动力电池电气系统安全设计(九)铜铝排外观质量和电气性能要求

一、外观质量

1、外观检查

技术要求:

表面质量

硬排:表面平整光滑,无气泡、毛刺、麻点、夹杂、分层等可见缺陷;

软排:端面切口平整,无毛刺、豁口;贴镍片时表面无焊化、起泡、起皮,焊口边缘圆滑无断片。

绝缘层要求:PVC 套管 / 热缩管无刮伤、开裂、缺胶、油污,厚度均匀性误差≤10%。

检测方法:

光照强度≥500lux(室内自然光),检测距离 30-50cm,视角与被测面呈 45°-90°;

必要时使用 5-10 倍放大镜检查细微缺陷,如毛刺、孔隙。

2、尺寸测量

技术要求:

严格符合设计图纸要求;

未注公差尺寸长度尺寸:按 GB/T 1804-2000 中等 m 级,≤100mm 时 ±0.5mm,100-400mm 时 ±1.0mm;

形位公差:按 GB/T 1184-1996 K 级,平面度≤0.1mm/100mm,垂直度≤0.5°。

检测方法:

常规测量

游标卡尺(精度 0.02mm):用于宽度、厚度常规检测;

千分尺(精度 0.01mm):用于厚度≤1mm 或高精度部位;

复杂型面:三坐标测量仪(精度 0.005mm),用于折弯角度、弧面轮廓检测;

测量点要求:每边至少 3 点,复杂件按网格状(5×5 点)测量。

3、搭接面要求

技术要求:

压力机蹲平后,平面度≤0.2mm,无油污、氧化层,粗糙度 Ra≤3.2μm;

动力电池电气系统安全设计(九)铜铝排外观质量和电气性能要求

图片来源 人禾电子

检测方法:

刀口尺(长度≥100mm)+ 塞尺(精度 0.01mm),在四角及中心 5 点测量缝隙。

动力电池电气系统安全设计(九)铜铝排外观质量和电气性能要求

二、电气性能

1、电压降

技术要求:

通过规定的电流I(根据铜排实际使用场景及载流需求确定,如汽车电池包铜排可能为几百安培),铜排接触两端的电压降值△U=U-U1(U为输出电压,U1为铜排接触两端电压)应符合技术要求,一般来说,铜排电阻率越低,电压降越小。电池包铜排:电流 500-1000A,电压降≤50mV;

检测方法:

搭建测试电路,将铜排接入电路中,通入规定电流,使用高精度万用表测量铜排接触两端电压U1及输出电压U,计算电压降△U并判断是否达标。计算公式:ΔU = U – U,其中 U为输入电压,U为铜排两端电压。

2、导电率与电阻系数

技术要求:

按GB/T351中的方法计算导电率和电阻系数,以确定铜排的基本参数符合规定要求。

铜排常用的紫铜材料,T2纯度≥99.90%,20℃时,满足铜的电阻率不大于0.01774Ω.mm²/m。

硬铝排的电阻率满足6101-T63铝的电阻率不大于0.0308Ω.mm²/m,软铝排1060-H14铝的电阻率不大于0.0283Ω.mm²/m;

材料 电阻率 ρ(20℃, Ω・mm²/m) 电导率 σ(S/m) IACS 电导率 (%)
紫铜 T2 ≤0.01774 ≥5.637×10⁷ ≥97.1
硬铝 6101-T63 ≤0.0308 ≥3.247×10⁷ ≥56.0
软铝 1060-H14 ≤0.0283 ≥3.534×10⁷ ≥61.0

 

检测方法:

温度控制:20±1℃,湿度≤50% RH,避免电磁干扰。

按 GB/T 351-2019 采用四探针法,试样长度≥100mm,截面尺寸偏差≤1%;

3、绝缘层耐电压

技术要求:

作为电池包内部承载高压的部件,铜排需具备良好的耐电压和绝缘性能。在室温25℃,40%的相对湿度时,在铜排绝缘层外均匀缠绕锡铂纸,在总成导体与锡铂纸间施加:

耐压测试参数

测试类型 施加电压 持续时间 合格判定标准
直流耐压 3500V DC 1min 无击穿,漏电流≤1mA
交流耐压 (2Um+1000)V AC 1min 无闪络,电流≤5mA

检测方法:

使用耐电压测试仪、按照标准规定的电压、时间等参数进行测试,观察铜排是否出现击穿、漏电等异常情况。

4、绝缘层绝缘电阻

技术要求:

在室温25℃,40%的相对湿度时,在铜排绝缘层外均匀缠绕锡铂纸,在总成导体与锡铂纸间施加直流1000VDC时,铜排导电体与绝缘材料之间的绝缘电阻不小于500MΩ。

检测方法:

使用绝缘电阻测试仪,按照标准规定的电压、时间等参数进行测试。

5、温升

技术要求:

根据整车各种工况的电流进行循环测试,满足温升不高于30°,铜排温度不高于125℃(或者项目要求)

检测方法:

室温情况下,铜排放在密闭环境中,铜排通过额定电流直至达到热平衡。

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