Beschaffung hoch{0}zuverlässiger Metallteile für HGÜ-Schütze und -Relais von Elektrofahrzeugen

Um die strengen thermischen und elektrischen Durchschlagsschwellenwerte von 800-V-Schnellladearchitekturen zu erfüllen, ist eine präzise Materialauswahl für die Innenhüllen von HGÜ-Schützen mit metallisierten geschweißten Keramikgehäusen erforderlich. Hochreine Aluminiumoxidkeramik (Al2O3 größer oder gleich 95 %) bietet die erforderliche Spannungsfestigkeit (größer oder gleich 20 kV/mm) und Thermoschockbeständigkeit (ΔT größer oder gleich 300 Grad), um hochenergetische Lichtbögen unter Schaltlasten von 1000 A zu unterdrücken und so katastrophale Kurzschlüsse in Batteriemanagementsystemen von Elektrofahrzeugen zu verhindern.

800-V-Hochspannungsplattformen der nächsten Generation in Elektrofahrzeugen erzeugen Dauerbetriebsströme von über 500 A und Kurzschlussunterbrechungsströme von bis zu 3000 A. Unter diesen harten Betriebsbedingungen kommt es bei Gehäusen aus Standardpolymer oder minderwertiger Keramik aufgrund der schnellen Lichtbogenplasmaausdehnung zu Oberflächenüberschlägen und thermischen Rissen.

Um den Sicherheitsstandards IEC 60947-4-1 und ISO 6469-3 zu entsprechen, müssen Gehäuse aus EV-Aluminiumoxidkeramik eine strukturelle Integrität und einen Isolationswiderstand von mehr als 10¹⁰ Ω bei Temperaturen von bis zu 250 Grad aufweisen. Die folgende Tabelle vergleicht die technischen Standardspezifikationen der gängigen Gehäusematerialien, die bei der Relaisherstellung verwendet werden:

Das Keramikgehäuse ist normalerweise nur ein Teil der Baugruppe. Die fertigungstechnische Herausforderung liegt an der Schnittstelle zwischen dem keramischen Isolierkörper und der leitfähigen Metallstruktur. Ein Produktionsweg mit 95 % Aluminiumoxidkeramik, T2Y2-Kupfer und einer Stahldichtung erfordert eine kontrollierte Formung, Oberflächenvorbereitung, Metallisierung oder Verbindungsvorbereitung, Löten und Maßprüfung.

EV-Aluminiumoxid-Keramikgehäuse: Material- und Dimensionskontrolle

Ein EV-Aluminiumoxid-Keramikgehäuse, das um einen HGÜ-Schütz herum verwendet wird, sollte durch Materialzusammensetzung, Wandstärke, Schnittstellengeometrie und Dimensionsstabilität nach dem Prozess spezifiziert werden.

Keramikabsplitterungen verdienen eine gesonderte Kontrolle, da ein kleiner Kantenfehler sowohl den mechanischen Sitz als auch den lokalen elektrischen Isolationsabstand beeinträchtigen kann.

Aluminiumoxid-Relais-Keramikhülle für Elektroautos: gelötete -Verbindungsvariablen

Eine Aluminiumoxid-Relais-Keramikhülle für Elektroautos kann durch einen kontrollierten Lötvorgang eine Keramikisolierung mit Kupfer- und Stahlkomponenten kombinieren. Das Prozessfenster sollte rund um die Heizrate, die Spitzentemperatur, die Haltezeit, die Atmosphäre, den Verbindungsabstand und die Abkühlrate festgelegt werden.

Dabei geht es nicht nur darum, eine optisch durchgehende Verbindung herzustellen. Der Produktionsprozess muss unvollständige Benetzung, übermäßige Füllstoffansammlung, lokale Überhitzung und Eigenspannung begrenzen.

Eine Querschnittsprüfung kann während der Prozessvalidierung verwendet werden, um Folgendes zu untersuchen:

Für die Produktionsfreigabe sollten die Prüfmethode und die Häufigkeit der Probenahmen mit der technischen Spezifikation des Kunden abgestimmt werden.

Stromführende Komponenten in einem HGÜ-Schütz müssen den Widerstand an jeder leitenden Schnittstelle steuern. Die Wärmeerzeugung steigt mit dem Quadrat des Stroms gemäß (P=I^2R). Folglich kann selbst ein kleiner Anstieg des Kontaktwiderstands bei hohem Strom zu einem messbaren Anstieg der lokalen Temperatur führen.

Dadurch ist der dimensionale Zustand der leitenden Schnittstelle direkt relevant für das thermische Design.

T2Y2-Kupferkomponenten und Kontaktwiderstandskontrolle

Kupferkomponenten können als leitfähige Schnittstellen zwischen Außenanschluss, Kontaktsystem und Innenbaugruppe eingesetzt werden. Für eine Produktionszeichnung sollten Kupfersorte, Dicke, Ebenheit, Lochgeometrie, Oberflächenbeschaffenheit und Verbindungsmethode angegeben werden.

Bei gestanzten Kupferkomponenten kann das progressive Prägen einer Matrize eine wiederholbare Geometrie bei Produktionsvolumen liefern, der Matrizenverschleiß muss jedoch überwacht werden, da Gratwachstum und Maßabweichungen im Laufe der Werkzeuglebensdauer zunehmend auftreten können.

EV-Aluminiumoxid-Keramik-Relaisgehäuse und thermisches Pfaddesign

Ein EV-Relaisgehäuse aus Aluminiumoxidkeramik erfüllt eine andere Funktion als der Kupferstrompfad. Sein Hauptbeitrag ist elektrische Isolierung, strukturelle Trennung und Umweltschutz.

An die Engineering-Schnittstelle werden daher zwei unterschiedliche Anforderungen gestellt:

• Elektrischer Pfad:geringer und stabiler Widerstand durch die leitfähigen Komponenten.
• Isolationspfad:kontrollierter Abstand, Kriechstrecke und dielektrische Integrität durch die Keramikstruktur.
• Die beiden Pfade sollten separat bewertet werden, bevor sie als vollständige Schützbaugruppe bewertet werden.

Bei Hochstromanwendungen sollte die thermische Simulation den Widerstand von Anschlüssen, Kontaktschnittstellen, Sammelschienenverbindungen und gelöteten leitenden Verbindungen umfassen. Die Keramiktemperatur sollte zusammen mit der umgebenden Metallstruktur bewertet werden und nicht als isolierte Materialeigenschaft behandelt werden.

Hochfrequenzlöten und thermische Verformungskontrolle

Hochfrequenzlöten kann die Erwärmung auf den vorgesehenen Verbindungsbereich konzentrieren und eine unnötige thermische Belastung benachbarter Komponenten reduzieren. Das tatsächliche Heizprofil hängt jedoch von Geometrie, Material, Vorrichtungsanordnung und Prozessparametern ab.

Die Prozessqualifikation sollte Folgendes aufzeichnen:

Die Produktionsaufzeichnung sollte diese Prozessvariablen mit der Komponentencharge und den Prüfergebnissen verknüpfen.

Metallkomponenten, die rund um HGÜ-Keramikbaugruppen verwendet werden, können bei Lagerung, Löten, Montage und Wartung oxidieren. Der Oberflächenzustand kann je nach Bauteil das elektrische Kontaktverhalten, die Lötbarkeit oder die Lötbenetzung beeinflussen.

ASTM B117 kann als Salzsprüh-Expositionsmethode verwendet werden, wenn der Qualifizierungsplan des Kunden Korrosionstests erfordert, aber es sollte nicht als universelles Akzeptanzkriterium für jede HGÜ-Komponente betrachtet werden. Testdauer, Probenkonfiguration und Akzeptanzgrenzen sollten in der Anwendungsspezifikation festgelegt werden.

Oberflächenoxidationskontrolle für Kupfer- und gestanzte Metallteile

Bei gestanzten Kupfer-, Stahl- oder Eisenkomponenten sollte die Oberflächeninspektion zwischen normaler Herstellungsverfärbung und Oxidation unterscheiden, die sich auf die vorgesehene Verbindung oder elektrische Schnittstelle auswirkt.

Die richtige Oberflächenbehandlung hängt von der Metallsorte, dem Fügeverfahren und der endgültigen elektrischen Funktion ab. Eine Beschichtung sollte nicht nur nach dem Aussehen ausgewählt werden.

RoHS- und REACH-Materialdokumentation

Für Beschaffungsteams sollte die RoHS- und REACH-Dokumentation mit dem gelieferten Material und der Produktionscharge verknüpft werden, sofern dies vom Qualitätssystem des Kunden gefordert wird.

Ein nützliches Dokumentationspaket kann Folgendes umfassen:

Aufzeichnungen über die Materialzusammensetzung, Lieferantenzertifikate, Erklärungen zu eingeschränkten-Stoffen, Identifizierung der Produktionschargen und entsprechende Inspektionsberichte.

Wenn Korrosionstests erforderlich sind, sollte ASTM B117 als Testmethode aufgeführt werden, während der Kunde Expositionszeit und Akzeptanzkriterien definieren sollte.

Die Lieferantenqualifizierung sollte Materialüberprüfung, Maßgenehmigung, Prozessvalidierung und Funktionstests trennen. Ein Erstmuster eines Artikels, das den Zeichnungsmaßen entspricht, ist nicht automatisch ein Beweis für die langfristige Prozessstabilität.

EV-Aluminiumoxid-Keramikgehäuse: Erst-Prüfdaten des Artikels

Für ein EV-Aluminiumoxid-Keramikgehäuse sollte der erste -Artikelbericht normalerweise die Zeichnungsversion, die Materialqualität, kritische Abmessungen, die Prüfausrüstung und die Messergebnisse angeben.

Der Inspektionsbericht sollte dieselbe Zeichnungsrevision verwenden, die dem Produktionsteam zur Verfügung gestellt wurde. Die Vermischung verschiedener Revisionen ist eine häufige Ursache unnötiger Genehmigungsstreitigkeiten.

Hochspannungs-Gleichstrom-Keramikschütz: elektrische und mechanische Validierung

Bei einem Hochspannungs-Gleichstrom-Keramikschütz sollte die Validierung die fertige Baugruppe widerspiegeln und nicht nur das Keramikmaterial.

Abhängig von der Produktspezifikation kann der Qualifizierungsplan Folgendes umfassen:

Die Anforderungen der IEC 60947 sollten entsprechend der jeweiligen Schütz- oder Schaltgerätekategorie angewendet werden. Die genaue Prüfspannung, -dauer, der Dauerzyklus und die Akzeptanzgrenzen sollten der jeweiligen Produktspezifikation entnommen werden.

Inspektion metallisierter Keramikverbindungen im Produktionsmaßstab

Der metallisierten Keramikschnittstelle sollte größere Aufmerksamkeit gewidmet werden, wenn die Baugruppe mehrere Materialien mit unterschiedlichem Wärmeausdehnungsverhalten enthält.

Eine praktische Qualitätskontrollsequenz-ist:

Zeichnungsprüfung → Eingangsmaterialprüfung → Keramik-Maßprüfung → Metall-Teileprüfung → Oberflächenvorbereitung → Lötprozesskontrolle → Sichtprüfung → Maßprüfung → elektrische Prüfung → Losfreigabe.

Diese Sequenz stellt eine messbare Verbindung zwischen Prozessvariablen und der Qualität des fertigen{0}}Teils her, ohne sich auf eine auf dem Erscheinungsbild basierende Akzeptanz verlassen zu müssen.

Was ist der Standardschwellenwert für die Heliumleckrate für Ihre EV-Aluminiumoxid-Keramik-Relaisgehäuse?

Alle serienmäßig hergestellten EV-Aluminiumoxid-Keramik-Relaisgehäuse halten eine Heliumleckrate von streng unter 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s, getestet mit Hochvakuum-Massenspektrometer-Leckdetektoren gemäß ASTM E2741.

Kann Xiamen Apollo Hochtemperatur-Relaisgehäuse aus metallisierter Keramik gemäß proprietären 3D-CAD-Zeichnungen anpassen?

Ja. Wir bieten eine komplette kundenspezifische OEM/ODM-Fertigung auf der Grundlage der STEP/IGES-Dateien des Kunden an und passen Metallisierungsmuster, Keramikreinheit (95 % bis 99,5 %) und Lotlegierungszusammensetzungen an, um spezifische Anforderungen an die elektrische Isolierung zu erfüllen.

Was ist die typische Vorlaufzeit für kundenspezifische Prototypenmuster und Serienproduktionen?

Kundenspezifische Prototypenmuster mit speziellen metallisierten Keramikhüllen werden innerhalb von 10 bis 15 Werktagen hergestellt, geprüft und versendet, während Serienproduktionen je nach Auftragsvolumen in der Regel 10 bis 15 Werktage erfordern.

Senden Sie die neueste Zeichnung und das angestrebte Jahresvolumen, um eine technische Überprüfung zu beginnenKeramikgehäuse für EV-HGÜ-Relais, gelötete Baugruppen, gestanzte Metallteile und Relaiskontaktkomponenten.