电动汽车市场的蓬勃发展正引领着一场汽车行业的革命,其中电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)的销量在过去十年间显著增长。这一趋势不仅推动了制造商在技术进步上的不断追求,还催生了一系列创新解决方案,超声波焊接技术便是其中的佼佼者。
电动汽车的核心在于其大型电池组,这些电池组负责提供驱动汽车电动机所需的工作电压和电流。然而,电动汽车/混合动力汽车目前面临的主要挑战在于储能和行驶里程。为了解决这些问题,原始设备制造商(OEM)正在尝试制造更大的电池以提供更远的续航里程,以及更强劲的电池以实现更快的充电速度。然而,电池尺寸的增加存在极限,过大的电池将因价格昂贵或过于笨重而变得不切实际。
在这样的背景下,传统线束的创新成为了一个重要突破口。尽管线束通常不是电动汽车创新的首选,但最新的科技进步为电动汽车的发展带来了重大影响。特别是将圆形绞线改为扁平导线,这一变化不仅节省了空间,还减轻了重量。这正是母线开始发挥关键作用的地方。
母线,这一源于拉丁文“omnibus”的词汇,意为“所有”,在电动汽车架构中扮演着越来越重要的角色。母线是扁平导线,通常用于大电流的本地配电,如开关设备、配电盘和母线槽外壳内。它们还用于连接电气开关站的高电压设备和电池组的低电压设备。母线由铜、黄铜或铝制成,具有多种形状和尺寸,以满足不同的电流承载需求。
随着电池组越来越大、功率越来越高,母线在电动汽车中的应用也变得越来越广泛。一个电池组现在可能包含多达24根母线,并且这个数字还在随着技术的进步而增加。超声波焊接技术因其高效、可靠的特性,成为了电动汽车应用中母线的首选接线工艺。这种技术不仅能够焊接较大尺寸的焊缝,还能在不易到达的区域进行焊接,且振动轻微。
母线因其诸多优势而受到众多公司的青睐。从长远来看,母线可能比标准电缆更适合汽车行业的部分线束。电动汽车的普及、成本效益、安装简便以及较低的维修和保养成本,都是推动母线需求增长的关键因素。电动汽车制造和充电基础设施的技术发展也进一步促进了全球汽车母线市场的增长。
母线通常由耐腐蚀的铜、黄铜或铝制成,这些材料的选择取决于抗拉强度、载流量、电阻、重量和成本等因素。铜母线具有优良的耐热特性和导电性,但成本较高;而铝母线成本较低,但在高湿度条件下工作良好,但电流容量较低,电阻率较高。因此,在选择母线材料时,需要综合考虑成本、性能和可靠性。
在电动汽车领域,母线的大小和形状也至关重要。它们需要满足特定的载流要求,并具备足够的机械强度以承受安装和连接过程中的压力。母线还需要考虑散热效率,以确保在高电流密度下不会过热。
在电动汽车电池组外的应用中,母线创新将引起高度关注。这些创新将大功率从充电入口输送至电池,再输送至其他大功率电机和设备。特斯拉、宝马和福特等公司正在积极推动母线在电池组外的使用,以提高电动汽车的性能和效率。然而,这也带来了一些新的挑战,如电池组外的母线需要屏蔽、母线可能太硬难以弯曲、螺栓连接过程需要额外零件等。
超声波焊接技术在母线应用中的当前应用已经十分广泛。它不仅可以用于柔性母线的固化、母线与标准电缆的焊接,还可以用于焊接扁平编织电缆等。这些应用不仅提高了母线的连接质量,还降低了制造成本和劳动强度。
例如,在柔性母线的连接部分,超声波焊接技术可以将其连接至标准电缆或连接器,并在某些情况下实现一步焊接完成。这种技术可以防止连接材料的硬化,从而保持其性能和可靠性。利用扭转焊接工艺,还可以焊接横截面达200mm²的材料,进一步扩大了超声波焊接在母线应用中的范围。
总之,超声波焊接技术在电动汽车母线应用中的前景十分广阔。随着电动汽车市场的不断发展和技术的进步,超声波焊接将成为推动电动汽车行业迈向更高水平的重要力量。未来,我们可以期待更多创新的超声波焊接解决方案在电动汽车领域得到应用,为电动汽车的发展注入新的活力。