ปะเก็นฉนวนไมกาไดคัทควรได้รับการออกแบบรอบรูสลักเกลียวบัสบาร์แบตเตอรี่ EV อย่างไร

ช่องเจาะไมก้าที่ออกแบบมาไม่ดีรอบๆ รูโบลต์บัสบาร์สามารถเผยให้เห็นขอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ลดระยะห่างตามผิวฉนวน รอยแตกร้าวระหว่างการขันแน่น รบกวนพื้นผิวสัมผัสทางไฟฟ้า หรือปล่อยให้โบลต์และแหวนรองเชื่อมฉนวนฉนวนโดยไม่คาดคิด

แนวทางที่ปลอดภัยที่สุดคือการออกแบบช่องไมการอบๆ ข้อต่อแบบสลักเกลียวทั้งหมด—ไม่ใช่เส้นผ่านศูนย์กลางของโบลต์เพียงอย่างเดียว—รวมถึงแหวนรอง OD, พื้นที่สัมผัสของบัสบาร์, พิกัดความเผื่อของตำแหน่ง, ศักย์ไฟฟ้า, กองแรงบิด, ข้อกำหนดการคืบผิว และความสามารถในการตัดแบบไดคัท ปะเก็นไมกาควรป้องกันตรงบริเวณที่ต้องการฉนวนในขณะที่ปล่อยให้บริเวณหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าโดยเจตนาปราศจากวัสดุฉนวนโดยสิ้นเชิง

Mica Cutout ควรมีขนาดใหญ่แค่ไหนรอบ ๆ รูสลักเกลียวของ Busbar?

หากช่องเปิดเล็กเกินไป ไมก้าอาจติดอยู่ใต้เครื่องซักผ้าหรือส่วนต่อประสานหน้าสัมผัส หากมีขนาดใหญ่เกินไป โลหะที่ถูกเปิดอาจลดการแยกทางไฟฟ้า และสร้างเส้นทางวาบไฟตามผิวหรือเส้นทางติดตามที่อาจเกิดขึ้นได้

ปรับขนาดช่องเจาะจากอินเทอร์เฟซการทำงานที่สมบูรณ์: แหวนรอง OD, หัวโบลต์หรือน็อต, แผ่นหน้าสัมผัสที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า, การวางแนวที่ไม่ถูกต้องของการประกอบ, ความทนทานต่อไมกา และระยะห่างของฉนวนที่ต้องการ IEC 60664-1 กำหนดกรอบการทำงานทั่วไปสำหรับการกำหนดระยะห่าง ระยะห่างตามผิวฉนวน และข้อกำหนดด้านฉนวนแข็งสำหรับอุปกรณ์ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1,500 VDC^[1]

สำหรับข้อต่อบัสบาร์แบตเตอรี่ EV ให้เริ่มต้นด้วยการระบุว่าสลักเกลียว แหวนรอง ส่วนแทรก และบัสบาร์ที่อยู่ติดกันนั้นมี ศักย์ไฟฟ้าเท่ากันหรือมีศักย์ไฟฟ้าต่าง กัน หากเครื่องซักผ้าต้องทำหน้าสัมผัสทางไฟฟ้ากับบัสบาร์ ไมกาจะต้องอยู่นอกรอยสัมผัสนั้นโดยสิ้นเชิง หากตัวยึดต้องยังคงแยกทางไฟฟ้าจากโครงสร้างนำไฟฟ้าที่อยู่ใกล้เคียง รูปทรงของปะเก็นอาจต้องใช้วงแหวนฉนวนที่ใหญ่กว่า ลักษณะส่วนไหล่ หรือแหวนรองฉนวนแยกกัน

ไม่มีกฎสากล 'เส้นผ่านศูนย์กลางโบลต์ + 2 มม.' ความกว้างของฉนวนรัศมีขั้นสุดท้ายขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าของระบบ สภาพแวดล้อมที่มีมลภาวะ ระบบวัสดุ ระดับความสูง รูปทรงพื้นผิว ข้อกำหนดของ OEM และสถาปัตยกรรมของบรรจุภัณฑ์ที่สมบูรณ์

ความหนาของไมกา ระยะห่างของขอบ และกาวควรได้รับการออกแบบอย่างไร

รูโบลต์ที่วางอยู่ใกล้กับขอบไมกามากเกินไปอาจฉีกขาดหรือแตกร้าวระหว่างการตัดและประกอบไดคัท ในขณะที่ปะเก็นที่หนาหรือแข็งเกินไปสามารถเปลี่ยนปึกข้อต่อแบบโบลต์ และลดการยึดจับที่มั่นคงของการเชื่อมต่อบัสบาร์

เลือกความหนาของไมก้าและรูปทรงของขอบจากข้อกำหนดอิเล็กทริก การสัมผัสความร้อน การรองรับทางกล แรงบิดของสลักเกลียว ความสูงของปึกที่มีอยู่ และความทนทานต่อการผลิต ไมกามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในชุดแบตเตอรี่ EV รอบบัสบาร์และชุดสายไฟ เนื่องจากมีการผสมผสานการต้านทานอุณหภูมิสูงเข้ากับฉนวนไฟฟ้า และสามารถเจาะเป็นรูปทรงที่กำหนดเองได้^[2]

รอบรูโบลต์ หลีกเลี่ยงเอ็นไมกาแคบ มุมภายในที่แหลมคม และสะพานบางๆ ที่ไม่รองรับหากเป็นไปได้ ช่องเจาะที่โค้งมนและวัสดุที่เพียงพอระหว่างรูรับแสงและขอบด้านนอกจะช่วยลดความเข้มข้นของความเค้นและปรับปรุงความเสถียรในการตัดด้วยไดคัท

หากใช้กาวที่ไวต่อแรงกด ให้สร้าง พื้นที่สำหรับแยกกาวรอบๆ พื้นผิวสัมผัสระหว่างโลหะกับโลหะโดยเฉพาะ การบีบกาวออกใต้แหวนรองหรือส่วนต่อประสานขั้วต่ออาจทำให้ข้อต่อไฟฟ้าปนเปื้อน เปลี่ยนแรงดันในการจับยึด หรือเพิ่มความต้านทานการสัมผัส

คำแนะนำในการออกแบบบัสบาร์ EV ของ Mersen แสดงให้เห็นว่าชั้นฉนวนไฟฟ้า ตัวนำ กาว การเชื่อมต่อแบบขันเกลียว และฉนวนแข็ง จะต้องได้รับการพิจารณาร่วมกันในชุดประกอบบัสบาร์เคลือบแรงดันสูง^[3]

ควรตรวจสอบปะเก็นบัสบาร์ไดคัทไมกาก่อนการผลิตอย่างไร

ปะเก็นที่พอดีกับ CAD อย่างสมบูรณ์ยังคงอาจล้มเหลวในการผลิตได้ เนื่องจากตำแหน่งของรูโบลต์ ความทนทานต่อการปั๊มของบัสบาร์ การเคลื่อนที่ของแหวนรอง การวางตำแหน่งกาว ความทนทานต่อการตัดด้วยไมกา และแรงบิดในการประกอบทั้งหมดซ้อนกัน

ตรวจสอบปะเก็นโดยใช้เงื่อนไขขนาดที่แย่ที่สุดและชุดประกอบบัสบาร์-ตัวยึดจริงก่อนปล่อยเครื่องมือไดคัท การตรวจสอบควรครอบคลุมถึงความครอบคลุมของฉนวนขั้นต่ำ ระยะห่างจากโซนสัมผัสสูงสุด การวางตำแหน่งปะเก็น การบีบอัดแรงบิด ความทนทานทางไฟฟ้า การสัมผัสความร้อน การสั่นสะเทือน และการตรวจสอบด้วยภาพหลังการทดสอบ

การตรวจสอบต้นแบบในทางปฏิบัติควรเปรียบเทียบ ตำแหน่งรูบัสบาร์ขั้นต่ำและสูงสุด ตำแหน่งรูไมก้า OD ของแหวนรอง ตำแหน่งตัวยึด และตำแหน่งขอบปะเก็ น ระดับความคลาดเคลื่อนมีความสำคัญมากกว่าขนาด CAD ที่ระบุ

นอกจากนี้ ไมกายังใช้ในระดับแพ็ครอบๆ บัสบาร์ ชุดสายไฟ สิ่งกีดขวางโมดูล และโครงสร้างตู้ ซึ่งอาจต้องทนต่อทั้งความเค้นทางไฟฟ้าและการสัมผัสความร้อนที่ควบคุมไม่ได้อย่างรุนแรง^[4]

ต้องการปะเก็นฉนวนกันความร้อนไดคัทไมกาบัสบาร์แบบกำหนดเองหรือไม่

สำหรับการทบทวนต้นแบบ ให้จัดเตรียมรูปวาดบัสบาร์ ขนาดสลักเกลียวและแหวนรอง แรงดันไฟฟ้าของระบบ เป้าหมายความหนาไมกา โครงร่างของปะเก็น ข้อกำหนดการติดกาว ระยะห่างฉนวนขั้นต่ำ ข้อกำหนดแรงบิด อุณหภูมิการทำงาน และปริมาณต่อปี

การวาด STEP/DXF ของบัสบาร์จริงและสแต็กตัวยึดมักจะมีประโยชน์มากกว่าการระบุเส้นผ่านศูนย์กลางรูไมก้าเท่านั้น

คำถามที่พบบ่อย

รูไมกาควรตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางของ Busbar Bolt หรือไม่

ไม่ โดยปกติคัตเอาต์จะต้องพิจารณาถึงโบลต์ แหวนรอง หรือน็อต พื้นที่สัมผัสโดยเจตนา ความทนทานต่อการประกอบ และการครอบคลุมของฉนวนที่จำเป็น ไม่ใช่แค่เส้นผ่านศูนย์กลางก้านโบลต์เท่านั้น

สามารถติดตั้งไมกาไว้ใต้เครื่องซักผ้า Busbar ได้หรือไม่?

เฉพาะในกรณีที่ข้อต่อไฟฟ้าและเครื่องกลได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเท่านั้น หากเครื่องซักผ้าต้องสร้างส่วนต่อประสานการจับยึดที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้ากับบัสบาร์ โดยปกติไมกาควรอยู่นอกพื้นที่สัมผัสที่ต้องการ

จำเป็นต้องมีระยะห่าง Creepage รอบ EV Busbar Bolt เท่าใด

ไม่มีคุณค่าสากล ค่า Creepage ที่ต้องการขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน วัสดุ ระดับมลภาวะ รูปทรงของพื้นผิว ระดับความสูง ข้อกำหนดของ OEM และมาตรฐานการประสานงานของฉนวนที่เกี่ยวข้อง

เหตุใดไมกาจึงแตกรอบรูสลักแบบไดคัท

สาเหตุที่พบบ่อย ได้แก่ ระยะห่างของขอบที่แคบ รูปทรงภายในที่แหลมคม ความหนาของวัสดุที่ไม่เหมาะสม สภาพแม่พิมพ์ที่ไม่ดี การประกอบที่ไม่ได้รับการสนับสนุน และการโหลดเชิงกลรอบๆ ตัวยึดมากเกินไป

กาวควรครอบคลุมปะเก็นไมกาทั้งหมดหรือไม่

ไม่เสมอไป ควรเก็บกาวไว้ให้ห่างจากพื้นผิวสัมผัสทางไฟฟ้า ซึ่งการบีบออกอาจทำให้ข้อต่อบัสบาร์ปนเปื้อนหรือเปลี่ยนความต้านทานการสัมผัสได้

ปะเก็นไมกาแบบเดียวกันสามารถใช้กับชุดแบตเตอรี่ 400V และ 800V ได้หรือไม่

ไม่โดยอัตโนมัติ รูปทรงของปะเก็น ความหนา การคืบคลาน ระยะห่าง การสัมผัสความร้อน และการตรวจสอบความถูกต้องของไดอิเล็กตริกควรได้รับการตรวจสอบโดยเทียบกับแรงดันไฟฟ้าในการทำงานสูงสุดจริงและการออกแบบบรรจุภัณฑ์

มุมมองชุดสายไฟรถยนต์และฉนวนแบตเตอรี่ 15 ปี

จากประสบการณ์ 15 ปีของชุดสายไฟรถยนต์และประสบการณ์ส่วนประกอบไฟฟ้าแรงสูง ฉันจะไม่ปล่อยปะเก็นบัสบาร์ไมก้าออกจากเส้นผ่านศูนย์กลางของโบลต์เพียงอย่างเดียว ขอบเขตการออกแบบที่แท้จริงคือชุดตัวยึดที่สมบูรณ์: สลักเกลียว แหวนรอง แผ่นปะหน้าสัมผัสบัสบาร์ ขอบไมกา กาว ค่าความคลาดเคลื่อน แรงดันไฟฟ้า และสายไฟ HV โดยรอบ

การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยรอบๆ รูสลักหนึ่งรูอาจส่งผลต่อทั้งฉนวนไฟฟ้าและความต้านทานของข้อต่อ ดังนั้นวิธีที่ปลอดภัยที่สุดคือการตรวจสอบความถูกต้องของไมก้าแบบไดคัทร่วมกับชุดประกอบบัสบาร์จริงก่อนที่เครื่องมือการผลิตจะถูกแช่แข็ง

การอ้างอิงที่เชื่อถือได้

[1] IEC — IEC 60664-1:2020+AMD1:2025, การประสานงานของฉนวน, ระยะห่างจากผิวน้ำ และระยะการซึมของผิวฉนวน

[2] Electrolock - การป้องกันความร้อนในแบตเตอรี่ EV: บทบาทของไมกา

[3] Mersen — คู่มือการออกแบบบัสบาร์: ฉนวนไฟฟ้า ฮาร์ดแวร์ และการผลิต

[4] Electrolock — ฉนวนเซลล์ EV และอุปสรรคในการแพร่กระจายความร้อน