen yo dwe pi wo a 230 ℃ yo montre yon sèten degre nan fluaj konpresiv. Karakteristik yo ki konpresiv fluaj nan aliminyòm pral lakòz pwen koneksyon an dekole ak chanjman tanperati ak tan apre tèminal la se sèrtir, ki afekte pèfòmans elektrik la nan fil la.

Se poutèt sa, teknoloji koneksyon aliminyòm-kwiv mande pou konsepsyon espesyal asire serye pèfòmans elektrik nan tout sik la lavi pwodwi.

4) aliminyòm se chimikman aktif. Li se fasil soksid lè ekspoze a lè, fòme yon dans ak difisil aliminyòm fim oksid. Oksid aliminyòm gen pwopriyete izolasyon fò epi yo pral afekte konduktiviti nan fil aliminyòm. Lè aliminyòm kontakte tèminal kòb kwiv mete nan yon anviwònman imid ak kouran, li fasil pou fòme yon reyaksyon galvanik, sa ki lakòz korozyon elèktrochimik nan koneksyon an ak korodasyon kondiktè a aliminyòm. Sitiyasyon sa a dwe evite.

5) aliminyòm ak kwiv gen diferan koefisyan ekspansyon tèmik. Apre alontèm altènativ nan cho ak frèt, koneksyon an se fasil dekole, ki afekte fyab la nan pwen koneksyon an.

2. Analiz Fasilite ak solisyon teknik nan aliminyòm ranplase kwiv

1) analiz posibilite

Entènasyonalman, gen twa estanda fil otomobil prensipal: Ameriken, Japonè, ak Ewopeyen an. Avèk entegrasyon mondyal la nan teknoloji endistriyèl nan endistri otomobil la, estanda yo fil nan divès peyi yo piti piti k ap deplase pi pre seri a ISO nan estanda entènasyonal yo. Kounye a, pifò OEM otomobil domestik itilize fil nwayo kwiv epi swiv ISO 19642-5 ak ISO 6722-1 estanda entènasyonal yo. De estanda sa yo gen menm kondisyon teknik pou otomobil fil kwiv nwayo, ak tou de presize rezistivite a, reziste vòltaj ak lòt karakteristik nan fil yo an detay. Pami yo, ISO 19642-5 gen plis kondisyon detaye pou pèfòmans fil.

Fil aliminyòm etranje yo te itilize nan aplikasyon endistriyèl pou omwen 30 ane. Premye yo te itilize nan endistri aviyasyon an epi yo te kòmanse itilize nan jaden otomobil la nan kòmansman 21yèm syèk la. Nan 2013, yo te lage estanda ofisyèl entènasyonal ISO 6722-2 pou otomobil fil aliminyòm lage, ak nan 2019, menm jan an ISO 19642-6 te lage. Estanda Entènasyonal ISO 19642-6 ak ISO 6722-2 bay kondisyon teknik pou dyamèt kondiktè, rezistans, rezistans volim izolasyon, elatriye. De estanda yo se menm jan an nan kontni, ak ISO 19642-6 gen plis kondisyon detaye pou pèfòmans nan kondiktè aliminyòm otomobil. Se poutèt sa, konsepsyon an nan konplo a bezwen complète konsidere de estanda sa yo entènasyonal yo.

Worcester aliminyòm yo dwe ekivalan a kondiktè kwiv ak satisfè twa pwen: premye, yo dwe asire yo ke yo gen konduktiviti menm jan ak lòt pwopriyete nan kondiktè yo kòb kwiv mete ranplase, asire ke se fonksyon an sikwi orijinal fondamantalman konsève pandan y ap ranplase materyèl la kondiktè; Dezyèmman, anpeche fil la aliminyòm pou yo te soksid; Twazyèmman, reyalize yon koneksyon serye ant fil la aliminyòm ak tèminal la, paske materyèl la aliminyòm gen dite ki ba epi yo ka fatig ak kraze apre koube, likidasyon, ak vibrasyon-wo frekans.

2) Altènativ pou kondiktè liy pouvwa

Konparezon estanda entènasyonal yo ISO 19642-5 ak ISO 6722-1 pou kondiktè kwiv, ak ISO 19642-6 ak ISO 6722-2 pou kondiktè aliminyòm, li ka wè ke lè rezistans a se menm jan an, kondiktè a aliminyòm bezwen yon spesifikasyon pi gwo reyalize yon konduktivite menm jan ak sa yo ki an kondiktè an kwiv.

Ewopeyen an aliminyòm ak aliminyòm konpozisyon alyaj estanda EN 573-3: 2003 presize ki aliminyòm ak alyaj aliminyòm ka divize an 8 seri. Pami yo, Seri 1 se fil aliminyòm pi ak yon kontni aliminyòm nan plis pase 99%; Seri 2 a 8 alyaj aliminyòm yo se nouvo aliminyòm ki baze sou alyaj konpoze devlope pa ajoute pwopòsyon diferan nan Si, Fe, Cu, Mg, MN, nano-seramik ak nanomateryal kabòn nan aliminyòm pi. Matris la se yon chalè-trete alyaj ranfòse. Anba kondisyon an nan asire sèten konduktivite, se fòs la rupture nan alyaj la aliminyòm agrandi, pandan y ap asire ase pwolonjman.

Karakteristik yo ki nan 1 seri pi bon fil aliminyòm yo se gwo konduktiviti, bon konduktiviti tèmik, rupture fòs nan 60 ~ 110MPa, ak elongasyon kondiktè ki pi gran pase 12%. Li se kondiktè aliminyòm ki pi souvan itilize pou câbles otomobil. Klas sa a nan fil aliminyòm se apwopriye pou gwo-dyamèt kòd pouvwa.

An rezime, ka prensip la nan rezistans ekivalan dwe swiv yo ranplase fil kwiv ak fil aliminyòm pi ak yon pi gwo zòn kwa-rejyonal, ak rezistans nan fil yo anvan ak apre ranplasman se menm bagay la oswa fèmen. Pou egzanp, zòn nan kwa-rejyonal nan fil kwiv orijinal la se 35mm2, ak rezistans a maksimòm nan kondiktè a pou chak longè inite a 20 ℃ se 0.527mΩ / m. Espesifikasyon kondiktè aliminyòm ak paramèt rezistans ki pi pre a bezwen ogmante a 60mm2. Nan tan sa a, rezistans a maksimòm de kondiktè a pou chak longè inite a 20 ℃ se 0.525mΩ / m.
3) Koneksyon konplo ant fil ak tèminal
① Solisyon soude friksyon

Teknoloji soude friksyon soti plis pase yon santèn ane de sa. Li itilize chalè a ki te pwodwi pa friksyon an nan sifas la kontak pyès yo fè pyès la plastik defòme anba presyon, kidonk reyisi soude. Teknoloji sa a lajman itilize nan jaden sivil ak avyon yo.

Ekipman an kondwi pyès la jenere yon anpil nan chalè pa friksyon, ki diminye dite a nan metal la, amelyore plastisit la, epi fè atòm yo metal difize ak fre ak kristalize youn ak lòt yo fòme yon jwenti fèm soude friksyon. An menm tan an, friksyon gwo vitès detwi fim nan oksid sou sifas la metal ak amelyore konduktiviti nan jwenti a soude. Konpare ak soude fizyon tradisyonèl, soude friksyon gen karakteristik sa yo: Premyèman, jwenti a soude gen gwo fòs, bon jan kalite ki estab, bon konsistans eleman, ak fòs la jwenti ki ekivalan a sa yo ki an materyèl la paran; Dezyèmman, li se ekonomize enèji ak zanmitay anviwònman an, san yo pa bezwen an pou baton soude ak gaz pwoteksyon, pa gen okenn gaz toksik oswa danjere yo pwodwi pandan pwosesis la soude, ak ekipman an konsome ti pouvwa; Twazyèmman, soude friksyon ka reyalize soude a nan materyèl disparèt, jwenti a pa gen okenn porositë oswa enklizyon, epi pa gen okenn korozyon elèktrochimik rive.

Nan solisyon sa a, "L" ki gen fòm kwiv-aliminyòm konpoze tèminal la adopte yon pwosesis soude friksyon Rotary konekte fen a fòje plak kwiv ak ke silenn lan pi bon kalite aliminyòm. Se plak la kòb kwiv mete fòje itilize yo rasanble nan batri a oswa starter. Li se te fè an kwiv, gen gwo fòs, se pa fasil kraze pandan enstalasyon, ak sifas la tinning ka soulaje korozyon an elèktrochimik ki te koze pa kontak la ant kwiv la ak kò a machin. Silenn aliminyòm pi bon kalite a se yon estrikti kre kolon yo itilize pou konekte kondiktè aliminyòm lan. Apre yo fin kondiktè aliminyòm lan mete nan silenn aliminyòm pi a pa ekipman espesyal, li se sèrtir pa fòje ekipman yo. Fil la pi bon kalite aliminyòm ak silenn lan pi bon kalite yo te fè nan menm materyèl la epi yo gen menm koyefisyan an ekspansyon tèmik, ki ka evite ka zo kase fatig lè tanperati ki wo ak ki ba altène akòz diferans lan nan koyefisyan ekspansyon tèmik.

Avantaj ki genyen nan solisyon sa a yo se: plak la kòb kwiv mete fòje ka satisfè kondisyon yo asanble, ak tib la aliminyòm ki konekte fil la aliminyòm ka evite ka zo kase fatig ki te koze pa diferan koefisyan yo ekspansyon tèmik nan tèminal la kwiv tradisyonèl ak kondiktè a aliminyòm, ki pa sèlman rezoud pwoblèm nan tèminal la.

Apre yo fin tèminal la ki konekte nan kondiktè a aliminyòm, ka yon doub-ranpa chalè retresi tib ak lakòl dwe itilize pou poze sele. Chalè a retresi tib gen izolasyon, rezistans korozyon ak rezistans mete. Apre yo te chofe pa ekipman espesyal, miray la deyò rkul, ak lakòl la solid sou miray la enteryè fonn nan lakòl likid, ki kouvri pati nan koneksyon tèminal ak sifas la nan po a izolasyon fil. Apre refwadisman ak solidifikasyon, li ka reyalize sele ak rezistans korozyon, ak anpeche oksidasyon korozyon nan jwenti a.
Solisyon ②ultrasonic soude

Depi ane 1980 yo, teknoloji soude metal ultrasons te aplike nan soude ekipay fil, lè l sèvi avèk enèji ultrasons frekans Vibration pou reòganize estrikti metal la molekilè lasi epi konekte metal yo menm oswa diferan. Jwenti a soude reyalize lyezon métallurgique san yo pa fonn materyèl la paran yo, ki fè pati de soude eta-solid epi yo ka efektivman evite spatter a ak oksidasyon nan soude òdinè.

Se teknoloji ultrasons soude lajman ki itilize nan koneksyon an nan fil ak fil, fil ak tèminal. Pwosesis la soude se rapid ak paramèt yo pwosesis yo ka kontwole nan tout pwosesis la. Jwenti a soude se yon Connector metal pi, ki pa fasil ki afekte pa aje, ranpe ak fatig. Koneksyon an se fèm, fyab la se wo, ak rezistans nan kontak se ki ba.

Teknoloji sa a ka konekte menm materyèl yo oswa diferan, tankou kwiv ak aliminyòm. Depi se metal la dirèkteman soude, pa gen okenn soude adisyonèl oswa flux obligatwa. Anplis de sa, soude ultrasons gen ba estrès tèmik sou materyèl la ak fondamantalman pa chanje pwopriyete yo nan materyèl la soude ak materyèl yo ki antoure. Soudi ultrasons gen yon pwosesis ki senp, gwo fòs jwenti, bon konduktivite, ak nan yon pakèt domèn espesifikasyon kondiktè ki ka soude. Worcester ak yon zòn kwa-rejyonal nan 160mm2 oswa menm pi gwo ka soude. Menm jan ak teknoloji soude friksyon, teknoloji ultrasons soude se apwopriye pou koneksyon an nan materyèl disparèt ak fòm, tankou kwiv ak aliminyòm, fil ak plak, epi li se lajman ki itilize nan fil la ak endistri kab. Se poutèt sa, solisyon sa a sèvi ak terminaux kwiv, ki yo ki konekte nan kondiktè aliminyòm pi nan teknoloji ultrasons soude, epi yo sèrtir ak fiks ak grif nan bout yo nan tèminal yo amelyore fyab la nan koneksyon an. Menm jan tou, ka chalè adezif doub-ranpa byenn ki ka itilize tib yo ka itilize yo sele koneksyon an yo anpeche oksidasyon korozyon nan jwenti a.

3. Rezime

Baze sou sitiyasyon aktyèl la nan gwo pri ak pwa lou nan fil kwiv otomobil, papye sa a etidye estanda yo pèfòmans nan kwiv ak fil aliminyòm, ak pwopoze yon solisyon teknik pou ranplase fil kwiv ak fil aliminyòm, bay yon nouvo fason pou antrepriz diminye depans ak diminye pwa.