1、 毕业设计（论文） 毕业设计（论文）题目： 在电动车上使用的复合母排的热压模具设计 分校（点）： 松江 年级、专业： 教育层次： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 目 录 内容 摘要 和关键词 I Abstract and Key words II 文献综述 III 一、 在电动车上使用的 复合母排的 介绍 1 (一 ) 复合母 排在电动车上的应用特点及要求 1 1. 电动车的种类及工作原因 1 2. 电动车三大关键技术介绍 1 3. 电动车对复合母排的要求 1 (二 ) 复合母排的材料选择 2 1. 导体 的材料选择 2 2. 绝缘 材料的选择 2 (三 ) 复合母排的导体的表面
2、处理 2 (四 ) 复合母排的出厂型式试验 2 (五 ) 复合母排的模型方案 3 二、 质量体系 5 (一 ) ISO9001 5 (二 ) TS16949 5 三、 热压模具的材料选择 5 (一 ) 热压机的工作特点 5 (二 ) 热压模具主体型腔的材料选择 5 1. 对材料的综合要求 5 2. 材料的选择 5 (三 ) 热压模具的定位结构件的材料选择 7 1. 定位结构件的材料选择 7 2. 导柱和导套的材料选择 7 四、 热压模具的结构参数设计 7 (一 ) 铜排与模具间各个部位的间隙参数设计 7 (二 ) 定位结构件的参数设计 8 (三 ) 导柱和导套的标准化设计 10 (四 ) 热压
3、模具的加工 工艺 介绍 11 1. 加工设备 11 2. 加工 进刀量 11 五、 热压模具 结构 设计与装配 11 (一 ) 热压模具外形大小的设计 11 (二 ) 热压模具分型面的设计 11 (三 ) 热压模具型腔的设计 11 1. 下模板的设计 11 2. 上模板的设计 12 (四 ) 用于定位复合母排定位结构的设计 12 (五 ) 模具的装配及检查 12 (六 ) 热压模具的二维图 12 1. 绘制上模板的二维图 12 2. 绘制下模板的二维图 14 3. 绘制定位块的零件图 15 六、 结论 17 参考文献 17 致谢 18 I 内 容 摘 要 经过两年多的电大学习，是时候检查我们学
4、习成果的时刻了，理论结合实际，此次毕业设计的题目是 在电动车上使用的复合母排的热压模具设计 。 此次毕业设计的题材来自工作。电动车是近 2年在国内飞 速发展的，而目前的电动车的动力最主要的是电池，而电池需要管理和输送，驱动器就是控制电的分配和输出，驱动器大部分在设计时就会用到复合母排，一般用于电容到 IGBT 的输送电，所以对复合母线的要求也越来越高，需求量也是越来越多。 此次设计主要从复合母排比较小，用量较大来设计高效率的热压模具，从复合母排的特点和热压工艺的综合考虑来选择合适的模具材料、大小、结构等。在设计中，理论结合以往的类似的模具设计方法、思路进行优化改进。在设计过程中采用电脑设计软件
5、solidworks 进行设计并验证。 在此 次 毕业 设计中得到了 顾 老师 的 精心 指 导 。同时也非常感谢 帮助过我的同学和 老师的。 由于 个人的设计经验、知识视野有限 ，设计 中 的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。 关键词： 复合母排 热压模具 铝合金 II Abstract After more than two years study in univerty, its time to inspect our learning. The design topic is to use hot-press mould with composit busbar in EV
6、 car This idea is from my job. EV car has experienced a rapid development in China. The drive power is from battery. A battery driver is needed to control and manage the power. Most driver use laminated busbar. So its a biger market share in the future. This paper show a high-efficiency hot-pressure
7、 mould with relatively small laminated busbar and XXX. We should select suitable mould material, size and structure with considering the characteristic of laminated busbar and hot-press process. In the paper,we combine with the previous mold design experience and ideas to improve our design. Solidwo
8、rks is used for this design. In this graduation design, I got Mr. Gus careful guidance. Thanks for him help, also thanks for my classmates and other teachers. If there is some error or mistake you find, please do not hesitate to let me know. Key words :Laminated busbar hot-press mould Aluminium allo
9、y III 文 献 综 述 现代 汽车 领域 面临着越来越严峻的三大问题 ： 能源、安全和 环境污染 。其中能源 和环境污染 问题最为突出， 我国的大部门城市的雾霾和臭氧问题在世界上属于比较严重的，造成这种环境污染的重要因素来自汽车的尾气排放中颗粒物和氮氧化物。 所以迫切的需要能替代汽油的新能源。 我国在新能源汽车方面是非常积极的，这主要是因为：第一，传统能源的短缺危机和环境保护的客观要求，我国对外国的石油依赖度逐年提升，而此时正值汽车工业整体处于调整方向的阶段，新能源汽车是整个产业的需求。第二，我国的传统汽车工业尤其是乘用车起步较慢 ，一直处于相对落后的状态，如果继续走欧洲等企业的路线，那么
10、我们可能将继续处于落后的状态。第三，由于早期我国在电池、电机及电控等领域的技术积累，我国在发展新能源汽车方面具备一定的条件，所以，我国政府紧跟最新的形势，制定了相关政策鼓励和扶持新能源汽车的发展 , 除了上述国家层面的政策之外，各地方政府也都发布了相关政策来鼓励和支持新能源汽车的发展， 本论文主要闸述了在电动车上的 控制 器内用于连接电容和 IGBT 的复合母排的热压模具的设计思想和过程。首先介绍相关复合母排的一些技术特性等。然后针对设计出来的复合母排进行关 键工序热压过程中用到的模具进行设计，既保证质量又能保证客户的交期，在所有的工序中找到瓶颈工序，尽量在效率上提高产量。 1 在电动车上使用
11、的复合母排的热压模具设计 一、 在电动车上使用的复合母排的介绍 (一 ) 复合母排在电动车上的应用特点及要求 1. 电动车的 种类及 工作原因 目前我国 的电动车主要有两大类： 纯电动汽车 (BEV)、 混合动力汽车 (HEV)。在公交、出租车行业，以纯电动汽车为主。而在家庭用车方面， 2 种都在使用。 纯电动汽车 ： 由电动机驱动的汽车。电动机的驱动电能来源于车载可充电蓄电池或其他能量储存装置 。 工作原理 :蓄电池 -电流 -电力调节器 -电动机 -动力传动系统 -驱动汽车行驶 。 2. 电动车三大关键技术介绍 电动汽车的关键核心技术有三个：一是动力电池，二是电机，三是控制系统 。 3.
12、电动车对复合母排的要求 复合母排应用在控制系统内用于连接 电容和 IGBT。而对控制系统的保护设计一般是由铝合金箱体密封而成，一般能达到防护等级 IP65。对振动和发热都有相关的要求，所以对复合母排的要求也很严格。主要有以下几个要求： （ 1） 工作温度：在 -40-105范围内正常工作。 （ 2） 寿命的要求： 额定电压、额定电流、环境温度 85 2条件下连续运行时间不小于 100000h。 （ 3） 阻燃等级：符合 UL94-V0 标准 （ 4） 等效电感：正负输出端子至电容连接端子间的电感 20nH。要求低电感复合母排的目的是 防止功率半导体元件开关时层压母排上形成的感应高压击穿元器件，
13、减小或省掉旁路电容，让功 率元件发挥出最大的功效。 （ 5） 机械冲击：依据标准： EN/IEC 60068-2-27，脉冲宽度： 11ms；加速度： 40g；试验方向及次数：垂直： +Z10 次 -Z10 次，水平左右： +Y10 次 -Y10 次，水平前后： +X10 次 -X10 次。 （ 6） 机械振动： 正弦振动（扫频）：依据标准： QC/T 413 2002，频率： 5200Hz，扫频速率： 1 倍频成 /分；频率 /位移： 518.6Hz 10mm；频率 /加速度： 18.650Hz7g,50100Hz4.5g,100200Hz,3g；振动方向及时间：垂直方向、水平 左右方向及水
14、平前后方向各 8 小时工作； 随机振动（定频）：依据标准： ISO16750-3，频率范围： 101000Hz，总均方根加速度： 27.9m/s2； 能量谱密度 10Hz-20m2/s3， 55Hz-6.5m2/s3， 180Hz-0.25m2/s3 (二 ) 复合母排的材料选择 1. 导体 的材料选择 2 导体材料的选择是关键， 必须 满足电气性能和机械强度的要求。常用的材料是铜，铝，铜合金。所选用的材料， 经过比较一般选用 T2 紫铜，它具有较高的导电率和导热系数和相对较小的热膨膨系数。 表 1 复合母排常用的金属材料的物理性能 金属 密度 20（ g/ cm3） 热膨胀系数 20 （ 1
15、0-6m/m） 导热系数 20（ W/mK） T2（紫铜） 7.83 17 388 H59（黄铜） 8.92 19.9 120 6061（铝） 2.702 23.6 154 表 2 复合母排常用的金属材料的电气性能 金属 电阻率 20（mm2/m） 导电率 20紫铜 % 电阻率的热系数（） 20（ 10-2/） T2（紫铜） 0.018 101 0.393 H59（黄铜） 0.065 28 0.098 6061（铝） 1060 0.029 62 0.423 2. 绝缘 材料的选择 叠层 母线使用许多不同类型的粘合剂涂覆的绝缘材料，以允许结构层被层压在一起。从电气角度有额外的效益。保温提供了一个
16、内部 和外部的障碍，其安装环境。绝缘材料可以增加电容和低的电感和阻抗。常用的保温材料 有 聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜（ PET） 、 聚酰胺聚合物 （ Nomex） 、 环氧玻璃 、 热缩套管 、 环氧粉末涂料。有许多不同的可用这些绝缘材料的厚度。 根据使用要求，采用 PET 材料正 合适。 (三 ) 复合母排的导体的表面处理 紫铜的表面处理一般有 2 种：镀镍或镀锡。此复合母排的铜排采用镀锡 5 m。 (四 ) 复合母排的出厂型式试验 根据客户的提出的使用要求转化为按标准可执行的型式试验 表三 复合母排的型式试验表 序号 试验项目 试验方法 试验要求 备注 1 高温 GB2423.2 105 72H 2 低温 GB2423.1 -40 72H 3 机械冲击 EN/IEC 60068-2-27 详见（一） 4 机械振动 QC/T 413 2002 详见（一） 3 (五 ) 复合母排的模型方案 根据客户的三维图设计出符合现有加工工艺的设计，下图为复合母排的图纸： 图 1 复 合母排 3D示意图 4 图 2 合母排 二维 图
