CN108962452A - 叠片式绝缘软母排及其制备系统、制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种叠片式绝缘软母排及其制备系统、制备方法和用途，叠片式绝缘软母排包括导体(1)和绝缘材料(2)；所述导体(1)由多层扁平薄铜片导体叠加到一起形成，各个所述扁平薄铜片导体可自由滑动；所述导体(1)具有主体区域以及位于所述主体区域两端的端头；所述导体(1)的主体区域外部采用挤塑方式包覆所述绝缘材料(2)；在所述端头设置安装孔(3)。优点为：通过叠片式绝缘软母排连接方案，可以释放安装应力；可以轻易折叠成任意形状，灵活的安装，节省安装空间；可以杜绝断片现象，稳定质量；可以减掉套热缩管工序；可以减小截面积，减少材料用量；可以减少复杂的安装固定。
Description
技术领域
本发明属于供电连接件技术领域，具体涉及一种叠片式绝缘软母排及其制备系统、制备方法和用途。
背景技术
现有电动汽车电池包供电连接，普遍采用圆形电缆连接，主要存在以下问题：(1)圆形电缆的截面内多股导线绞织在一起，不易折叠，需要安装空间较大；(2)由于产品结构特性导致不易成形为任意形状，空间尺寸不易调节；(3)由于趋肤效应，在通过交流电时，导体内部实际上电流很小，电流集中在导线外表的一薄层，圆形电缆的导体结构使得承载电流需要较大的截面积，从而增加导体材料的用量，既增加了重量，也浪费布局空间；(4)柔软度较低，不利于安装应力的释放。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种叠片式绝缘软母排及其制备系统、制备方法和用途，可有效解决上述问题。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种叠片式绝缘软母排，包括导体(1)和绝缘材料(2)；所述导体(1)由多层扁平薄铜片导体叠加到一起形成，各个所述扁平薄铜片导体可自由滑动；所述导体(1)具有主体区域以及位于所述主体区域两端的端头；所述导体(1)的主体区域外部采用挤塑方式包覆所述绝缘材料(2)；在所述端头设置安装孔(3)。
优选的，所述绝缘材料(2)为聚氯乙烯PVC绝缘材料。
优选的，所述扁平薄铜片导体为长条形状，其宽度为10mm-100mm；厚度为0.1mm-1mm；所述导体(1)包括的扁平薄铜片的层数为2层-10层。
本发明还提供一种上述的叠片式绝缘软母排的制备系统，包括放料架(4)、感应加热源(5)、挤塑机(6)、冷却水槽(7)、牵引机(8)、火花试验机(9)和裁切机(10)；
所述放料架(4)具有多个前后平行设置的转轴(4.1)，每个所述转轴(4.1)上安装呈卷状的铜片卷(4.2)；各个所述铜片卷(4.2)向同一方向伸出铜片，各个所述铜片上下叠加到一起，并共同穿过所述感应加热源(5)的感应线圈后，延伸到所述挤塑机(6)的机头(6.1)下面；同时，所述挤塑机(6)具有颗粒状绝缘材料加热单元(6.2)和螺旋输送器(6.3)；所述螺旋输送器(6.3)的进料端与所述颗粒状绝缘材料加热单元(6.2)的出料端连通；所述螺旋输送器(6.3)的出料端与所述机头(6.1)的进料端连接；所述机头(6.1)将加热的绝缘材料挤出，并包覆延伸到机头(6.1)下面的多层铜片，从而形成叠片式绝缘软母排；所述叠片式绝缘软母排依次通过所述冷却水槽(7)和所述牵引机(8)后，进入到所述火花试验机(9)的进料端，在通过所述火花试验机(9)后，所述叠片式绝缘软母排通过所述裁切机(10)进行裁切。
优选的，还包括用于将所述叠片式绝缘软母排折叠成型的折叠工装(11)。
本发明还提供一种基于制备系统的叠片式绝缘软母排的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，根据需要制备的叠片式绝缘软母排的铜片层数，在放料架(4)上放置对应数量的铜片卷(4.2)；各个所述铜片卷(4.2)向同一方向伸出铜片，各个所述铜片上下叠加到一起后，在牵引机(8)的作用下，首先从感应加热源(5)的感应线圈中穿过，通过感应加热源对铜片加热；
步骤2，加热后的多层铜片通过挤塑机(6)的机头(6.1)下面；同时，采用控制柜调节控制挤塑机(6)的机头温度和颗粒状绝缘材料加热单元(6.2)的工作温度；颗粒状绝缘材料经过颗粒状绝缘材料加热单元(6.2)的加热后，形成熔融状态绝缘材料；然后，螺旋输送器(6.3)将熔融状态绝缘材料从机头(6.1)中挤出，并包覆位于机头(6.1)下面的多层铜片，从而形成叠片式绝缘软母排；
步骤3，叠片式绝缘软母排在牵引机(8)的作用下，经过冷却水槽(7)进行冷却，然后进入到火花试验机(9)；
步骤4，火花试验机(9)对叠片式绝缘软母排进行针孔检测，经过针孔检测的叠片式绝缘软母排进入到裁切机(10)中，根据需要长度裁切得到所需长度的叠片式绝缘软母排；
步骤5，采用折叠工装(11)将叠片式绝缘软母排折叠为所需任意形状，然后，采用剥除工装剥除叠片式绝缘软母排两端的绝缘层，并采用冲孔设备在已剥除绝缘层的端头冲孔，由此制备得到最终的叠片式绝缘软母排连接件。
本发明还提供一种叠片式绝缘软母排的用途，所述叠片式绝缘软母排用于电动汽车电池包中的导体连接件。
本发明提供的叠片式绝缘软母排及其制备系统、制备方法和用途具有以下优点：
通过叠片式绝缘软母排连接方案，可以释放安装应力；可以轻易折叠成任意形状，灵活的安装，节省安装空间；可以杜绝断片现象，稳定质量；可以减掉套热缩管工序；可以减小截面积，减少材料用量；可以减少复杂的安装固定。
附图说明
图1为本发明提供的一种具体形状的叠片式绝缘软母排的结构示意图；
图2为本发明提供的叠片式绝缘软母排的制备系统的结构示意图；
图3为本发明提供的放料架的结构示意图；
图4为本发明提供的感应加热源的结构示意图；
图5为本发明提供的挤塑机的结构示意图；
图6为挤塑机挤出的叠片式绝缘软母排的结构示意图；
图7为本发明提供的挤塑机控制柜的结构示意图；
图8为本发明提供的冷却水槽的结构示意图；
图9为本发明提供的火花试验机的结构示意图；
图10为本发明提供的裁切机的结构示意图；
图11为本发明提供的折叠工装的结构示意图；
图12为折叠工装折叠出来的一种具体形状的叠片式绝缘软母排的结构示意图；
图13为图12剥除绝缘层后的结构示意图；
图14为图13钻孔后的结构示意图；
图15为本发明提供的一种具体形状的叠片式绝缘软母排的结构示意图；
图16为本发明提供的一种具体形状的叠片式绝缘软母排的结构示意图；
图17为叠片式绝缘软母排在电池布上的应用示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种叠片式绝缘软母排，具有以下优点：通过叠片式绝缘软母排连接方案，可以释放安装应力；可以轻易折叠成任意形状，灵活的安装，节省安装空间；可以杜绝断片现象，稳定质量；可以减掉套热缩管工序；可以减小截面积，减少材料用量；可以减少复杂的安装固定。
参考图1，叠片式绝缘软母排包括导体1和绝缘材料2；导体1由多层扁平薄铜片导体叠加到一起形成，各个扁平薄铜片导体可自由滑动；导体1具有主体区域以及位于主体区域两端的端头；导体1的主体区域外部采用挤塑方式包覆绝缘材料2，其中，绝缘材料2可以采用聚氯乙烯PVC绝缘材料。在端头设置安装孔3形成连接件。
作为一种具体实现方式，扁平薄铜片导体为长条形状，其宽度为10mm-100mm；厚度为0.1mm-1mm；导体1包括的扁平薄铜片的层数为2层-10层。当然，此处的各项参数可根据实际需要灵活更改，本发明对此并不限制。
本发明还提供一种叠片式绝缘软母排的制备系统，参考图2，为制备系统的整体布置方式示意图，包括放料架4、感应加热源5、挤塑机6、冷却水槽7、牵引机8、火花试验机9和裁切机10；
参考图3-图10，为制备系统中各个单元的独立结构示意图。如图3，为放料架的结构图，放料架4具有多个前后平行设置的转轴4.1，每个转轴4.1上安装呈卷状的铜片卷4.2；各个铜片卷4.2向同一方向伸出铜片，各个铜片上下叠加到一起，并共同穿过图4所示的感应加热源5的感应线圈后，延伸到图6所示的挤塑机6的机头6.1下面；同时，挤塑机6具有颗粒状绝缘材料加热单元6.2和螺旋输送器6.3；螺旋输送器6.3的进料端与颗粒状绝缘材料加热单元6.2的出料端连通；螺旋输送器6.3的出料端与机头6.1的进料端连接；机头6.1将加热的绝缘材料挤出，并包覆延伸到机头6.1下面的多层铜片，从而形成图6所示的叠片式绝缘软母排；
叠片式绝缘软母排依次通过图8所示的冷却水槽7和牵引机8后，进入到图9所示的火花试验机9的进料端，在通过火花试验机9后，叠片式绝缘软母排通过图10的裁切机10进行裁切。还包括用于将叠片式绝缘软母排折叠成型的折叠工装11。
本发明还提供一种基于制备系统的叠片式绝缘软母排的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，根据需要制备的叠片式绝缘软母排的铜片层数，在放料架4上放置对应数量的铜片卷4.2；各个铜片卷4.2向同一方向伸出铜片，各个铜片上下叠加到一起后，在牵引机8的作用下，首先从感应加热源5的感应线圈中穿过，通过感应加热源对铜片加热；
步骤2，加热后的多层铜片通过挤塑机6的机头6.1下面；同时，采用控制柜调节控制挤塑机6的机头温度和颗粒状绝缘材料加热单元6.2的工作温度；颗粒状绝缘材料经过颗粒状绝缘材料加热单元6.2的加热后，形成熔融状态绝缘材料；然后，螺旋输送器6.3将熔融状态绝缘材料从机头6.1中挤出，并包覆位于机头6.1下面的多层铜片，从而形成叠片式绝缘软母排；
步骤3，叠片式绝缘软母排在牵引机8的作用下，经过冷却水槽7进行冷却，然后进入到火花试验机9；
步骤4，火花试验机9对叠片式绝缘软母排进行针孔检测，经过针孔检测的叠片式绝缘软母排进入到裁切机10中，根据需要长度裁切得到所需长度的叠片式绝缘软母排；
在上述步骤1-步骤4中，采用感应加热源5的感应线圈对上下叠加到一起的多层铜片进行预热，可有效提高后续包覆绝缘材料的效果。从挤塑机6挤出的叠片式绝缘软母排温度较高，本发明采用冷却水槽进行降温冷却，采用水冷的优点为：降温方式缓和且成本高、易布置，还不会对铜片的性能造成不利影响。
步骤5，采用折叠工装11将叠片式绝缘软母排折叠为所需任意形状，得到图12所示结构；然后，采用剥除工装剥除叠片式绝缘软母排两端的绝缘层，得到图13所示结构；然后采用冲孔设备在已剥除绝缘层的端头冲孔，由此制备得到最终的图14所示的叠片式绝缘软母排连接件。
当然，采用不同的折叠工装，可将叠片式绝缘软母排折叠成任意形状，例如，图15和图16所示形状。
本发明还提供一种叠片式绝缘软母排的用途，叠片式绝缘软母排用于电动汽车电池包中的导体连接件。具体的，参考图17，为一款电动汽车电池包的连接方案，序号12-序号21分别代表了10种不同形状、位于电动汽车不同位置的叠片式绝缘软母排连接件，可见，其效果是连接灵活，减震性好，任意成型，节省空间，截面积小节省导体材料。
采用本发明提供的叠片式绝缘软母排作为连接件，该连接件由多层扁平薄铜片导体叠加，外层采用挤塑方式包覆柔性绝缘材料，具体具有以下优点：
(1)该件只经过挤塑、切断、折叠成形、去除绝缘层、钻孔切除工序，工艺简单，节省了套热缩管，生产效率高，制造成本低。
(2)铜片及绝缘层柔软，抗震性好，有效释放安装应力。
(3)由于铜导体可以在绝缘层内自由滑动，故叠片式绝缘软母排具有无限的弯折扭转特性。铜带宽厚比差别大，使得软母排在厚度方向可以轻易折弯，而宽度方向却有高的刚性，从而使得绝缘软母排能徒手或利用简易工具弯折出多维度任意的空间构型，使得安装灵活，方便安装布线。
(4)杜绝了断片现象，质量稳定。
(5)铜片及优质的绝缘层在满足安装的前提下，保证了电气性能；
(6)由于趋肤效应，在通过交流电时，导体内部实际上电流很小，电流集中在临近导线外表的一薄层，叠片式绝缘软母排的多层扁平导体结构使得相同的导体截面积可以承载更大的通过电流，从而减少导体材料的用量。同等载流量要求下，叠片式绝缘软母排截面积是传统电缆截面积的30％至60％，既减轻了重量，也节省了布局空间。
(7)叠片式绝缘软母排经弯型打孔后，构造的空间形状既可避过干涉区域，在安装时弯折后还可以轻易回复原有形状，直接将接触面与接线柱连接稍加固定即可，省去了传统电缆复杂的连接固定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种叠片式绝缘软母排，其特征在于，包括导体(1)和绝缘材料(2)；所述导体(1)由多层扁平薄铜片导体叠加到一起形成，各个所述扁平薄铜片导体可自由滑动；所述导体(1)具有主体区域以及位于所述主体区域两端的端头；所述导体(1)的主体区域外部采用挤塑方式包覆所述绝缘材料(2)；在所述端头设置安装孔(3)。
2.根据权利要求1所述的叠片式绝缘软母排，其特征在于，所述绝缘材料(2)为聚氯乙烯PVC绝缘材料。
3.根据权利要求1所述的叠片式绝缘软母排，其特征在于，所述扁平薄铜片导体为长条形状，其宽度为10mm-100mm；厚度为0.1mm-1mm；所述导体(1)包括的扁平薄铜片的层数为2层-10层。
4.一种权利要求1-3任一项所述的叠片式绝缘软母排的制备系统，其特征在于，包括放料架(4)、感应加热源(5)、挤塑机(6)、冷却水槽(7)、牵引机(8)、火花试验机(9)和裁切机(10)；
所述放料架(4)具有多个前后平行设置的转轴(4.1)，每个所述转轴(4.1)上安装呈卷状的铜片卷(4.2)；各个所述铜片卷(4.2)向同一方向伸出铜片，各个所述铜片上下叠加到一起，并共同穿过所述感应加热源(5)的感应线圈后，延伸到所述挤塑机(6)的机头(6.1)下面；同时，所述挤塑机(6)具有颗粒状绝缘材料加热单元(6.2)和螺旋输送器(6.3)；所述螺旋输送器(6.3)的进料端与所述颗粒状绝缘材料加热单元(6.2)的出料端连通；所述螺旋输送器(6.3)的出料端与所述机头(6.1)的进料端连接；所述机头(6.1)将加热的绝缘材料挤出，并包覆延伸到机头(6.1)下面的多层铜片，从而形成叠片式绝缘软母排；所述叠片式绝缘软母排依次通过所述冷却水槽(7)和所述牵引机(8)后，进入到所述火花试验机(9)的进料端，在通过所述火花试验机(9)后，所述叠片式绝缘软母排通过所述裁切机(10)进行裁切。
5.根据权利要求4所述的制备系统，其特征在于，还包括用于将所述叠片式绝缘软母排折叠成型的折叠工装(11)。
6.一种基于权利要求5所述的制备系统的叠片式绝缘软母排的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，根据需要制备的叠片式绝缘软母排的铜片层数，在放料架(4)上放置对应数量的铜片卷(4.2)；各个所述铜片卷(4.2)向同一方向伸出铜片，各个所述铜片上下叠加到一起后，在牵引机(8)的作用下，首先从感应加热源(5)的感应线圈中穿过，通过感应加热源对铜片加热；
步骤2，加热后的多层铜片通过挤塑机(6)的机头(6.1)下面；同时，采用控制柜调节控制挤塑机(6)的机头温度和颗粒状绝缘材料加热单元(6.2)的工作温度；颗粒状绝缘材料经过颗粒状绝缘材料加热单元(6.2)的加热后，形成熔融状态绝缘材料；然后，螺旋输送器(6.3)将熔融状态绝缘材料从机头(6.1)中挤出，并包覆位于机头(6.1)下面的多层铜片，从而形成叠片式绝缘软母排；
步骤3，叠片式绝缘软母排在牵引机(8)的作用下，经过冷却水槽(7)进行冷却，然后进入到火花试验机(9)；
步骤4，火花试验机(9)对叠片式绝缘软母排进行针孔检测，经过针孔检测的叠片式绝缘软母排进入到裁切机(10)中，根据需要长度裁切得到所需长度的叠片式绝缘软母排；
步骤5，采用折叠工装(11)将叠片式绝缘软母排折叠为所需任意形状，然后，采用剥除工装剥除叠片式绝缘软母排两端的绝缘层，并采用冲孔设备在已剥除绝缘层的端头冲孔，由此制备得到最终的叠片式绝缘软母排连接件。
7.一种权利要求1-3任一项所述的叠片式绝缘软母排的用途，其特征在于，所述叠片式绝缘软母排用于电动汽车电池包中的导体连接件。
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