電動(dòng)汽車(EV)電纜線連接

今天的電動(dòng)汽車需要更強(qiáng)大、快速和高效的供電系統(tǒng)。每一輛電動(dòng)汽車內(nèi)都布置有長(zhǎng)達(dá)幾公里的電纜線。作為車輛的“中樞神經(jīng)系統(tǒng)”，電纜線的連接必須0故障且足夠堅(jiān)固，以確保車輛內(nèi)外裝置供電和工作穩(wěn)定，例如車輛充電、啟動(dòng)、車燈顯示、傳感器數(shù)據(jù)讀取等。

在電纜線布置時(shí)，工程師需要考慮一些問(wèn)題：包括熱管理、接觸電阻、連接器尺寸、機(jī)械應(yīng)力載荷、產(chǎn)品壽命和降低成本等。采用Wire Compacting（線束焊接整形）工藝可以解決以上問(wèn)題。這里我們介紹一下Resistance Wire Compacting工藝。

工程上的問(wèn)題

電動(dòng)汽車需要依靠強(qiáng)大的電氣連接來(lái)有效地分配電池動(dòng)力。絞線因?yàn)槠潇`活性和耐用性優(yōu)點(diǎn)被使用，但由于它們很重，相互之間難以堅(jiān)固和可靠連接。

因此，這里引入Wire Compacting工藝，由于其動(dòng)作和目的與Harness Welding（線束焊接）類似，也可以稱之為線束焊接整形。將多股絞線焊接形成堅(jiān)固的長(zhǎng)方體形狀，且具有較小的接觸電阻，同時(shí)可以減少整體重量。

什么是Wire Compacting？

Wire Compacting就是對(duì)松散的多股線束壓實(shí)并焊接成所需的形狀，以更好更方便連接到其它組件。除了EV高壓線束焊接應(yīng)用外，線束焊接還應(yīng)用于安全帶傳感器、溫度傳感器連接、安全氣囊啟動(dòng)器、Y和T形連接，以及電池管理系統(tǒng)的生產(chǎn)上。

以上圖片是電阻線束焊接的案例。Resistance wire compacting可用于絞線和實(shí)心線的連接。一個(gè)裝有鎢電極的焊頭用來(lái)傳遞電流，在垂直方向上施加壓力壓緊線束通電加熱成形，兩側(cè)陶瓷夾具幫助控制最終的形狀。

為什么要Wire Compacting？

原因1：降低接觸電阻

隨著接觸電阻增加，電流減少，會(huì)在接觸表面上產(chǎn)生熱量。隨著時(shí)間的推移，高溫會(huì)削弱電纜壽命。電氣系統(tǒng)的壽命與其累積的熱量成正比。而通過(guò)Wire Compacting工藝的接頭接觸電阻會(huì)降低，進(jìn)而有助于降低電氣系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量，延長(zhǎng)使用壽命。

原因2：減小連接尺寸

絞線電纜通常有散亂磨損的末端，在連接終端之前需要整理在一起。廠家通常使用套管，以減少安裝尺寸。這個(gè)過(guò)程費(fèi)工費(fèi)時(shí)。通過(guò)Wire Compacting工藝后，電纜末端是規(guī)整的形狀，安裝尺寸也更小，不需要增加套管，減少了整體重量，這是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)。此外，壓實(shí)的電纜還可以直接焊接到異形端子上。

原因3：延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命

焊縫上的局部加熱和冷卻循環(huán)會(huì)導(dǎo)致材料微小的膨脹和收縮。材料在冷卻過(guò)程中發(fā)生松弛后，通常不會(huì)恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，從而縮短了零件壽命。通過(guò)Wire Compacting工藝后，接觸電阻降低，導(dǎo)致工作溫度降低，減少熱循環(huán)，并最終提高產(chǎn)品壽命。

原因4：降低成本

電動(dòng)汽車市場(chǎng)正變得極具競(jìng)爭(zhēng)力，每個(gè)制造商都尋求以更低的成本生產(chǎn)出越來(lái)越好的產(chǎn)品。通過(guò)Wire Compacting工藝，減少了復(fù)雜組裝工序，例如整理散亂的線纜末端或者增加末端套管，節(jié)約了時(shí)間和費(fèi)用。

原因5：連接更牢固

由于振動(dòng)和G-Force引起的應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致電導(dǎo)率的退化或失效。通過(guò)Wire Compacting工藝獲得更加健壯的連接，減少因機(jī)械應(yīng)力負(fù)載造成的問(wèn)題。

適合哪些材料？

WIre Compacting工藝是銅線焊接的理想解決方案，無(wú)論表面是否有錫或銀涂層。焊接強(qiáng)度根據(jù)應(yīng)用而不同，從焊接單條導(dǎo)線到焊接銅端子。目前可以實(shí)現(xiàn)的焊接尺寸是90mm2。可集成自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切割和焊接整形，以方便隨后與端子焊接。

暴露在空氣中的鋁表面會(huì)發(fā)生的氧化反應(yīng)，氧化層會(huì)降低焊接強(qiáng)度。鍍鎳的銅線，由于基礎(chǔ)材料和涂層的熔點(diǎn)不同，無(wú)法得到穩(wěn)定的焊接結(jié)果。其它材料如鋼、鎳、鎳鉻合金(NiCr)、Nisil(NiSil)、NiCroSil，所有這些材料都會(huì)對(duì)鎢電極的壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。

Wire Compacting工藝過(guò)程。

Wire Compacting 案例