Мы часто недооцениваем, казалось бы, незначительную функцию клеммы аккумулятора наслаждаясь удобством электронных устройств. Но клеммы являются важным компонентом электрического соединения между батареями и цепями. Хотя они могут показаться простыми, они играют незаменимую роль в удовлетворении ненасытной потребности в технологиях и промышленности. Таким образом, эти скромные аккумуляторные клеммы повсеместно распространены и встречаются во всем: от крупного аэрокосмического оборудования до небольших автомобилей, сотовых телефонов, бытовой техники и т. д., и будут существовать до тех пор, пока людям нужна электроэнергия.
Здесь мы представим распространенные типы, области применения и направления исследований и разработок современных аккумуляторных клемм.
Содержание
Распространенные типы клемм аккумулятора
Текущие основные области применения и рыночная экономика аккумуляторных клемм
Рекомендации по выбору и использованию клемм аккумулятора
Направления исследований и разработок клемм аккумуляторной батареи
Распространенные типы клемм аккумулятора
Основные различия между четырьмя основными клеммами аккумулятора – прижимными, штыревыми, резьбовыми и подпружиненными – касаются их формы, способа подключения, допустимой нагрузки по току и экологической пригодности. Например, клеммы батареи под давлением полагаются на прямое давление для поддержания контакта с батареей, прикладываемое с помощью пружины или другого гибкого материала, который прижимает клемму к батарее; клеммы аккумулятора с резьбой соединяются посредством винтового механизма; штыревые клеммы аккумулятора подключаются через штекерное (штыревое) и гнездовое (гнездовое) соединение; а подпружиненные клеммы аккумулятора используют пружинный механизм для приложения постоянного давления к контакту аккумулятора.
Что касается текущей емкости, клеммы аккумулятора под давлением и резьбовые клеммы аккумулятора обычно выдерживают ток в диапазоне 200–300 А, тогда как штыревые клеммы аккумулятора и подпружиненные клеммы аккумулятора обычно выдерживают ток менее 50 А.
В настоящее время большинство клемм аккумуляторов адаптированы для конкретных применений, что требует выбора клемм аккумуляторов на основе точных требований данного сценария применения.
Ниже мы более подробно рассмотрим распространенные типы аккумуляторных клемм и сценарии их применения:
| Тип | Краткое введение | Сценарии применения |
| Клеммы аккумулятора давления | Устанавливайте соединения между цепями, оказывая давление на металлы. Некоторые полагаются на природную твердость более крупного проводящего металла (например, меди), чтобы деформировать и установить прочное и долговечное соединение, которое обычно остается неизменным. Другие используют винты, чтобы контролировать давление на металл, что позволяет легко их снять и заменить. | В основном используется в устройствах, требующих больших токов, таких как электроинструменты и электромобили. Они разработаны с учетом требований мощных цепей и обеспечивают эффективную передачу электрической энергии. |
| Резьбовые клеммы аккумулятора | Оснащен резьбовой конструкцией, предназначенной для надежного соединения аккумулятора и цепи. Такая конструкция не только обеспечивает безопасность соединения, но и позволяет при необходимости удобно разбирать. | Преимущественно используется в автомобильных аккумуляторах и промышленном оборудовании. Резьбовая конструкция позволяет этим клеммам выдерживать сложные условия, в том числе высокую вибрацию и высокое напряжение, обеспечивая надежные соединения цепей в определенных условиях. |
| Контактные клеммы аккумулятора | Обычно инкапсулируется выступающими металлическими штырями, обычно используемыми для подключения схем к печатным платам (PCB), часто путем пайки. | В основном используется в электронных устройствах, включая материнские платы компьютеров, встроенные системы и электронные инструменты. Они обеспечивают надежные соединения и часто используются для облегчения создания сложных схем между чипами или между чипами и датчиками или реагирующими устройствами. |
| Пружинные клеммы аккумулятора | Имеет сжимаемую пружинную конструкцию, позволяющую легко вставлять и снимать соединение для установки или отключения цепи. | Доступны различные формы, соответствующие конфигурации соответствующей цепи или батареи. Они обычно используются в портативных устройствах, таких как мобильные источники питания, портативное аудиооборудование, а также в контрольно-измерительных устройствах. Эти клеммы позволяют легко изменять соединения и разъединения цепей, обеспечивая надежный электрический контакт. |
Текущие основные области применения и рыночная экономика аккумуляторных клемм
Клеммы аккумуляторов тесно переплетаются с развитием индустрии бытовой электроники. С интеграцией искусственного интеллекта и других новых технологий в бытовую электронику темпы обновлений продуктов могут ускориться. Ожидается, что это, в свою очередь, приведет к расширению размера рынка в отрасли бытовой электроники, что, как следствие, будет способствовать росту рынка аккумуляторных клемм.
Согласно анализу исторических данных за период с 24.68 по 2022 год, объем мирового рынка аккумуляторных терминалов к 2016 году составит примерно 2022 миллиарда долларов США, что указывает на среднегодовой темп роста (CAGR) примерно 5.42%. Прогнозируется, что к 30 году этот рынок превысит 2028 миллиардов долларов США. Кроме того, быстрые темпы итеративного развития электронных продуктов могут создать возможности и повысить требования к производительности для конечных продуктов для аккумуляторов.
Цепочка производства аккумуляторных терминалов охватывает секторы добычи металла, пластика и сырья для гальванических покрытий, а также перерабатывающую промышленность, которая включает, среди прочего, штамповку, гальваническое покрытие, литье под давлением и сборку. Более того, это распространяется на индустрию последующих приложений.
Клеммы аккумуляторов в настоящее время в основном используются в следующих секторах:
Электрические транспортные средства
Специализированные клеммы автомобильных аккумуляторов служат источниками питания для двигателей внутреннего сгорания и систем информационной безопасности, обычно работающих в диапазоне тока от 40 до 100 ампер. Эти клеммы специально разработаны, чтобы выдерживать высокое напряжение, электрические нагрузки и сильную вибрацию, связанную с эксплуатацией автомобиля.
Ассоциация электрических транспортных средств За последние несколько лет доля рынка электромобилей выросла на 30%. Этот всплеск является следствием перехода автомобильной промышленности от традиционных автомобилей, работающих на ископаемом топливе, к электрическим и гибридным альтернативам. В свою очередь, существенное расширение сектора электромобилей послужило катализатором значительного роста рынка сборки аккумуляторных батарей. Ожидается, что в ближайшие пять лет этот рынок достигнет 8 миллиардов долларов США с прогнозируемым среднегодовым темпом роста 5% в течение прогнозируемого периода.
Бытовая электроника
Бытовая электроника представляет собой огромный рынок стоимостью в триллион долларов, охватывающий сотни миллионов портативных устройств, включая смартфоны, планшеты, камеры, наушники и многое другое. Питание этих устройств в значительной степени зависит от клемм аккумуляторной батареи, что требует миниатюризации и возможности быстрой зарядки этих аккумуляторных клемм. Благодаря быстрому технологическому прогрессу и растущему спросу на аккумуляторные клеммы размер рынка аккумуляторных клемм в сфере бытовой электроники в обозримом будущем вырастет на 6% и более.
Военные и аэрокосмические
Конкретные критерии для аккумуляторных клемм в первую очередь связаны с необходимостью обеспечить высокую надежность и оптимальную производительность в сложных условиях окружающей среды. Учитывая меняющуюся военную ситуацию, достижения в области космических технологий и увеличение частоты миссий, предполагается, что рыночный спрос на аккумуляторные клеммы с исключительной надежностью будет продолжать расти. Согласно историческим данным, объем конечного использования оборонного и аэрокосмического сектора составляет около 25% автомобильной промышленности и, как ожидается, к 4 году достигнет 2028 миллиардов долларов США.
Кроме того, аккумуляторные клеммы имеют решающее значение в различных отраслях, включая устройства Интернета вещей (IoT), морские приложения и интеллектуальное здравоохранение. Какие ключевые моменты следует учитывать в свете важности и разнообразия этих аккумуляторных клемм?
Рекомендации по выбору и использованию клемм аккумулятора
Выбор модели
Выбор правильной клеммы аккумулятора имеет решающее значение для обеспечения безопасного, надежного и безопасного соединения. Вот что вам следует учитывать:
- Состав: Клеммы батареи обычно изготавливаются из таких металлов, как медь, алюминий или нержавеющая сталь. Выбор материала в первую очередь определяет проводимость клеммы, устойчивость к коррозии и способность выдерживать различные температурные диапазоны.
- Уровень напряжения: Этот параметр определяет максимальное напряжение системы, которое спроектированные клеммы не должны превышать во время установки. Обычно это зависит от таких факторов, как шаг и диэлектрическая прочность корпуса.
- Текущий рейтинг: Номинальный ток означает максимальный номинальный ток на полюс, на который рассчитан клеммный блок. На эти электрические характеристики обычно влияют несколько факторов, включая площадь поперечного сечения, проводимость клемм, выделение тепла при номинальном токе (в соответствии со стандартами UL1059) или рассеиваемую мощность при номинальном токе (в соответствии со стандартами IEC 60947-7).
- Тип завершения: Тип завершения определяет метод, используемый для подключения проводов к клеммам. Распространенные методы соединения включают обжим, пайку и резьбовые соединения.
- Диапазон подключения: Диапазон проводки представляет собой минимальные и максимальные сечения проводов, на которые рассчитан терминал.
- Условия окружающей среды: Терминалы, используемые в различных условиях окружающей среды, требуют тщательного рассмотрения соответствующих характеристик, включая температуру, влажность, вибрацию, удары и устойчивость к коррозии.
Установка и испытания
При должном учете вышеупомянутых факторов и выборе перспективного продукта важно проявлять бдительность на этапах установки и тестирования. Особое внимание необходимо уделить выявлению таких проблем, как плохой контакт, недостаточная изоляция и несоответствие сопротивлений. Возникновение таких условий может быть связано с различными факторами, включая неправильные методы хранения, недостаточное давление, превышение предельных значений крутящего момента винтов во время установки, дефекты металлических форм, используемых во время обработки, грубую обработку поверхности и неосмотрительный выбор процессов нанесения покрытия. Кроме того, проблемы могут возникнуть из-за таких факторов, как попадание влаги или старение органических материалов.
Мы рекомендуем подвергнуть клеммы испытаниям в тех же условиях окружающей среды, в которых будет находиться вся сборка. Эти испытания должны включать оценку функциональности включения-выключения, мгновенное обнаружение прерывания, целостность изоляции, взаимозаменяемость, оценку адаптации к окружающей среде, оценку максимального номинального тока, определение максимального допуска по крутящему моменту, возможности временного перенапряжения или пускового тока, оценку потенциального натяжения провода, и другие соответствующие аспекты. Кроме того, для оценки клемм батареи рекомендуется использовать специализированный анализатор сечения клемм. Этот аппарат облегчает автоматический анализ путем рассечения, шлифования и оценки коррозии на участке обжима клеммы, что в конечном итоге создает подробный отчет о качестве.
Плановое техническое обслуживание
Во время использования необходимо регулярно проверять клеммные соединения и их чистоту. В случаях, когда во время технического обслуживания наблюдается коррозия, ее можно эффективно устранить путем очистки смесью пищевой соды и воды. С ржавчиной, если она встречается, можно справиться с помощью средства для удаления ржавчины или проникающего масла. Кроме того, для облегчения чрезмерной затяжки клемм можно использовать смазочные материалы.
Направления исследований и разработок клемм аккумуляторной батареи
Последние исследования в области аккумуляторных клемм в первую очередь сосредоточены на использовании, интеллекте и миниатюризации новых материалов. Ожидается, что в будущем аккумуляторные клеммы будут обладать повышенной производительностью и стабильностью, будут более экологичными, будут иметь возможность мониторинга состояния батареи в режиме реального времени и облегчат разработку небольших электронных продуктов. Например, растущая потребность в быстрой зарядке транспортных средств на новых источниках энергии предъявляет существенные требования к текущей пропускной способности клемм аккумуляторной батареи. В настоящее время мощные зарядные станции могут выдавать мощность до 500 кВт с пиковым током 650 А. Следовательно, поиск более быстрых и эффективных решений для зарядки, снижение веса конструкции клемм и улучшение характеристик электрических соединений представляют собой весьма многообещающие направления для будущей разработки аккумуляторных клемм.
