CN110125260A - 新能源汽车电容母排及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源汽车电容母排，主要由一块连接板以及与连接板连接固定的若干直型端子和若干U型端子以及若干直插端子组成，直型端子和U型端子分别沿连接板相对的两侧与连接板通过冲压铆接固定，直插端子设于连接板中部，且与连接板通过激光焊接固定。采用以上技术的新能源汽车电容母排，各个端子均采用冲压铆接或者激光焊接与连接板固定连接，成功实现了铜材上无焊锡的接合，由于无需焊锡，整体变得轻量化，而且母排的外形尺寸可以大大精简。不仅提高了固定连接的牢固程度，而且自身强度高，耐热性、耐寒性和化学耐受度高，在长时间的使用中不会发生劣化现象，因而延长了母排的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车配件加工领域，特别涉及新能源汽车电容母排及其生产方法。
背景技术
近年来，新能源汽车市场迅速扩张。新能源汽车产销同比均呈现高速增长。中国目前已经成为全球新能源汽车最大的生产和销售市场。随着新能源行业的不断发展，人们对新能源所需要的配件，母排的需求也逐渐增大。
母排又称复合母排，层叠母排，层叠母线排，复合铜排，它是一种多层复合结构连接排，可算是配电系统的高速公路。与传统的、笨重的、费时和麻烦的配线方法相比，使用母排可以提供现代的、易于设计、安装快速和结构清晰的配电系统。
母排一般用于大功率电源柜以及各种大功率变流装置中。一般采用铜板或铝板做导体，导体之间采用MYLAR绝缘膜进行隔离绝缘。导体可以结合一些紧固件、连接器、线缆实现总路与各支路之间以及大功率元器件之间的打电流的传递。与传统的、笨重的、费时和麻烦的分立母线和线缆方法相比，层母排可以提供现代的、易于设计、安装快速和结构清晰的配电的系统。母排由于低分布电动汽车、轨道交通牵引设备、变频器、逆变频、有源滤波装置、无功补偿装置、大型网络设备、大中型计算机、电力开关系统、焊接系统、军用设备系统等设备上。
为了简化接线，母排通常呈三维立体形状设置，其具体体现为母排上的接线端子相上下等多个方向进行弯折。现有的母排产品中，接线端子一般采用焊接的方式进行连接和固定，较为常用的是使用锡焊的方式。但是锡焊往往仅能够沿端子表面进行堆焊，不仅不能加工尺寸较小的端子，而且焊锡无法进入接缝之中，由此影响了焊接的牢固程度，而且作为焊料的金属锡自身强度有限，耐热性、耐寒性和化学耐受度都不高，在长时间的使用中会发生劣化，影响母排的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种新能源汽车电容母排。本发明的另一个目的是提供该新能源汽车电容母排的生产方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种新能源汽车电容母排，主要由一块连接板以及与连接板连接固定的若干直型端子和若干U型端子以及若干直插端子组成，直型端子和U型端子分别沿连接板相对的两侧与连接板通过冲压铆接固定，直插端子设于连接板中部，且与连接板通过激光焊接固定。
采用以上技术的新能源汽车电容母排，各个端子均采用冲压铆接或者激光焊接与连接板固定连接，成功实现了铜材上无焊锡的接合，由于无需焊锡，整体变得轻量化，而且母排的外形尺寸可以大大精简。不仅提高了固定连接的牢固程度，而且自身强度高，耐热性、耐寒性和化学耐受度高，在长时间的使用中不会发生劣化现象，因而延长了母排的使用寿命。
优选地，连接板中部设有若干插接孔，直插端子底部设有插接头，插接头插入插接孔中。插接头插入插接孔可以起到定位的作用，使其在进行激光焊接使不需要采用特制的夹具进行夹持和固定。
优选地，直型端子与连接板激光焊接固定时，激光焊接的焊缝沿插接头与插接孔的连接处。由此不仅可以增强激光焊接的牢固程度，而且还可以避免插接头与插接孔的连接处形成明显的孔洞影响母排的电学性能。
优选地，插接头与插接孔严格匹配。由此可以保证插接头与插接孔严密插接。
具体地，插接头的外部截面与插接孔相匹配，且插接头的长度与插接孔的深度相等。
进一步地，插接孔贯穿连接板，插接头的长度与插接孔所在区域的连接板的厚度相等。由此可以使连接板表面更为平整，进而提升母排的外观和商品性能。
连接板正反两个表面分别与直插端子通过激光焊接固定。由此可以进一步增强激光焊接的牢固程度，而且还可以避免插接头与插接孔的连接处形成明显的孔洞影响母排的电学性能。
根据本发明的另一个方面，提供了新能源汽车电容母排的生产方法，包括以下步骤：
S1、按照预定的规格分别加工连接板、直型端子、U型端子和直插端子，连接板中部设有用于插接直插端子的插接孔，直插端子底部设有与插接孔严格匹配的插接头；
S2、使用冲压设备将直型端子和U型端子分别与连接板相对的两侧压铆固定连接；
S3、将插接头插入插接孔中；
S4、使用激光焊接设备沿插接头与插接孔的连接处进行焊接，将插接头与连接板固定为一体。
在一些实施方式中，S2步骤中，直型端子和U型端子与连接板采用以下方式压铆固定连接：
直型端子和U型端子分别采用平面铆接的方式与连接板固定连接；
U型端子的铆接面与其接线柱同侧；
直型端子的铆接面与其接线柱不同侧，直型端子由其铆接面一侧贯穿连接板。采用这种压铆固定形式，可以使U型端子和直型端子在受到侧向拉力的情况下更加牢固，铆接点不易松脱。
在一些实施方式中，S4步骤中，激光焊接设备从连接板的两侧沿插接头与插接孔的连接处连续焊接。
激光焊接设备使用的激光的波长为1064nm或者532nm。1064nm的激光作为YAG基本波，光源的制造工艺最为成熟，成本也更低。
最佳地，激光焊接设备使用的激光的波长为532nm。和与波长1064nm激光相比较，使用波长532nm(绿色激光)的场合，铜的吸收率上升5倍。因此可以大幅度提高焊接效率。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的新能源汽车电容母排的结构示意图。
图2为图1所示新能源汽车电容母排的侧面结构示意图。
图3为图2中E所示部分的剖面图。
图4为图1所示新能源汽车电容母排的装配图。
图5为图4中直插端子的结构示意图。
图6为用于与直插端子进行焊接的半成品的结构示意图。
图7为本发明一种实施方式的S2步骤中使用冲压设备的加工状态示意图。
图8为图7所示冲压设备的结构示意图。
图9为图8中B所示部分的放大图。
图10为图8所示底模的结构示意图。
图11为图8所示活动冲模的结构示意图。
图12为图11所示的U型端子冲压头结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1至图6示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的新能源汽车电容母排。如图所示，该新能源汽车电容母排A主要由一块连接板a以及与连接板a连接固定的若干直型端子b和若干U型端子c以及若干直插端子d组成。
其中，直型端子b和U型端子c分别沿连接板a相对的两侧与连接板a通过冲压铆接固定。
直插端子d设于连接板a中部，且与连接板a通过激光焊接固定。
优选地，连接板a中部设有若干插接孔a1，直插端子d底部设有插接头d1，插接头d1插入插接孔a1中。插接头d1插入插接孔a1可以起到定位的作用，使其在进行激光焊接使不需要采用特制的夹具进行夹持和固定。
优选地，直型端子d与连接板a激光焊接固定时，激光焊接的焊缝沿插接头d1与插接孔a1的连接处。由此不仅可以增强激光焊接的牢固程度，而且还可以避免插接头d1与插接孔a1的连接处形成明显的孔洞影响母排的电学性能。
优选地，插接头d1与插接孔a1严格匹配。由此可以保证插接头d1与插接孔a1严密插接。
具体地，插接头d1的外部截面与插接孔a1相匹配，且插接头d1的长度与插接孔a1的深度相等。
在本实施例中，插接孔a1贯穿连接板a，插接头d1的长度与插接孔a1所在区域的连接板a的厚度相等。由此可以使连接板a表面更为平整，进而提升母排的外观和商品性能。
连接板a正反两个表面分别与直插端子d通过激光焊接固定。由此可以进一步增强激光焊接的牢固程度，而且还可以避免插接头d1与插接孔a1的连接处形成明显的孔洞影响母排的电学性能。
采用以上技术的新能源汽车电容母排，各个端子均采用冲压铆接或者激光焊接与连接板固定连接，成功实现了铜材上无焊锡的接合，由于无需焊锡，整体变得轻量化，而且母排的外形尺寸可以大大精简。不仅提高了固定连接的牢固程度，而且自身强度高，耐热性、耐寒性和化学耐受度高，在长时间的使用中不会发生劣化现象，因而延长了母排的使用寿命。
本实施例中的新能源汽车电容母排的生产方法，包括以下步骤：
S1、按照预定的规格分别加工连接板a、直型端子b、U型端子c和直插端子d，连接板a中部设有用于插接直插端子d的插接孔d1，直插端子d底部设有与插接孔a1严格匹配的插接头d1，插接头d1的外部截面与插接孔a1相匹配，且插接头d1的长度与插接孔a1的深度相等；插接孔a1贯穿连接板a，插接头d1的长度与插接孔a1所在区域的连接板a的厚度相等。；
S2、使用冲压设备将直型端子b和U型端子c分别与连接板a相对的两侧压铆固定连接，直型端子b和U型端子c与连接板a采用以下方式压铆固定连接：
直型端子b和U型端子c分别采用平面铆接的方式与连接板a固定连接；
U型端子c的铆接面与其接线柱同侧；直型端子b的铆接面与其接线柱不同侧，直型端子b由其铆接面一侧贯穿连接板a；
S3、将插接头d1插入插接孔a1中；
S4、使用激光焊接设备从连接板a的两侧沿插接头d1与插接孔a1的连接处连续焊接，将插接头d1与连接板a固定为一体。
在本实施例中，激光焊接设备采用的是MIYACHI一体式YAG激光焊接机。
具体地，激光焊接设备使用的激光的波长为532nm。和与波长1064nm(YAG基本波)激光相比较，使用波长532nm(绿色激光)的场合，铜的吸收率上升5倍。因此可以大幅度提高焊接效率。
在其他的实施例中，激光焊接设备使用的激光的波长也可以为1064nm。1064nm的激光作为YAG基本波，光源的制造工艺最为成熟，成本也更低。
以下结合附图简述直型端子b和U型端子c与连接板a的压铆连接。
图7至图12示意性地显示了一种用于直型端子b和U型端子c与连接板a的压铆连接的冲压设备。
如图所示，该装置包括底模1和能够下压和离开的底模1的活动冲模2。
其中，底模1设有用于容置连接板a的第一容置槽11和用于容置U型端子c的第二容置槽12。
第一容置槽11和第二容置槽12的截面形状与连接板a和U型端子c的外侧形状相对应。
第一容置槽11的底部还设有用于容置直型端子b的容置孔13。
容置孔13与直型端子b的外形相对应。
第一容置槽11的底部设有若干底模冲针14。
底模冲针14贯穿第一容置槽底部11。
活动冲模2设有直型端子冲压头23和U型端子冲压头22。
U型端子冲压头22设有U型端子冲针222，同样，直型端子冲压头23也设有直型端子冲针。
直型端子冲针和U型端子冲针222分别与底模冲针14一一对应。
如图8所示，U型端子冲压头22由U型端子冲针222和弹性胶柱221构成。
弹性胶柱221内部设有通孔221a。
U型端子冲针222设于通孔221a内部。
通孔221a的内部直径大于U型端子222的外部直径。
在进行冲压加工时，弹性胶柱221可以利用其弹性力将U型端子c与连接板a压紧固定，可以避免U型端子冲针222冲压时U型端子c发生移位，从而使U型端子c定位更加准确。
与U型端子冲压头22相同，直型端子冲压头23也由直型端子冲针和弹性胶柱构成，弹性胶柱内部设有通孔，直型端子冲针设于通孔内部，通孔的内部直径大于直型端子的外部直径。在进行冲压加工时，弹性胶柱可以利用其弹性力将直型端子b与连接板a压紧固定，可以避免直型端子冲针冲压时直型端子b发生移位，从而使直型端子b定位更加准确。
在本实施例中，活动冲模2还设有固定压模21。
固定压模21插入第二容置槽12后由内侧将U型端子c压紧于第二容置槽12内。
活动冲模21可以帮助U型端子c完全进入第二容置槽12中，从而避免由于U型端子c自身的弹性使其不能完全进入第二容置槽12中导致冲压铆接失败。
优选地，固定压模21横截面为矩形。由此可以控制U型端子c的形状，修正其由于自身弹性恢复力导致的弯折角度偏差。
在本实施例中，直型端子冲压头23的弹性胶柱的顶端高于U型端子冲压头22的弹性胶柱的顶端的距离为h。
优选地，h＝3～5mm。
在活动冲模2冲压完成后离开底模1时，当固定压模21和U型端子冲压头22与底模1脱离时，直型端子冲压头23的弹性胶柱依然压紧在底模1上，从而起到了脱模卸料的作用，使U型端子c内侧与固定压模21分离和脱落。
具体地，滑动冲模在气缸、油缸或者电动丝杠的作用下下压和离开底模。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.新能源汽车电容母排，其特征在于，主要由一块连接板以及与所述连接板连接固定的若干直型端子和若干U型端子以及若干直插端子组成，所述直型端子和所述U型端子分别沿所述连接板相对的两侧与所述连接板通过冲压铆接固定，所述直插端子设于所述连接板中部，且与所述连接板通过激光焊接固定。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车电容母排，其特征在于，所述连接板中部设有若干插接孔，所述直插端子底部设有插接头，所述插接头插入所述插接孔中。
3.根据权利要求2所述的新能源汽车电容母排，其特征在于，所述直型端子与所述连接板激光焊接固定时，激光焊接的焊缝沿所述插接头与所述插接孔的连接处。
4.根据权利要求3所述的新能源汽车电容母排，其特征在于，所述插接头的外部截面与所述插接孔相匹配，且所述插接头的长度与所述插接孔的深度相等。
5.根据权利要求4所述的新能源汽车电容母排，其特征在于，所述插接孔贯穿所述连接板，所述插接头的长度与所述插接孔所在区域的所述连接板的厚度相等。
6.根据权利要求1所述的新能源汽车电容母排，其特征在于，所述连接板正反两个表面分别与所述直插端子通过激光焊接固定。
7.新能源汽车电容母排的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照预定的规格分别加工连接板、直型端子、U型端子和直插端子，所述连接板中部设有用于插接直插端子的插接孔，所述直插端子底部设有与所述插接孔严格匹配的插接头；
S2、使用冲压设备将所述直型端子和所述U型端子分别与所述连接板相对的两侧压铆固定连接；
S3、将所述插接头插入所述插接孔中；
S4、使用激光焊接设备沿所述插接头与所述插接孔的连接处进行焊接，将所述插接头与所述连接板固定为一体。
8.根据权利要求1所述的新能源汽车电容母排的生产方法，其特征在于，所述S2步骤中，所述直型端子和所述U型端子与所述连接板采用以下方式压铆固定连接：
所述直型端子和所述U型端子分别采用平面铆接的方式与所述连接板固定连接；
所述U型端子的铆接面与其接线柱同侧；
所述直型端子的铆接面与其接线柱不同侧，所述直型端子由其铆接面一侧贯穿所述连接板。
9.根据权利要求7所述的新能源汽车电容母排的生产方法，其特征在于，所述S4步骤中，所述激光焊接设备从所述连接板的两侧沿所述插接头与所述插接孔的连接处连续焊接。
10.根据权利要求9所述的新能源汽车电容母排的生产方法，其特征在于，所述激光焊接设备使用的激光的波长为1064nm或者532nm。
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