电气连接要求及电气连接点温度变化

1.电气连接要求

电连接从广义上来讲是电器产品中所有电器回路的集合，从狭义来讲，是指产品内部将不同导体连接起来的连接方式。而电气连接点是指电器及电气设备之间以及它们与母线或电缆之间的电气连接部位，电气连接点过热是锂动力电池模组应用中的一种故障隐患。

  既然是电连接，肯定对过电流能力要有一个基本的要求，电连接是锂动力电池生产和使用过程中很重要的一环，需要高安全、高可靠性的，所以随着电动汽车对供电可靠性、安全性要求的提高，锂动力电池模组的电气连接点过热这一故障隐患已成为一个越来越受关注的问题，引起我们重视并认真研究其发生、发展的原因，以便彻底解决。

导体连接的实际表面并不是光滑的，而是粗糙的、凹凸不平的。因此，当两个金属接触时，只在局部的金属接触点形成导电路径。随着接触压力的增加，微小的金属接触点的数量和面积也随之增加。

  这些金属接触被称为a斑点，是唯一的导电路径。氧气和其他腐蚀性气体可以进入这些接触区域并和暴露的金属发生反应，使金属接触面积减小，最终将导致真实可导电接触面积消失，尽管此时在氧化表面仍存在着机械接触。

需要注意的是，实际接触面积包含了承载接触面积。承载接触面积覆盖着氧化膜，因而不是可靠的电流传输通道。真实的导电接触面积只是实际接触面积的一小部分，通常认为远小于1%的名义接触面积。

  电流通过接触界面时，电流被收缩已通过a斑点，由于电流收缩而产生的接触电阻称为收缩电阻。收缩电阻与金属的基本特征（如硬度和电阻率）相关，由于金属表面并不是理想清洁的，电流路径受到金属表面上存在的薄氧化膜、硫化膜和其他无机膜的影响，因此总接触电阻是收缩电阻和膜层电阻之和。

接触电阻是电接触电阻中最普通的特征，总是作为电路电阻的一部分而被考虑。虽然接触电阻和电路电阻相比非常小，但接触电阻的变化可能会导致电气连接失效，这是因为接触电阻的改变影响真实可导电接触面积。

2.电气连接点的温度变化

  1）工作电流。锂动力电池模组的电气连接点在通过工作电流时，由于存在媒质的散热因素，在一面散热一面吸热的情况下，其温度上升曲线如图1所示。起初因温差小，散热少，从而造成温度上升较快，随着温差的进一步增大，散热增多，吸热相对减少，因而温度上升较缓，当温差增大到单位时间内的发热等于单位时间的散热，达到热平衡状态时，温度达到一稳定值Q_F。经验及资料显示，接触点的温升可以近似用下式估算:

  式中：I是接触点的电流，A；R_J是接触电阻，Ω；λ是接触点材料的导热系数，W/℃.cm；ρ是接触点材料的电阻系数，Ω.cm。

  2）短路电流。锂动力电池模组的电气连接点在通过短路电流时，由于短路电流的时间很短（一般为0.7s左右），导体所发热量来不及向周围介质散发，其热量全部集中于接触点上，造成接触点的温度呈几何级数急剧上升，如图2所示，如果此值大于设备接触处材料的短时发热温度，接触点将发生不可逆的损坏过程。以铝-铝对接为例，当连接处产生200℃以上的高温时，将发生溶焊等事故。