Чиста мед (C1100) срещу месинг (C2680) Контактни капачки за предпазители: Термичен стрес и проводимост

Контактните капачки на предпазители от чист мед C1100 осигуряват електрическа проводимост до 100% IACS, докато месинговите капачки на предпазители C2680 предлагат по-висока механична якост с приблизително 28% проводимост по IACS. За приложения с предпазители за електромобили с високо напрежение, работещи при непрекъснати токови натоварвания, изборът на материал директно определя повишаването на температурата, стабилността на съпротивлението на контакта и дългосрочната надеждност на връзката-.

 

Инженерното решение между решенията на производителите на контактна капачка за предпазител от чиста мед и месингова капачка за предпазител зависи от плътността на тока, честотата на термични цикли, изискванията за покритие и условията на механично сглобяване.

 

 

 

Параметри за избор на материал въз основа на IEC 60269 и EV изисквания за предпазители за висок{1}}ток

 

Капачките на предпазителите за електромобили с високо напрежение трябва да поддържат ниско електрическо съпротивление по време на повтарящи се цикли на зареждане, бързо разреждане и условия на термичен шок. Основният материал влияе върху нагряването на Джаул:

 

P = I^2R  

където увеличаването на съпротивлението директно води до допълнително генериране на топлина.

 

Чистата мед C1100 има значително по-ниско електрическо съпротивление в сравнение с месинг C2680, което го прави подходящ за приложения, изискващи минимален спад на напрежението и намалени топлинни загуби.

 

Параметър	C1100 чиста мед	C2680 Месинг
Съдържание на мед	По-голямо или равно на 99,90%	60-65%
Електрическа проводимост	100% ИСАК	26-28% IACS
Електрическо съпротивление	0,01724 Ω·mm²/m	0,063 Ω·mm²/m
Топлопроводимост	390-400 W/m·K	110-130 W/m·K
Якост на опън	220-260 MPa	300-450 MPa
твърдост	50-90 HV	80-150 HV
Оформяемост	Отлично	добре
Типично приложение	Контактна капачка на EV предпазител, клема за захранване	Части на корпуса на механични предпазители

 

За система с предпазители за високо{1}} напрежение 400 A, замяната на месинг с мед C1100 може значително да намали нагряването на I²R на контактния интерфейс.

По-ниското повишаване на температурата подобрява:

 

Стабилност на контактното съпротивление при тестване на IEC 60269

Термичен цикличен живот

Пластмасова защита на корпуса

Марж на безопасност на батерията

 

 

 

Изисквания за управление на топлината въз основа на работни условия на EV предпазител и термични цикли по ISO 16750

Високоволтовите капачки на предпазителите на EV изпитват повтарящи се температурни колебания:

 

Зареждане на батерията и цикли на бързо зареждане
Промени в регенеративния спирачен ток
Промяна на температурата на околната среда от -40 градуса до +125 градуса
Непрекъснато натоварване с ток

 

Несъответствието на термичното разширение между елементите на предпазителите, медните капачки, слоевете на покритието и полимерните корпуси може да създаде механично напрежение.

Коефициентът на топлинно разширение:

 

Материал	Коефициент на термично разширение
C1100 Мед	16.8 ×10⁻⁶ /K
C2680 Месинг	19-20 ×10⁻⁶ /K
Никелиране	13 ×10⁻⁶ /K
Сребърно покритие	19 ×10⁻⁶ /K

 

Месингът C2680 осигурява по-висока механична твърдост, но по-ниската му проводимост създава допълнително натрупване на топлина по време на работа с непрекъснат ток.

 

За капачки на предпазители за EV инженерният баланс обикновено следва:

Условия за кандидатстване	Препоръчителен материал
Continuous current >200A	C1100 чиста мед
Висок термичен цикъл	C1100 Мед със сребърно покритие
Изискване за механично заключване	C2680 Месинг
Чувствителен към разходите-нисък{1}}предпазител	C2680 Месинг

 

Контрол на прецизното щамповане: ±0,01 mm толеранс за комплекта на капачката на предпазителя

 

Капачките на предпазители за високо напрежение изискват контролирана точност на размерите, тъй като прекомерната хлабина причинява:

Повишена контактна устойчивост
Локализирано отопление
Механично разхлабване
Риск от генериране на дъга

 

Производствените процеси на Apollo включват:

Прогресивно щамповане
Дълбоко изтегляне
В-щанцово занитване
CNC вторична обработка
Съпротивително заваряване
Сребърно спояване

 

Типична възможност за размери:

Толеранс на щамповане: ±0,01 мм
Контрол на плоскостта: По-малко или равно на 0,05 mm
Височина на борда: По-малка или равна на 0,03 mm
Точност на проверка на CMM: 0,005 mm

 

Поискайте безплатна DFM оценка и оферта

 

 

OEM производство на капачки за предпазители с документация за PPAP ниво 3 и проверка на CMM

 

Компонентите за автомобилни предпазители изискват контролирани производствени процеси, а не просто формоване на метал.

 

Типичният производствен процес включва:

Входяща проверка на суровината
Проверка на процеса на прогресивно щамповане
Почистване и повърхностно активиране
Монтаж за заваряване или спояване
Контрол на процеса на галванопластика
Проверка на размерите
Изпитване на електрическо съпротивление
Подаване на PPAP ниво 3

 

Аполон прилага:

IATF 16949 система за управление на качеството
ISO 9001 производствен контрол
RoHS и REACH съответствие
SPC мониторинг на процеса

Сравнение на производствения процес на медна капачка на предпазителя

Процес	Предимство	Ограничение	Типично приложение
Прогресивно щамповане	Голямо{0}}обемно производство, ±0,01 mm точност	Изисква прецизни инструменти	Капачки за предпазители на EV
Дълбоко рисуване	Създава безшевна структура на чашата	Ограничение на дебелината на материала	Капачки на цилиндрични предпазители
Лазерно заваряване Cu-Cu	Засегната зона-на ниска топлина	Изисква оптимизиране на параметрите	Електрически части на батерията
Устойчивост на сребърно спояване	Силна електрическа връзка	Изисква контрол на температурата	Контактен възел с предпазител
Молекулярно дифузионно заваряване	Връзка с висока проводимост	По-висока инвестиция в оборудване	Шина-висок ток

 

 

 

Контрол на дебелината на покритието от 1 μm до 10 μm за стабилност на контактното съпротивление

 

Медните и месинговите материали изискват повърхностна обработка, за да се предотврати окисляването и да се поддържа стабилен електрически контакт.

 

Общи решения за покритие:

Тип покритие	Диапазон на дебелината	Електрическа производителност	Приложение
Сребърно покритие	3-10μm	Отлична проводимост	EV капачки за предпазители за високо напрежение
Никелиране	1-5μm	Висока устойчивост на корозия	Механична защита
Калайдисване	3-10μm	Добра запояемост	Приложения-за ниско напрежение

 

Сребърното покритие обикновено се избира за контактни капачки на предпазители за EV с висок{0}}ток, тъй като сребърният оксид поддържа по-добра проводимост в сравнение с медния оксид.

 

Типичен контрол на качеството:

XRF измерване на дебелината на покритието
Тест за корозия със солен спрей
Тест за контактна устойчивост
Тест за адхезия

Епоксидно прахово покритие срещу термосвиваема изолация за защита от предпазител

Характеристика	Епоксидно прахово покритие	Термосвиваема тръба
Диелектрична якост	>15kV/mm	10-20kV/mm
Температурна устойчивост	-40 градуса до 150 градуса	-40 градуса до 125 градуса
Контрол на дебелината	200-500μm	Променлива
Механична защита	Отлично	Среден
Автомобилно приложение	Батерийни системи	Защита на кабелния сноп

 

 

Матрица за вземане на решения за материали въз основа на IEC 60269, ISO 16750 и системни изисквания за EV

 

Изискване за проектиране	Препоръчително решение
Максимална проводимост	C1100 чиста мед
Висока механична якост	C2680 месинг
Непрекъснат ток над 300A	Посребрена-мед C1100
Среда с висока вибрация	C2680 структура, подсилена с месинг
Интеграция на батерията	C1100 медна щампована капачка
Дълго{0}}устойчивост на корозия	Композитно покритие никел + сребро

 

За глобалните производители на електромобили и интеграторите за съхранение на енергия изборът на материал за капачката на предпазителя трябва да се определя от анализ на електрическия товар, резултати от термична симулация и данни от тестване на жизнения цикъл.

 

Правилно определена контактна капачка на предпазителя от чиста мед намалява:

Загуба на електрическа енергия

Локално повишаване на температурата

Влошаване на контакта

Риск от поддръжка

 

 

Какъв е препоръчителният материал за силен токКонтактни капачки за предпазители на EV?

Чистата мед C1100 се препоръчва за капачки на предпазители за електромобили с висок{1}}ток, защото осигурява 100% IACS проводимост и по-ниско електрическо съпротивление в сравнение с месинга.

 

Може ли производител на капачки за предпазители да предостави документи за PPAP ниво 3 за автомобилни проекти?

да Доставчиците на капачки за автомобилни предпазители могат да предоставят документация за PPAP ниво 3, включително отчети за размери, сертификати за материали, диаграми на процесите, PFMEA и планове за контрол.

 

Каква дебелина на покритието обикновено се използва за контактни капачки на медни предпазители?

Дебелината на сребърното покритие от 3-10 μm обикновено се използва за капачки на предпазители за високо напрежение на EV за поддържане на ниско съпротивление на контакт и устойчивост на корозия.