Echtzeit-Bewertung der elektrothermomechanischen Eigenschaften einer lasergeschweißten AA 1050-Sammelschiene

Die Effizienz von Batteriepacks für Elektrofahrzeuge hängt von der Qualität der Verbindung zwischen Lithium-Ionen-Zelle und Stromschiene ab. Die Stromschienen von Batteriepacks werden zunehmend aus Aluminiumlegierungen gefertigt. Das Laserschweißen gewinnt für die Verbindung von Stromschienen mit Zellanschlüssen zunehmend an Bedeutung, erfordert jedoch eine umfassende Bewertung. In der Literatur werden der Schweißwiderstand und das thermische Verhalten getrennt von der mechanischen Festigkeit untersucht, um die Leistungsfähigkeit der Verbindung zu bewerten.

Der Verbindungswiderstand und die Temperatur ohne äußere mechanische Belastung sind jedoch nicht repräsentativ für die Belastungen im realen Betrieb, die ein Versagen der Schweißverbindung zwischen Stromschiene und Anschluss begünstigen können. Diese Arbeit stellt ein neuartiges Echtzeit-Bewertungssystem vor, das Widerstand, Temperatur und mechanische Festigkeit gleichzeitig für Überlappschub- und Torsionsverbindungen misst.

Bei diesem Ansatz wird die Schweißverbindung kontinuierlich belastet, während Widerstand und Temperatur gemessen werden. Die Echtzeitänderungen von Widerstand und Temperatur wurden kontinuierlich vom unbelasteten Zustand bis zu dem Zeitpunkt überwacht, an dem die Last auf 80 % des Spitzenwerts abgefallen war, und zwar bei unterschiedlichen Stromstärken (d. h. 100 A, 150 A und 200 A). Bei den Proben mit Überlappverbindung wurde am Ende des Tests bei Strömen von 100 A, 150 A und 200 A ein Anstieg des Widerstands um etwa 51 %, 62 % bzw. 71 % beobachtet, während bei den Proben im Torsionstest eine Widerstandsänderung von 28 %, 45 % bzw. 60 % festgestellt wurde.

Darüber hinaus lag die bei Spitzenlast und 200 A erfasste Temperatur bei der Überlappschubprobe etwa 146 % über dem Anfangswert und bei der Probe im Torsionstest etwa 139 % über dem Anfangswert.

Projektdatum:

• 29.03.2024

Link:

• https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352152X24039719