संक्षिप्त में

ईवी के लिए कॉपर बसबार की स्टैम्पिंग एक महत्वपूर्ण निर्माण प्रक्रिया है जो चालक कॉपर मिश्र धातुओं को इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी पैक, इन्वर्टर और मोटर ड्राइव के लिए आवश्यक सटीक बिजली वितरण घटकों में बदल देती है। मानक वायरिंग के विपरीत, स्टैम्प किए गए बसबार उच्च धारा घनत्व, कम प्रेरकत्व और कंपन के तहत मजबूत यांत्रिक स्थिरता प्रदान करते हैं। इंजीनियरिंग टीमें आमतौर पर विद्युत चालकता (अधिकतम 101% आईएसीएस तक) को अधिकतम करने के लिए सी11000 (ईटीपी) या सी10100 (ऑक्सीजन-मुक्त) तांबे का चयन करती हैं और उच्च मात्रा में तंग सहनशीलता और लागत-दक्षता सुनिश्चित करने के लिए प्रगतिशील डाई स्टैम्पिंग का उपयोग करती हैं। आधुनिक इलेक्ट्रिक पावरट्रेन में अंतर्निहित उच्च वोल्टेज तापीय भार (400V–800V) को प्रबंधित करने के लिए सही ढंग से स्टैम्प और इंसुलेटेड बसबार महत्वपूर्ण हैं।

मुख्य निष्कर्ष:

• सामग्री: सी11000 मानक है; ब्रेज़िंग/वेल्डिंग अनुप्रयोगों के लिए सी10100 को वरीयता दी जाती है।
• प्रक्रिया: प्रगतिशील डाई स्टैम्पिंग बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उच्चतम दोहराव क्षमता प्रदान करती है।
• इंसुलेशन: एपॉक्सी पाउडर कोटिंग संकुचित बैटरी मॉड्यूल के लिए महत्वपूर्ण परावैद्युत शक्ति प्रदान करती है।

ईवी बसबार सामग्री चयन: C11000 बनाम C10100

इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए बसबार डिजाइन करते समय सही तांबा ग्रेड चुनना आधारभूत निर्णय है। जहां भार कम करने के लिए संरचनात्मक घटकों में एल्युमीनियम को अधिक महत्व दिया जा रहा है, वहीं उच्च विद्युत चालकता और ऊष्मीय गुणों के कारण उच्च-वोल्टेज बिजली वितरण के लिए तांबा अब भी अपरिवर्तनीय मानक बना हुआ है।

C11000 (इलेक्ट्रोलाइटिक टफ पिच - ETP) अधिकांश स्टैम्प्ड बसबार के लिए उद्योग मानक है। यह 100-101% IACS (इंटरनेशनल एनील्ड कॉपर स्टैंडर्ड) की चालकता रेटिंग प्रदान करता है, जिससे न्यूनतम प्रतिरोध के साथ धारा संचारित करना अत्यधिक कुशल बन जाता है। हालांकि, C11000 में ऑक्सीजन की थोड़ी मात्रा होती है, जो हाइड्रोजन ब्रेज़िंग या उच्च-तापमान वेल्डिंग के दौरान बसबार में भंगुरता पैदा कर सकती है।

C10100/C10200 (ऑक्सीजन-मुक्त तांबा - OFE/OF) इसे जटिल इलेक्ट्रिक वाहन (EV) बैटरी इंटरकनेक्ट्स के लिए व्यापक रूप से निर्दिष्ट किया जाता है जहाँ विस्तृत वेल्डिंग या ब्रेज़िंग की आवश्यकता होती है। इन ग्रेड में ऑक्सीजन की मात्रा को लगभग पूरी तरह समाप्त कर देने से धातु संरचना के गर्म होने के दौरान भाप के निर्माण को रोका जाता है, जिससे जोड़ की संरचनात्मक अखंडता सुनिश्चित होती है। उन इंजीनियरों के लिए जो सीमित स्थान वाले जटिल बैटरी मॉड्यूल के डिज़ाइन में लगे हैं, ऑक्सीजन-मुक्त तांबे की थोड़ी अधिक लागत अक्सर उसकी उत्कृष्ट आकृति योग्यता और जोड़ की विश्वसनीयता के कारण उचित ठहराई जाती है।

स्टैम्पिंग प्रक्रिया: प्रग्रेसिव डाई बनाम सीएनसी फॉर्मिंग

इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए बसबार के निर्माण में परिशुद्धता, गति और मापनीयता के बीच संतुलन की आवश्यकता होती है। प्रग्रेसिव डाई स्टैम्पिंग और सीएनसी फॉर्मिंग के बीच चयन मुख्य रूप से उत्पादन मात्रा और डिज़ाइन जटिलता पर निर्भर करता है।

प्रोग्रेसिव डाई stamping उच्च मात्रा में ईवी उत्पादन (आमतौर पर 10,000+ इकाइयाँ) के लिए यह विधि पसंदीदा है। इस प्रक्रिया में, तांबे की एक पट्टी एकल डाई में कई स्टेशनों के माध्यम से गुजरती है। प्रत्येक स्टेशन एक विशिष्ट संचालन—पंचिंग, कॉइनिंग, बेंडिंग या शेविंग—एक साथ करता है। इससे यह सुनिश्चित होता है कि प्रत्येक स्ट्रोक के साथ प्रेस से एक पूर्ण भाग निकले। प्रगतिशील स्टैम्पिंग असाधारण सहिष्णुता (अक्सर +/- 0.05 मिमी) और दोहराव को प्राप्त करती है, जो स्वचालित बैटरी पैक असेंबली लाइनों के लिए अनिवार्य है।

इसके विपरीत, सीएनसी फॉर्मिंग प्रोटोटाइपिंग और कम मात्रा में उत्पादन के लिए आदर्श है। यह प्रीकट पट्टियों को मोड़ने के लिए प्रेस ब्रेक का उपयोग करता है। यद्यपि यह लचीला है, फिर भी यह कठोर उपकरण की तुलना में गति और इकाई लागत दक्षता से वंचित है। आदर्श रूप से, निर्माता पूरे जीवन चक्र को संभालने में सक्षम एक साझेदार का लाभ उठाते हैं। उदाहरण के लिए, शाओयी मेटल तकनीक वे व्यापक स्टैम्पिंग समाधान प्रदान करते हैं जो त्वरित प्रोटोटाइपिंग से लेकर बड़े पैमाने पर उत्पादन तक की खाई को पाटते हैं। 600 टन तक की प्रेस क्षमता और IATF 16949 प्रमाणन के साथ, वे ऑटोमोटिव OEMs को लाखों पुर्जों में बढ़ने से पहले डिज़ाइन को त्वरित रूप से मान्य करने में सक्षम बनाते हैं, बिना परिशुद्धता के नुकसान के।

मशीनीकरण की तुलना में स्टैम्पिंग के प्रमुख लाभ शामिल हैं:

• सामग्री दक्षता: तांबे के साथ काम करते समय स्क्रैप को कम करना, जो एक महत्वपूर्ण लागत कारक है।
• कार्य-शक्ति वृद्धि: स्टैम्पिंग का भौतिक प्रभाव तांबे को कार्य-शक्ति प्रदान कर सकता है, जिससे अंतिम घटक की यांत्रिक शक्ति में वृद्धि होती है।
• गति: एक प्रगतिशील डाई प्रति मिनट सैकड़ों पुर्जे उत्पादित कर सकती है, जो गीगाफैक्ट्रियों की उत्पादन आवश्यकताओं के अनुरूप होती है।

इन्सुलेशन एवं कोटिंग: पाउडर कोटिंग का लाभ

उच्च-वोल्टेज ईवी आर्किटेक्चर में (अक्सर 400V से 800V+ तक), स्टैम्प्ड तांबे के बसबार का इन्सुलेशन एक महत्वपूर्ण सुरक्षा उपाय है। अनइन्सुलेटेड बार, खासकर बैटरी पैक के संकीर्ण स्थानों में, गंभीर आर्किंग जोखिम पैदा करते हैं। यद्यपि ऊष्मा सिकुड़ने वाली ट्यूबिंग और पीवीसी डुबकी पारंपरिक विधियाँ हैं, एपॉक्सी पाउडर कोटिंग जटिल स्टैम्प्ड ज्यामिति के लिए श्रेष्ठ समाधान के रूप में उभरा है।

पाउडर कोटिंग में एक शुष्क पाउडर—आमतौर पर एपॉक्सी या पॉलिएस्टर—को इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से लगाया जाता है और फिर गर्मी के तहत इसे एक निरंतर, टिकाऊ परत बनाने के लिए उपचारित किया जाता है। तीखे मोड़ पर झुर्रियाँ पड़ने या वायु अंतर छोड़ने वाली ऊष्मा सिकुड़ने वाली ट्यूबिंग के विपरीत, पाउडर कोटिंग सीधे धातु की सतह से बंध जाती है। इससे आंशिक निर्वहन (कोरोना) होने की संभावना वाले वायु रिक्त स्थान समाप्त हो जाते हैं। इसके अतिरिक्त, पाउडर कोटिंग कोटिंग की मोटाई (आमतौर पर 0.1 मिमी से 0.5 मिमी तक) पर सटीक नियंत्रण की अनुमति देता है, जो अतिरिक्त बल्क जोड़े बिना उच्च परावैद्युत ताकत (अक्सर >800V प्रति मिल) प्रदान करता है।

इन्सुलेशन विधियों की तुलना:

• एपॉक्सी पाउडर कोटिंग: जटिल आकृतियों, उच्च ऊष्मा प्रतिरोध और सुसंगत परावैद्युत ताकत के लिए सबसे उपयुक्त।
• हीट श्रिंक ट्यूबिंग: सीधी लाइनों के लिए उपयुक्त है लेकिन बहु-अक्षीय वक्रता पर लगाना मुश्किल है; कम ऊष्मीय अपव्यय।
• पीवीसी डिप: लागत प्रभावी है लेकिन एपॉक्सी (130°C+) की तुलना में कम ऊष्मीय रेटिंग प्रदान करता है (आमतौर पर 105°C सीमा)।

डिज़ाइन चुनौतियाँ: ऊष्मा, कंपन और प्रेरकत्व

ईवी के लिए स्टैम्प्ड तांबे के बसबार के डिज़ाइन का अर्थ केवल बिंदु A को बिंदु B से जोड़ना नहीं है। इंजीनियरों को ऑटोमोटिव वातावरण के लिए विशिष्ट जटिल भौतिक चुनौतियों का समाधान करना होता है।

थर्मल प्रबंधन और स्किन इफेक्ट: जैसे-जैसे धारा प्रवाहित होती है, वैसे-वैसे ऊष्मा उत्पन्न होती है (I²R हानि)। इन्वर्टर जैसे उच्च-आवृत्ति स्विचिंग अनुप्रयोगों में, "स्किन इफेक्ट" धारा को चालक की सतह पर एकत्रित कर देता है, जिससे प्रभावी प्रतिरोध बढ़ जाता है। चौड़े, सपाट प्रोफ़ाइल वाले स्टैम्प्ड बसबार गोल केबल्स की तुलना में सतह क्षेत्र को अधिकतम करके शीतलन और उच्च-आवृत्ति प्रतिरोध में कमी में सहायता करते हैं।

कंपन से बचाव: ईवी सड़क के कंपन के कारण लगातार घटकों पर कंपन का सामना करती हैं। यदि उचित तरीके से अवशोषित नहीं किया जाता है, तो कठोर तांबे के बसबार संयोजन बिंदुओं पर थक जाते हैं और टूट सकते हैं। इसके समाधान में लचीले विस्तार लूप (परतदार तांबे की पन्नी का उपयोग करके) को डिज़ाइन करना या तनाव को अवशोषित करने वाले अनुरूप पिन प्रेस-फिट कनेक्शन का उपयोग करना शामिल है।

कम प्रेरकत्व डिज़ाइन: ईवी के पावर इलेक्ट्रॉनिक्स की दक्षता में सुधार करने के लिए, फैले हुए प्रेरकत्व को कम करना महत्वपूर्ण है। सकारात्मक और नकारात्मक बसबार को एक पतली परावैद्युत परत के साथ परतदार करने से ("परतदार बसबार" बनाना), चुंबकीय क्षेत्र को रद्द कर दिया जाता है, जिससे प्रेरकत्व में काफी कमी आती है और संवेदनशील आईजीबीटी (इंसुलेटेड-गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर) को वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा मिलती है।

गुणवत्ता मानक: आईएटीएफ 16949 और इससे आगे

सुरक्षा और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए ऑटोमोटिव आपूर्ति श्रृंखला में गुणवत्ता मानकों का सख्ती से पालन करने की मांग की जाती है। बसबार निर्माताओं के लिए, IATF 16949 प्रमाणन आधारभूत आवश्यकता है। यह मानक सामान्य ISO 9001 गुणवत्ता प्रबंधन से आगे बढ़कर दोष रोकथाम और आपूर्ति श्रृंखला में भिन्नता कम करने जैसी विशिष्ट ऑटोमोटिव आवश्यकताओं को संबोधित करता है।

स्टैम्प किए गए बसबार्स के लिए महत्वपूर्ण गुणवत्ता जांच शामिल हैं:

• पीपीएपी (उत्पादन भाग स्वीकृति प्रक्रिया): एक कठोर मान्यकरण प्रक्रिया जो यह सुनिश्चित करती है कि विनिर्माण प्रक्रिया लगातार सभी इंजीनियरिंग विनिर्देशों को पूरा करने वाले भागों का उत्पादन करती है।
• हाई-पोट परीक्षण: उच्च-क्षमता परीक्षण चालू वोल्टेज से काफी अधिक वोल्टेज लगाकर इन्सुलेशन की अखंडता की जांच करता है, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि कोई भंग न हो।
• बर-फ्री फिनिश: स्टैम्पिंग तीखे किनारे (बर) छोड़ सकती है। उच्च वोल्टेज अनुप्रयोगों में, एक बर विद्युत तनाव के लिए एक संकेंद्रण बिंदु के रूप में कार्य करता है, जिससे आर्किंग होने की संभावना हो सकती है। स्वचालित डीबरिंग और इलेक्ट्रोपॉलिशिंग स्टैम्पिंग के बाद आवश्यक कदम हैं।

EV पावर के भविष्य की इंजीनियरिंग

इलेक्ट्रिक मोबिलिटी में संक्रमण बिजली वितरण की छिपी हुई पीठ की ओर निर्भर करता है: स्टैम्प किया गया तांबे का बसबार। साधारण धातु पट्टियों से आगे बढ़कर इंजीनियर द्वारा डिज़ाइनित, इन्सुलेटेड और प्रिसिजन-स्टैम्प किए गए घटकों के माध्यम से निर्माता इलेक्ट्रिक वाहनों की सुरक्षा, रेंज और दीर्घायु को सुनिश्चित करते हैं। चाहे वेल्डेड पैक के लिए C10100 तांबे का उपयोग किया जाए या डाइलेक्ट्रिक सुरक्षा के लिए उन्नत पाउडर कोटिंग्स को लागू किया जाए, डिज़ाइन और स्टैम्पिंग चरण के दौरान किए गए निर्णय पूरे वाहन जीवनचक्र में प्रभाव डालते हैं।

खरीददार अधिकारियों और इंजीनियरों के लिए लक्ष्य स्पष्ट है: उन निर्माताओं के साथ साझेदारी करें जो सिर्फ स्टैम्पिंग की ज्यामिति को ही नहीं, बल्कि इलेक्ट्रिकीकरण के भौतिकी को भी समझते हैं। IATF 16949 गुणवत्ता की गारंटी देने वाली और प्रोटोटाइप से उत्पादन तक मापनीयता प्रदान करने वाली आपूर्ति श्रृंखला सुरक्षित करना एक उच्च-प्रदर्शन ईवी को बाजार में लाने का अंतिम चरण है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

1. ईवी बसबार के लिए सर्वोत्तम तांबे का ग्रेड क्या है?

अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए, C11000 (ETP) उत्कृष्ट चालकता (101% IACS) और लागत प्रभावशीलता के कारण सबसे अच्छा विकल्प है। हालांकि, यदि बसबार डिज़ाइन में व्यापक वेल्डिंग या ब्रेज़िंग की आवश्यकता हो, C10100 (ऑक्सीजन-मुक्त) हाइड्रोजन भंगुरता को रोकने और जोड़ की अखंडता सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित किया जाता है।

3. बसबार के लिए ईपॉक्सी पाउडर कोटिंग को हीट श्रिंक की तुलना में क्यों प्राथमिकता दी जाती है?

ईपॉक्सी पाउडर कोटिंग जटिल, स्टैम्प किए गए ज्यामिति पर उत्कृष्ट कवरेज प्रदान करती है जहां हीट श्रिंक ट्यूबिंग मुड़ सकती है या फट सकती है। यह सीधे तांबे से जुड़ जाती है, जिससे आंशिक डिस्चार्ज का कारण बन सकने वाले वायु अंतराल समाप्त हो जाते हैं, और एक पतले प्रोफ़ाइल में उत्कृष्ट तापीय विकिरण और उच्च परावैद्युत शक्ति प्रदान करती है।

3. मेटल स्टैम्पिंग बसबार उत्पादन के लिए लागत को कैसे कम करती है?

प्रगतिशील डाई का उपयोग करके धातु स्टैम्पिंग, उच्च मात्रा वाले उत्पादन के लिए लागत को काफी हद तक कम कर देता है, क्योंकि यह एकल मशीन पास में कई आकार देने की प्रक्रियाओं को जोड़ देता है। इससे श्रम पर खर्च कम होता है, उत्पादन दर बढ़ जाती है (प्रति मिनट सैकड़ों भाग), और मशीनीकरण या अलग-अलग छड़ों को काटने की तुलना में सामग्री की बर्बादी कम होती है।