防松螺母在電動(dòng)汽車(chē)電池連接

如果電動(dòng)汽車(chē)的電池壽命和過(guò)熱問(wèn)題能夠得以解決，那么電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力技術(shù)將在政府幾近翻倍的燃料節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)中擔(dān)任極其關(guān)鍵的角色。那么提高連接可靠性的螺紋連接固定模式的創(chuàng)新應(yīng)用或許成為解決電池壽命和過(guò)熱問(wèn)題的一個(gè)重要的途徑。 ??

當(dāng)汽車(chē)生產(chǎn)商用各種技術(shù)改進(jìn)節(jié)約燃料的時(shí)候，電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力車(chē)吸引力更多的支持環(huán)保的客戶(hù)，因?yàn)樗麄兿Ｍ軌驕p少或者限制燃料的消耗。電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)上的電池所帶電量所能產(chǎn)生的能量大概相當(dāng)于8升不到的汽油產(chǎn)生的能量，因此為了利用每個(gè)毫安的電量而不發(fā)熱，從技術(shù)上還需要下很大的功夫。為了履行電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力技術(shù)對(duì)汽車(chē)制造企業(yè)降低燃料消耗的承諾，電池的電導(dǎo)率，連接可靠性和壽命都需要加以改進(jìn)，也許一種螺紋鎖緊的方式的創(chuàng)新就是解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵。 ??然而，普通緊固件很難保證電池的導(dǎo)電性和連接可靠性，因?yàn)槠胀ňo固件很容易失去預(yù)緊力。根據(jù)STANLEY工程師的研究發(fā)現(xiàn)，汽車(chē)長(zhǎng)期的振動(dòng)和熱循環(huán)，普通緊固件將迅速衰減50%的預(yù)緊力。

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電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力車(chē)的鋰或酸基以捆扎的形式串聯(lián)。如果其中一個(gè)連接由于螺紋松動(dòng)而失效，意味著不單單丟失一個(gè)電池，而是真?zhèn)€串聯(lián)的電池都失效。

另一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題是，當(dāng)電動(dòng)車(chē)或者混合動(dòng)力車(chē)的電池固定緊固件預(yù)緊力消失，那么電池就會(huì)失去供電能力。充足的供電電流難免發(fā)熱，引起電弧的產(chǎn)生，這是發(fā)生火災(zāi)的潛在威脅。 ??

為確保足夠的預(yù)緊力和從電池的排列到電池末端的連接構(gòu)件的整體性，以提高電池的導(dǎo)電功效，工程師找到一個(gè)解決的方法，就是使用一種叫DC防松螺母。 ??

傳統(tǒng)的防松緊固件由于60°螺紋結(jié)構(gòu)的局限無(wú)法避免松動(dòng)的基本問(wèn)題，也就是說(shuō)，陽(yáng)螺紋的牙尖與陰螺紋的牙底存在間隙，會(huì)引起振動(dòng)誘發(fā)的松動(dòng)，從而導(dǎo)致預(yù)緊力衰減并促使電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)電池連接部位的發(fā)熱。頭幾個(gè)螺紋的應(yīng)力集中和疲勞強(qiáng)度下降是另一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題，尤其在比較軟的金屬上，螺紋的軸向受力使其遭受?chē)?yán)重的剪切作用。溫度的升高會(huì)使材料或表面發(fā)生熱脹冷縮效應(yīng)，同樣是電池連接部位松動(dòng)的潛在威脅。

關(guān)于以上問(wèn)題，工程師通過(guò)引入DC防松螺母不錯(cuò)解決了傳統(tǒng)緊固件的問(wèn)題。這一方法在電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)的供電系統(tǒng)上應(yīng)用超過(guò)5年，而且在航空電池系統(tǒng)上的應(yīng)用則超過(guò)了十年。

而之所以DC防松螺母具有如此可靠的防松性能，其原因在于30°楔形螺紋結(jié)構(gòu)，即在螺母的螺紋牙底設(shè)計(jì)一個(gè)30°的斜面，當(dāng)與螺栓的外螺紋相互作用時(shí)，導(dǎo)致外螺紋的牙尖頂?shù)?0°斜面上，發(fā)生微小變形，形成一種稱(chēng)之為spiral線的全螺紋帶狀接觸。這種螺紋接觸方式使得預(yù)緊力更加均勻地分布在整個(gè)螺紋上，而不是主要集中于頭幾個(gè)螺紋，從而改善抗橫向振動(dòng)松動(dòng)的能力，提高軸向扭轉(zhuǎn)載荷和疲勞強(qiáng)度以及防止溫度過(guò)高。因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)比普通螺紋提高30%的預(yù)緊力，因此電池末端的接觸更加良好，導(dǎo)電性就更有保障，從而供電效率就越好。

提高預(yù)緊力和導(dǎo)電性不但可以幫助電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)電池單元之間的緊密連接，而且還可以幫助電池在供電系統(tǒng)的穩(wěn)定連接。同時(shí)也可以本質(zhì)上幫助從單個(gè)電池單元到多電池單元的連接，這種多級(jí)連接也許可以提供高電流高電量的電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)供電系統(tǒng)。

在電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)上的應(yīng)用，有些參數(shù)需要根據(jù)連接狀態(tài)的改變而改變。工程師們大概會(huì)認(rèn)為，把大型的，笨重的氣動(dòng)力引擎拿走，就不會(huì)有振動(dòng)和特種緊固件的需求，而事實(shí)恰恰相反。

汽車(chē)制造商在材料選擇取向上經(jīng)歷了選擇傳統(tǒng)鋼材到鋁合金的一個(gè)漫長(zhǎng)過(guò)程，目的是為了減少電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力車(chē)的重量。而實(shí)際上，鋁合金是一種相對(duì)較硬的材料，與鋼材相比，能更快速地傳輸振動(dòng)力。這種情況下，緊固件的防松性能和具有良好的導(dǎo)電性設(shè)計(jì)計(jì)算抗振動(dòng)力大小的前提條件。

多家具有領(lǐng)導(dǎo)地位的機(jī)構(gòu)對(duì)DC防松螺母進(jìn)行了測(cè)試研究，機(jī)構(gòu)包括麻省理工大學(xué)，戈達(dá)德太空飛行中心，勞倫斯利物莫國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，英國(guó)宇航公司。在汽車(chē)上，DC防松螺母應(yīng)用部位眾多，比如環(huán)形齒輪，轉(zhuǎn)矩變換器，底盤(pán)上裝配的排氣管和車(chē)軸，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，變速箱體以及柴油機(jī)。當(dāng)然還有一些極端情況的應(yīng)用，比如一次性裝配，無(wú)法更改。不像傳統(tǒng)的緊固件靠外部鎖緊特征起作用，會(huì)產(chǎn)生不必要是碎片，剝離以及額外的堆積高度，而DC防松螺母的內(nèi)部鎖緊特征可以避免普通螺母引起的上述問(wèn)題。

因?yàn)镈C防松螺母是可自由旋轉(zhuǎn)的，用手指就能輕松地將其擰入螺栓，因此就不會(huì)產(chǎn)生碎屑，碎片或粉體。這就很好地滿(mǎn)足電池制造的所要求的清潔環(huán)境，減少后碎屑引起的電弧的潛在風(fēng)險(xiǎn)。不管電池是什么類(lèi)型，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是能夠保證電動(dòng)汽車(chē)或混合動(dòng)力車(chē)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電流的高效傳輸，在整個(gè)壽命期限內(nèi)，而不會(huì)導(dǎo)致緊固件的松動(dòng)。DC防松螺母就能不錯(cuò)解決這一難題。