EV バッテリーのバスバーのボルト穴の周囲にダイカットマイカ絶縁ガスケットをどのように設計すべきですか?

バスバーのボルト穴周囲のマイカの切り欠きの設計が適切でないと、導電性エッジが露出し、沿面距離が減少し、締め付け中に亀裂が発生し、電気接触面に干渉したり、ボルトとワッシャーが予期せず絶縁体をブリッジしたりする可能性があります。

最も安全なアプローチは、ワッシャー外径、バスバー接触面積、位置公差、電位、トルクスタック、沿面要件、およびダイカット能力を含む、ボルトの直径だけではなく、完全なボルト接合部の周囲にマイカ開口部を設計することです。 マイカガスケットは、絶縁が必要な場所を正確に絶縁し、意図的な電気接触ゾーンには絶縁材料を完全に含まないようにする必要があります。

母線のボルト穴の周囲のマイカの切り欠きの大きさはどれくらいにすればよいですか?

開口部が小さすぎると、マイカがワッシャーまたは接触面の下に閉じ込められる可能性があります。大きすぎると、露出した金属によって電気的分離が減少し、潜在的なフラッシュオーバーまたはトラッキング パスが発生する可能性があります。

完全な機能インターフェイスからカットアウトのサイズを決定します: ワッシャーの外径、ボルトの頭またはナット、導電性接触パッチ、アセンブリの位置ずれ、マイカの公差、および必要な絶縁距離。 IEC 60664-1 は、最大 1,500 VDC の機器の空間距離、沿面距離、および固体絶縁要件を決定するための一般的な枠組みを提供します。^[1]

EV バッテリーのバスバー接合部の場合、ボルト、ワッシャー、インサート、および隣接するバスバーが 同じ電位であるか、異なる電位であるかを識別することから始めます。ワッシャーがバスバーと電気的に接触する必要がある場合、マイカはその接触フットプリントの完全に外側に留まらなければなりません。締結具を近くの導電性構造から電気的に絶縁しておく必要がある場合、ガスケットの形状により、より大きな絶縁環、ショルダー機能、または別個の絶縁ワッシャーが必要になる場合があります。

「ボルト径 + 2 mm」という普遍的なルールはありません。 最終的な半径方向の絶縁幅は、システム電圧、汚染環境、材料システム、高度、表面形状、OEM 要件、および完全なパック アーキテクチャによって異なります。

マイカの厚さ、エッジの距離、接着剤はどのように設計すればよいですか?

ボルト穴がマイカの端に近すぎると、型抜きや組み立て中に裂けたり亀裂が入ったりする可能性があります。また、過度に厚いガスケットまたは剛性の高いガスケットは、ボルト接合のスタックを変化させ、バスバー接続の安定したクランプを低下させる可能性があります。

誘電要件、熱暴露、機械的サポート、ボルトのトルク、利用可能なスタック高さ、および製造公差からマイカの厚さとエッジの形状を選択します。 マイカは、高温耐性と電気絶縁性を兼ね備え、カスタム形状に打ち抜くことができるため、EV バッテリー パックのバスバーやワイヤー ハーネスの周囲で広く使用されています。^[2]

ボルト穴の周囲では、狭い雲母の靭帯、鋭い内部の角、サポートされていない薄いブリッジを可能な限り避けてください。丸いカットアウトと、開口部と外側エッジの間の十分な材料により、応力集中が軽減され、ダイカットの安定性が向上します。

感圧接着剤を使用する場合は、 意図的に金属同士の接触面の周囲に接着剤の侵入を禁止するエリアを作成してください。 ワッシャーまたは端子インターフェイスの下に接着剤がはみ出ると、電気接続部が汚染されたり、クランプ圧力が変化したり、接触抵抗が増加したりする可能性があります。

メルセンの EV バスバー設計ガイダンスでは、高電圧積層バスバー アセンブリでは、電気絶縁層、導体、接着剤、ねじ込み接続、および硬質絶縁を同時に考慮する必要があることが示されています。^[3]

ダイカットマイカバスバーガスケットは製造前にどのように検証されるべきですか?

CAD に完全に適合するガスケットでも、ボルト穴の位置、バスバーのスタンピング公差、ワッシャーの動き、接着剤の配置、マイカのダイカット公差、組み立てトルクがすべて重なって、製造時に失敗する可能性があります。

ダイカットツールをリリースする前に、最悪の寸法条件と実際のバスバーとファスナーのアセンブリを使用してガスケットを検証します。 レビューには、最小の絶縁被覆率、最大の接触領域クリアランス、ガスケットの位置、トルク圧縮、電気的耐久性、熱暴露、振動、およびテスト後の目視検査を含める必要があります。

実際のプロトタイプのレビューでは 、バスバーの穴の位置、マイカの穴の位置、ワッシャーの外径、ファスナーの位置、ガスケットの端の位置の最小と最大を比較する必要があります。公差スタックは、公称 CAD 寸法よりも重要です。

マイカは、バスバー、ワイヤリング ハーネス、モジュール バリア、エンクロージャ構造の周りのパック レベルでも使用され、電気的ストレスと深刻な熱暴走の両方に耐える必要がある場合があります。^[4]

カスタムのダイカットマイカバスバー絶縁ガスケットが必要ですか?

プロトタイプのレビューの場合は、バスバーの図面、ボルトとワッシャーの寸法、システム電圧、マイカの厚さの目標、ガスケットの外形、接着剤の要件、最小絶縁距離、トルク仕様、動作温度、年間数量を提供します。

通常、実際のバスバーとファスナーのスタックの STEP/DXF 図面は、マイカの穴の直径のみを指定するよりも役立ちます。

よくある質問

マイカの穴はバスバーのボルトの直径と一致する必要がありますか?

いいえ、カットアウトでは通常、ボルトのシャンク径だけでなく、ボルト、ワッシャーまたはナット、意図的な接触面積、組み立て公差、および必要な絶縁被覆を考慮する必要があります。

マイカはバスバーワッシャーの下に取り付けることができますか?

電気的および機械的ジョイントがそのために特別に設計されている場合に限ります。ワッシャーがバスバーとの導電性クランプ界面を作成する必要がある場合、マイカは通常、必要な接触領域の外側に留まる必要があります。

EV バスバー ボルトの周囲にどのくらいの沿面距離が必要ですか?

普遍的な価値はありません。必要な沿面距離は、動作電圧、材料、汚染度、表面形状、高度、OEM 要件、および該当する絶縁調整規格によって異なります。

ダイカットボルト穴の周囲でマイカが割れるのはなぜですか?

一般的な原因には、狭いエッジ距離、鋭利な内部形状、不適切な材料の厚さ、不良な金型の状態、サポートされていないアセンブリ、ファスナー周囲の過剰な機械的負荷が含まれます。

接着剤はマイカガスケット全体を覆うべきですか?

いつもではありません。接着剤は、はみ出すとバスバー接合部が汚れたり、接触抵抗が変化したりする可能性があるため、電気接触面から遠ざけてください。

同じマイカガスケットを400Vと800Vのバッテリーパックに使用できますか?

自動的ではありません。ガスケットの形状、厚さ、沿面距離、クリアランス、熱曝露、および誘電体の検証を、実際の最大動作電圧およびパック設計と照らし合わせて検討する必要があります。

15 年間の自動車用ワイヤーハーネスとバッテリー絶縁の展望

15年間の自動車用ワイヤーハーネスと高電圧コンポーネントの経験に基づいて、ボルト径だけでマイカバスバーガスケットをリリースすることはありません。 実際の設計境界は、ボルト、ワッシャー、バスバー接触パッチ、マイカエッジ、接着剤、公差、電圧、および周囲の HV 配線などの完全なファスナースタックです。

1 つのボルト穴の周囲に小さな変更があると、電気絶縁と接合抵抗の両方に影響を与える可能性があるため、最も安全なアプローチは、生産ツールが凍結される前に、実際のバスバー アセンブリとともにダイカット マイカを検証することです。

権威ある参考文献

[1] IEC — IEC 60664-1:2020+AMD1:2025、絶縁調整、空間距離および沿面距離

[2] エレクトロロック — EV バッテリーの熱暴走保護: マイカの役割

[3] Mersen — バスバー設計ガイド: 電気絶縁、ハードウェア、および製造

[4] Electrolock — EV セルパックの絶縁および熱伝播バリア