नई ऊर्जा क्रांति और बुद्धिमान विनिर्माण की लहर के तहत, तांबे का बसबारविद्युत प्रणाली की मुख्य प्रवाहकीय सामग्री के रूप में, इसके प्रदर्शन अंतर के कारण उपकरणों की सुरक्षा और दक्षता पर सीधा प्रभाव पड़ता है। विभिन्न भौतिक गुणों और अनुप्रयोग परिदृश्यों के साथ, लचीले तांबे बसबार और ठोस तांबे बसबार बिजली संचरण, नई ऊर्जा वाहनों और औद्योगिक उपकरणों के क्षेत्र में महत्वपूर्ण घटक बन गए हैं। इस पत्र में, सामग्री विज्ञान, प्रदर्शन मापदंडों, अर्थव्यवस्था और तुलनात्मक विश्लेषण के अन्य दस आयामों से, आधिकारिक उद्योग डेटा और मामलों के साथ संयुक्त रूप से, व्यवस्थित संदर्भ प्रदान करने के लिए इंजीनियरिंग डिजाइन और चयन के लिए दोनों के आवश्यक अंतर और सहक्रियात्मक मूल्य को प्रकट किया गया है।

What are materials and production process?

लचीले तांबे और ठोस तांबे के बीच मुख्य अंतर एनीलिंग प्रक्रिया से शुरू होता है। लचीले तांबे के बसबार उच्च तापमान एनीलिंग (लगभग 400-700 ℃) के माध्यम से आंतरिक तनाव को खत्म करते हैं ताकि तांबे के दाने की पुनर्व्यवस्था एक अधिक समान संरचना का निर्माण करे। यह प्रक्रिया इसे 20-40 एचवी जितना कम कठोरता मूल्य देती है, जबकि ठोस तांबे के बसबार, अनएनील्ड उपचार के कारण, 80-120 एचवी की कठोरता तक पहुँच सकते हैं। उदाहरण के लिए, जियांग्सू केएमईटी बताते हैं कि लचीले तांबे के बसबार का बढ़ाव 40% से अधिक तक पहुँच सकता है, जबकि ठोस तांबे के बसबार केवल 10-20% हैं।

How is electrical conductivity?

हालाँकि दोनों चालकताएँ 98% IACS (अंतर्राष्ट्रीय एनील्ड कॉपर मानक) से अधिक हैं, लेकिन लचीले कॉपर बसबार, बहु-स्ट्रैंडेड फिलामेंट या स्तरित संरचना के कारण, एक प्रभावी सतह क्षेत्र है जो ठोस कॉपर बसबार की तुलना में 30%-50% अधिक है। त्वचा प्रभाव के तहत, उच्च आवृत्ति धारा कंडक्टर की सतह परत में अधिक केंद्रित होती है, और लचीले कॉपर बसबार की धारा-वहन क्षमता को ठोस कॉपर बसबार के समान क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र की तुलना में 15%-25% तक बढ़ाया जा सकता है (मापा गया डेटा: 1000A सॉफ्ट कॉपर बसबार बनाम 850A सॉलिड कॉपर बसबार)। ठोस कॉपर की सघन संरचना डीसी परिदृश्यों में अधिक स्थिर होती है, जो उच्च-वर्तमान स्थिर संचरण के लिए उपयुक्त है।

How is mechanical Strength?

The tensile strength of solid copper (250-400 MPa) is significantly higher than that of flexible copper (200-250 MPa), but it performs very differently under dynamic loading. Tests by Foshan City Zolt Electric show that only 0.2% fatigue damage occurs after 100,000 bending cycles for soft copper busbars, while the risk of fracture for ठोस तांबे बसबार under the same conditions reaches 80%. This characteristic makes it the preferred choice for battery pack connections in new energy vehicles – the frequency range of vehicle vibration (5-200 Hz) requires materials that are resistant to micro-motion wear.

How is thermal Management?

लचीले तांबे के बसबार की बहु-परत संरचना एक प्राकृतिक गर्मी अपव्यय चैनल बनाती है, और इसकी तापीय चालकता 380 W/(mK) तक पहुँच सकती है, जो ठोस तांबे के बसबार की तुलना में लगभग 5%-8% अधिक है। टेस्ला मॉडल एस बैटरी मॉड्यूल में, नरम तांबे का बसबार तांबे की पन्नी स्टैकिंग डिज़ाइन के माध्यम से ऑपरेटिंग तापमान को 15 डिग्री सेल्सियस तक कम कर देता है, जिससे बैटरी सेल का जीवन प्रभावी रूप से बढ़ जाता है। उच्च तापमान वाले वातावरण (> 150 ℃) में ठोस तांबे का बसबार अनाज सीमा की मजबूत स्थिरता के कारण, ट्रांसफार्मर वाइंडिंग और अन्य स्थिर उच्च-ताप दृश्यों के लिए अधिक उपयुक्त है।

How is installation adaptability?

लचीला कॉपर बसबार ±3 मिमी असेंबली सहनशीलता को अवशोषित कर सकता है, जबकि ठोस कॉपर बसबार केवल ±0.5 मिमी त्रुटि की अनुमति देता है। कुनशान ज़ियाओवेई क्लाउड के मामले से पता चलता है कि लचीले कॉपर बसबार का उपयोग करके बैटरी पैक उत्पादन लाइन की स्थापना दक्षता 40% तक बढ़ गई, और पुनर्रचना दर 12% से घटकर 0.5% हो गई। हालाँकि ठोस कॉपर बसबार की कठोर संरचना के लिए सटीक मशीनिंग की आवश्यकता होती है, लेकिन उच्च-वोल्टेज स्विचगियर जैसे निश्चित परिदृश्यों में शून्य-अंतराल डॉकिंग को महसूस किया जा सकता है।

How is life cycle costing?

लचीले तांबे के बसबार की शुरुआती लागत ठोस तांबे के बसबार की तुलना में 30%-50% अधिक है (50 मिमी² विनिर्देशों के संदर्भ में, नरम तांबे के बसबार लगभग $20 / मी हैं, और ठोस तांबे के बसबार ￥80 / मी हैं)। हालांकि, Qijia.com की गणना के अनुसार, इसका रखरखाव चक्र 3 गुना से अधिक बढ़ाया जाता है, और कुल लागत 10 वर्षों में 28% तक कम हो सकती है। वितरण कक्ष में ठोस तांबे के बसबारों में कम खरीद लागत का लाभ होता है और अन्य कम कंपन परिदृश्य अभी भी प्रतिस्पर्धी हैं।

Corrosion resistance

लचीला कॉपर बसबार: अनाज सीमा के कम घनत्व के कारण, रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध कमजोर है; सुरक्षा बढ़ाने के लिए इसे टिन किया जाना चाहिए या इन्सुलेटिंग परत (जैसे सिलिकॉन या पीवीसी) के साथ लेपित किया जाना चाहिए। ठोस तांबे के बसबार की घनी सतह परत स्वाभाविक रूप से औद्योगिक संक्षारक मीडिया के 80% का विरोध कर सकती है और अतिरिक्त उपचार के बिना रासायनिक उपकरणों में उपयोग की जा सकती है।

Process complexity

लचीले कॉपर बसबार को कॉपर फ़ॉइल की परतों के बीच धातुकर्म संबंध प्राप्त करने के लिए पॉलिमर डिफ्यूज़न वेल्डिंग (तापमान 500-800 ℃, दबाव 10-50 MPa) का उपयोग करने की आवश्यकता होती है, जो स्टैम्पिंग और झुकने की ठोस कॉपर बसबार की तुलना में 3-5 गुना अधिक समय लेने वाली प्रक्रिया है। हालाँकि, इस तकनीक को आकार वाले क्रॉस सेक्शन के साथ अनुकूलित किया जा सकता है, जैसे कि टेस्ला 4680 बैटरी में इस्तेमाल किए जाने वाले 3D ब्रेडेड लचीले कॉपर बसबार, जिसमें अंतरिक्ष उपयोग में 60% की वृद्धि होती है।

Environmental adaptability

-40 डिग्री सेल्सियस में लचीले कॉपर बसबार अभी भी लचीलापन बनाए रखते हैं (ब्रेक पर बढ़ाव> 35%), जबकि -20 डिग्री सेल्सियस से नीचे ठोस कॉपर बसबार भंगुर होते हैं। लेकिन >200 ℃ के वातावरण में (जैसे कि इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस इलेक्ट्रोड), ऑक्सीकरण प्रतिरोध का एक ठोस कॉपर बसबार बेहतर होता है और एक लचीले कॉपर बसबार की तुलना में लंबा जीवन होता है, जो इसे 2 गुना बढ़ाता है।

Future trends

The industry is exploring flexible and solid composite copper busbars (such as core solid copper + surface flexible copper), both with high current-carrying and anti-vibration characteristics. A patent published by Ningde Times shows that the structure can reduce battery connection impedance by 18% and increase cycle life to 6,000 times. In addition, new materials such as graphene-coated copper busbars (25% higher conductivity) will reshape the industry landscape.

निष्कर्ष

लचीले कॉपर बसबार और ठोस कॉपर बसबार के बीच प्रतिस्पर्धा का सार लचीले चालन और कठोर समर्थन की द्वंद्वात्मक एकता है। नई ऊर्जा, 5G बेस स्टेशन, स्मार्ट ग्रिड और अन्य उभरते क्षेत्रों में, लचीले कॉपर बसबार गतिशील अनुकूलनशीलता के आधार पर हावी हैं, जबकि पारंपरिक विद्युत शक्ति और भारी उद्योग अभी भी ठोस कॉपर बसबार के स्थिर उत्पादन पर निर्भर हैं। भविष्य में, दो नवाचारों का एकीकरण प्रवाहकीय सामग्रियों को "कठोर-लचीले" के एक नए युग में बढ़ावा देगा। इंजीनियरिंग डिजाइनरों को इष्टतम समाधान चुनने के लिए वर्तमान विशेषताओं, यांत्रिक भार, पर्यावरणीय कारकों और पूर्ण-चक्र लागतों पर विचार करने की आवश्यकता है।