La tecnología de soldadura ultrasónica puede soldar de manera confiable las terminales de arneses de alambre de alto voltaje cuadrados grandes para ayudar a los vehículos eléctricos a cargar rápidamente

Como todos sabemos, el tiempo de carga de batería larga es uno de los factores clave que limita el crecimiento del mercado de vehículos eléctricos. Por lo general, los vehículos eléctricos necesitan varias horas de tiempo de carga para obtener el rango de crucero, mientras que los vehículos o camiones de combustible tradicionales se pueden llenar con gasolina o diesel en poco tiempo para garantizar el rango de crucero.

Para acortar el tiempo de carga de las baterías eléctricas del vehículo, los fabricantes de vehículos eléctricos deben mejorar la capacidad de los circuitos en el sistema de carga para transportar alto voltaje y alta corriente, que depende del mazo de cables con una gran capacidad de transporte de corriente. Por lo tanto, el arnés cívico con un área transversal grande se usa ampliamente para circular una corriente más alta, y también tiene una buena capacidad de disipación de calor, que es un método efectivo para mejorar la eficiencia de carga de las baterías eléctricas del vehículo.

En el futuro, la capacidad de carga actual del cableado de alto voltaje para vehículos eléctricos será de cuatro a cinco veces mayor que los de los cables de vehículos eléctricos ordinarios existentes. En términos de tamaño del arnés, si el cobre se selecciona como material del conductor, el área de sección transversal del arnés utilizado se incrementará de 50 mm ² a 200 mm ² , o incluso más.

¿Cómo conectar estos cables con un área de sección transversal más grande de manera confiable?

Sin embargo, cómo conectar de manera confiable estos cables con áreas transversales más grandes es un desafío técnico importante para los fabricantes de automóviles. Al mismo tiempo, la rápida actualización y la iteración de vehículos eléctricos también han provocado la exploración de puntos técnicos, como cómo organizar y acomodar estos cables, longitud de cable y tecnología de conexión de resistencia interna baja. Idealmente, cuanto más corta sea la longitud del cable, mejor, para lograr el rendimiento de la baja resistencia interna y el bajo aumento de temperatura. Sin embargo, en los vehículos eléctricos reales, la longitud del cable no se puede acortar, por lo que el diámetro del cable debe aumentar correspondientemente para garantizar una baja resistencia interna y una buena disipación de calor. A medida que se organizan más y más módulos de batería debajo del vehículo, se deben instalar y organizarse más grandes mazos o conductores de alambre de sección transversal alrededor y debajo del compartimento del pasajero. Por lo tanto, la estructura del cuerpo no solo debe aislarse de los cables y conductores, sino que también disipar de manera segura el aumento de la temperatura generado por el arnés de cableado durante la carga rápida.

Volviendo a los desafíos técnicos del proceso de conexión, el proceso de soldadura de metal ultrasónico, como un proceso eficiente de conexión de fase sólida, tiene muchas ventajas para nosotros , Kable-X, como tiempo de soldadura corto, baja resistencia interna de las articulaciones, alta resistencia mecánica, etc., y es especialmente adecuado para soldar arneses de cables y arneses de cables o arneses y terminales en sistemas de conector de alto voltaje. Sin embargo, la soldadura ultrasónica del arnés de alambre de alto voltaje con un área de sección transversal grande (≥ 50m2) requiere el uso de equipos de muy alta potencia, y al mismo tiempo, la resistencia mecánica del mazo de alambre soldado y los conectores en uso deben ser asegurado. Para el arnés de alambre con un área de sección transversal de más de 50 mm ² , el equipo de soldadura de metal ultrasónico convencional es difícil de lograr el efecto de soldadura ideal. Al soldar arneses de alambre de alto voltaje, es necesario ejercer una gran presión de soldadura. Como el equipo de soldadura convencional es principalmente de diseño de estructura en voladizo, se producirá el fenómeno de flexión del actuador, lo que dará como resultado una baja eficiencia de conversión de energía de soldadura. Para compensar la pérdida de energía, la amplitud de soldadura generalmente aumenta. Sin embargo, esto no solo no mejorará este problema, sino que también causará problemas más graves. Por ejemplo, una gran amplitud aumentará el estrés del núcleo de alambre interno y puede dañar el arnés de cableado, por lo que no cumple con los requisitos de calidad de soldadura requeridos por los fabricantes de automóviles.

Aquí, se enfatizan los siguientes problemas causados ​​por simplemente aumentar la amplitud de soldadura y la energía del equipo en esta aplicación:

(1) La deformación y el estrés generados por el núcleo de alambre dentro del arnés de alambre aumentarán, lo que conducirá a la disminución de la vida útil de la fatiga del arnés de alambre y la posible falla mecánica.

(2) Con el aumento de la distancia de movimiento relativo entre el cabezal de soldadura y el arnés de alambre, la energía térmica de fricción excederá el rango de energía razonable requerido para soldar el arnés del alambre, lo que hace que el calor excesivo no se extienda a otras áreas a tiempo, resultando en una baja tasa de utilización de energía de soldadura ultrasónica y una disminución de la eficiencia de soldadura.

(3) Se reducen la confiabilidad y eficiencia del cabezal de soldadura, y la amplitud y potencia excesiva causarán el ablandamiento del arnés de alambre. Sin embargo, el ablandamiento en el proceso de soldadura hará que la cabeza de soldadura se deslice anormalmente sobre el arnés de alambre, lo que agravará el desgaste de la cabeza de soldadura y aumentará el costo de vida del cabezal de soldadura.

Para los problemas anteriores causados ​​por simplemente aumentar la amplitud de soldadura y la energía del equipo, la estabilidad de soldadura y la eficiencia de conversión de energía también se pueden mejorar al aumentar la presión de soldadura. Sin embargo, los resultados de la prueba muestran que la presión de la máquina tradicional de soldadura de metal ultrasónico en voladizo excede su límite de diseño mecánico al soldar un arnés de alambre con una longitud de más de 50 mm ² .

Para enfrentar los desafíos técnicos de la soldadura por el arnés de alambre de alto voltaje, se necesita una nueva estructura de soldadura para lograr una mayor eficiencia de conversión de energía. Aquí, nos centraremos en la tecnología de soldadura ultrasónica de presión directa y el equipo de Branson.

Para resolver las deficiencias del marco de soldadura en voladizo, Emerson Branson desarrolló una nueva generación de equipos de soldadura ultrasónica de "presión directa", cuyo producto representativo es Branson GMX-20DP. Al presurizar directamente la posición del punto de soldadura, la presión de soldadura se aplica completamente entre el cabezal de soldadura y la pieza de trabajo, lo que mejora la eficiencia de convertir la energía de vibración ultrasónica en la energía térmica de fricción aplicada a la pieza de trabajo, y es propicio para dar juego total a la capacidad de la capacidad de equipos de alta potencia cuando se aplica a soldadura de línea de alto voltaje.

El equipo tiene dos características:

(1) La presión de soldadura más alta, que puede alcanzar 6100n , actúa verticalmente sobre el arnés de alambre a soldar;

(2) La amplitud de soldadura más baja puede mejorar el deslizamiento de soldadura con alta energía y el daño de gran amplitud a la superficie del arnés de alambre.

En comparación con el equipo de soldadura en voladizo convencional, Branson GMX-20DP puede hacer frente fácilmente a la aplicación de soldadura de conectores de arnés de alambre de alto voltaje y lograr una excelente calidad de soldadura.

Al mismo tiempo, GMX-20DP está equipado con un sensor de presión de precisión más alto y un sensor de desplazamiento, lo que puede detectar y controlar el proceso de soldadura con mayor precisión. Para el monitoreo de la calidad de soldadura, el equipo se puede conectar con el sistema MES de clientes, de modo que se puedan registrar y rastrear todos los parámetros del proceso. La estación de trabajo de la soldadura del terminal del arnés de cableado de alto voltaje, equipado con accesorio de sujeción de terminales de soldadura especialmente diseñado, puede fijar firmemente la soldadura, garantizar la estabilidad del proceso de soldadura y finalmente proporcionar a los clientes un esquema de soldadura de arneses de cableado de alto voltaje eficiente y confiable.