RINGKASAN

Pengeposan busbar tembaga untuk kenderaan elektrik (EV) merupakan proses pembuatan penting yang menukarkan aloi tembaga konduktif kepada komponen pengagihan kuasa presisi yang penting bagi pakej bateri, penyongsang, dan pemacu motor kenderaan elektrik. Berbeza dengan pendawaian piawai, busbar yang dikempos menawarkan ketumpatan arus yang lebih tinggi, induktans berkurang, dan kestabilan mekanikal yang kukuh terhadap getaran. Pasukan kejuruteraan biasanya memilih tembaga C11000 (ETP) atau C10100 (Bebas Oksigen) untuk memaksimumkan kekonduksian elektrik (sehingga 101% IACS) sambil menggunakan pengeposan acuan progresif bagi memastikan had toleransi ketat dan kecekapan kos dalam pengeluaran berjumlah besar. Busbar yang dikempos dan dipenebat dengan betul adalah penting untuk menguruskan beban haba voltan tinggi (400V–800V) yang wujud dalam sistem kuasa elektrik moden.

Mata Pelajaran Utama:

• Bahan: C11000 adalah piawai; C10100 lebih disukai untuk aplikasi pelipatan/kimpalan.
• Proses: Pengeposan acuan progresif menawarkan kebolehulangan tertinggi untuk pengeluaran beramai-ramai.
• Penebat: Lapisan serbuk epoksi memberikan kekuatan dielektrik yang penting untuk modul bateri padat.

Pemilihan Bahan Busbar EV: C11000 berbanding C10100

Memilih gred kuprum yang betul adalah keputusan asas dalam merekabentuk busbar untuk kenderaan elektrik. Walaupun aluminium semakin mendapat sambutan untuk mengurangkan berat pada komponen struktur, kuprum kekal sebagai piawaian utama untuk pengagihan kuasa voltan tinggi disebabkan oleh kecekapan konduktiviti elektrik dan sifat terma yang lebih baik.

C11000 (Electrolytic Tough Pitch - ETP) ialah piawaian industri bagi kebanyakan busbar tampar. Ia menawarkan penarafan konduktiviti sebanyak 100-101% IACS (International Annealed Copper Standard), menjadikannya sangat cekap untuk menghantar arus dengan rintangan yang minimum. Namun, C11000 mengandungi sedikit oksigen, yang boleh menyebabkan kelemahan jika busbar melalui penyaduran hidrogen atau kimpalan suhu tinggi.

C10100/C10200 (Kuprum Bebas Oksigen - OFE/OF) dipergunakan secara meluas untuk penyambungan bateri EV kompleks yang memerlukan kimpalan atau pematerian berkelanjutan. Dengan menghapuskan kandungan oksigen secara hampir sepenuhnya, gred-gred ini menghalang pembentukan stim di dalam struktur logam semasa pemanasan, memastikan keutuhan struktur sambungan. Bagi jurutera yang mereka modul bateri rumit di mana ruang sangat terhad, sedikit tambahan kos tembaga Bebas Oksigen sering dibenarkan oleh kemudahan pembentukan dan kebolehpercayaan sambungan yang lebih baik.

Proses Penempaan: Acuan Terus vs. Pembenkukan CNC

Pembuatan palang bas untuk kenderaan elektrik memerlukan keseimbangan antara ketepatan, kelajuan, dan skala pengeluaran. Pemilihan antara penempaan acuan progresif dan pembenkukan CNC kebanyakannya ditentukan oleh isi padu pengeluaran dan kerumitan reka bentuk.

Stamping die progresif adalah metodologi pilihan untuk pengeluaran EV berkelantangan tinggi (biasanya 10,000+ unit). Dalam proses ini, satu jalur tembaga dimasukkan melalui siri stesen dalam acuan tunggal. Setiap stesen melakukan operasi tertentu—mengetin, mengilat, membengkok, atau mencukur—secara serentak. Ini memastikan bahawa sebahagian siap keluar dari tekanan dengan setiap hentakan. Pengeluran progresif mencapai rongga luar biasa (kerap kali +/- 0.05mm) dan kebolehulangan, yang merupakan keperluan mutlak untuk talian perakitan paket bateri automatik.

Sebaliknya, Pembentukan CNC sangat sesuai untuk prototaip dan pengeluaran jumlah rendah. Ia menggunakan brek tekan untuk membengkokkan jalur yang telah dipotong. Walaupun fleksibel, ia kurang laju dan kurang cekap dari segi kos seunit berbanding perkakasan keras. Secara ideal, pengeluar harus memanfaatkan rakan kongsi yang mampu mengendalikan keseluruhan kitar hayat. Sebagai contoh, Shaoyi Metal Technology menyediakan penyelesaian penempaan yang komprehensif yang menjembatani jurang dari prototaip pantas ke pengeluaran beramai-ramai. Dengan keupayaan tekanan sehingga 600 tan dan sijil IATF 16949, mereka membolehkan OEM automotif mengesahkan reka bentuk dengan cepat sebelum ditingkatkan kepada jutaan komponen tanpa mengorbankan ketepatan.

Kelebihan utama penempaan berbanding pemesinan termasuk:

• Kecekapan Bahan: Penempaan meminimumkan sisa, iaitu faktor kos yang besar apabila bekerja dengan tembaga.
• Pengerasan Kerja: Impak fizikal penempaan boleh mengeras kerja tembaga, meningkatkan kekuatan mekanikal komponen akhir.
• Kelajuan: Acuan progresif boleh menghasilkan ratusan komponen setiap minit, sepadan dengan keperluan keluaran kilang giga.

Penebat & Salutan: Kelebihan Salutan Serbuk

Dalam senibina EV voltan tinggi (kerap kali 400V hingga 800V+), penebatan palang tembaga yang dicetak merupakan ciri keselamatan yang kritikal. Palang tanpa penebat membawa risiko nyalaan arka yang serius, terutamanya dalam ruang sempit bungkusan bateri. Walaupun tiub susut haba dan pencelupan PVC adalah kaedah tradisional, Salutan serbuk epoksi telah muncul sebagai penyelesaian unggul untuk geometri cetakan yang kompleks.

Salutan serbuk melibatkan aplikasi serbuk kering—biasanya epoksi atau poliester—secara elektrostatik, kemudian dipadatkan dengan haba untuk membentuk lapisan yang berterusan dan tahan lama. Berbeza dengan tiub susut haba, yang boleh berkedut atau meninggalkan ruang udara pada lenturan tajam, salutan serbuk melekat secara langsung pada permukaan logam. Ini menghapuskan ruang udara di mana pelepasan separa (corona) boleh berlaku. Selain itu, salutan serbuk membolehkan kawalan ketepatan ketebalan lapisan (kebiasaannya 0.1mm hingga 0.5mm), memberikan kekuatan dielektrik yang tinggi (kerap kali >800V per mil) tanpa menambahkan saiz yang tidak perlu.

Perbandingan Kaedah Penebatan:

• Salutan Serbuk Epoksi: Terbaik untuk bentuk kompleks, rintangan haba tinggi, dan kekuatan dielektrik yang konsisten.
• Tiub Susut Haba: Sesuai untuk larian lurus tetapi sukar dipasang pada lenturan pelbagai paksi; peresapan haba lebih rendah.
• Celup PVC: Berkesan dari segi kos tetapi menawarkan penarafan haba yang lebih rendah (biasanya had 105°C) berbanding epoksi (130°C+).

Cabaran Reka Bentuk: Terma, Getaran, dan Induktans

Mereka bentuk bar bas tembaga tampar untuk kenderaan elektrik (EV) bukan sekadar menyambung Titik A ke Titik B. Jurutera mesti menyelesaikan cabaran fizikal kompleks yang unik kepada persekitaran automotif.

Pengurusan Haba & Kesan Kulit: Apabila arus mengalir, ia menjana haba (kehilangan I²R). Dalam aplikasi pensuisan frekuensi tinggi seperti penyongsang, "kesan kulit" menyebabkan arus berkumpul di permukaan konduktor, meningkatkan rintangan berkesan. Bar bas tampar dengan profil lebar dan rata memaksimumkan luas permukaan, membantu dalam penyejukan dan mengurangkan rintangan frekuensi tinggi berbanding kabel bulat.

Rintangan Getaran: Kenderaan elektrik (EV) mendedahkan komponen kepada getaran jalan yang berterusan. Bar pematerian tembaga yang kaku boleh mengalami kelesuan dan retak pada titik sambungan jika tidak diredam dengan betul. Penyelesaiannya termasuk mereka bentuk gelung pengembangan fleksibel (menggunakan foil tembaga berlapis) atau menggunakan sambungan pin tekanan yang mampan untuk menyerap tegasan.

Reka Bentuk Induktans Rendah: Untuk meningkatkan kecekapan elektronik kuasa EV, adalah penting untuk meminimumkan induktans sesat. Pelapisan bar pematerian positif dan negatif bersama-sama dengan lapisan dielektrik nipis (mencipta "bar pematerian berlapis") membolehkan pembatalan medan magnet, dengan ketara mengurangkan induktans dan melindungi IGBT (Transistor Bipolar Gerbang Terasing) yang sensitif daripada lonjakan voltan.

Piawaian Kualiti: IATF 16949 dan Seterusnya

Rantaian bekalan automotif menuntut pematuhan ketat terhadap piawaian kualiti bagi memastikan keselamatan dan kebolehpercayaan. Bagi pengilang bar pematerian, IATF 16949 pengesahan adalah keperluan asas. Standard ini melangkaui pengurusan kualiti ISO 9001 umum untuk menangani keperluan khusus automotif, seperti pencegahan kecacatan dan pengurangan variasi dalam rantaian bekalan.

Pemeriksaan kualiti penting untuk barbas yang dicetak termasuk:

• PPAP (Proses Kelulusan Bahagian Pengeluaran): Proses pengesahan yang ketat untuk memastikan proses pembuatan secara konsisten menghasilkan komponen yang memenuhi semua spesifikasi kejuruteraan.
• Ujian Hi-Pot: Ujian berpotensi tinggi memeriksa integriti penebat dengan mengenakan voltan yang jauh lebih tinggi daripada voltan operasi bagi memastikan tiada kerosakan berlaku.
• Penyelesaian Bebas Burrs: Proses pengekalan boleh meninggalkan tepi tajam (burrs). Dalam aplikasi voltan tinggi, burr bertindak sebagai titik pemfokusan tekanan elektrik, yang berpotensi menyebabkan nyalaan. Penanggalan burr secara automatik dan elektropolishing merupakan langkah penting selepas pengekalan.

Kejuruteraan Masa Depan Kuasa EV

Peralihan kepada mobiliti elektrik sangat bergantung kepada tunjang tersembunyi agihan kuasa: bar bas tembaga yang ditekankan. Dengan bergerak melampaui jalur logam biasa kepada komponen yang direkabentuk, diberi penebat dan ditekankan secara tepat, pengilang memastikan keselamatan, julat, dan jangka hayat kenderaan elektrik. Sama ada menggunakan tembaga C10100 untuk bungkusan dikimpal atau melaksanakan salutan serbuk maju untuk keselamatan dielektrik, keputusan yang dibuat semasa fasa rekabentuk dan penekanan akan memberi kesan sepanjang kitar hayat kenderaan tersebut.

Bagi pegawai pembelian dan jurutera, matlamatnya jelas: bekerjasama dengan pengilang yang bukan sahaja memahami geometri penekanan, tetapi juga fizik pengelektrikan. Memastikan rantaian bekalan yang menjamin kualiti IATF 16949 serta menyediakan skala dari prototaip ke pengeluaran merupakan langkah terakhir dalam membawa EV prestasi tinggi ke pasaran.

Soalan Lazim

1. Apakah gred tembaga terbaik untuk bar bas EV?

Untuk kebanyakan aplikasi, C11000 (ETP) adalah pilihan terbaik kerana kekonduksian yang sangat baik (101% IACS) dan kos yang berpatutan. Walau bagaimanapun, jika rekabentuk busbar memerlukan pengimpalan atau pematerian yang meluas, C10100 (Bebas Oksigen) diasyorkan untuk mencegah kelemahan akibat hidrogen dan memastikan keutuhan sambungan.

2. Mengapa salutan serbuk epoksi lebih disukai berbanding susut haba untuk busbar?

Salutan serbuk epoksi memberikan liputan unggul pada geometri berganda yang dicetak di mana tiub susut haba mungkin berkedut atau koyak. Ia melekat secara langsung pada tembaga, menghilangkan ruang udara yang boleh menyebabkan pelepasan separa, serta menawarkan pelbagai lesapan haba yang sangat baik dan kekuatan dielektrik tinggi dalam profil yang lebih nipis.

3. Bagaimanakah penempaan logam mengurangkan kos untuk pengeluaran busbar?

Pengeposan logam, terutamanya menggunakan acuan progresif, mengurangkan kos secara ketara untuk pengeluaran volum tinggi dengan menggabungkan pelbagai operasi pembentukan dalam satu laluan mesin sahaja. Ini mengurangkan tenaga kerja, meningkatkan kelulusan (ratusan komponen per minit), dan meminimumkan sisa bahan berbanding pemesinan atau pemotongan bar individu.