Laminēto un integrēto kopņu tehnoloģiju tendences: augstsprieguma{0}}pieslēgumu uzlabošana jauniem enerģijas transportlīdzekļiem un enerģijas uzglabāšanas sistēmām

Tā kā jauni enerģijas transportlīdzekļi (NEV), enerģijas uzglabāšanas sistēmas un jaudas elektronika strauji attīstās pret augstu spriegumu, lielu jaudas blīvumu un augstu integrāciju, tradicionālie vadu instalācijas un standarta vadošie savienojumu risinājumi arvien vairāk nespēj izpildīt mūsdienu elektrisko sistēmu prasības attiecībā uz zemiem zudumiem, augstu uzticamību un telpas optimizāciju.

 

Īpaši 800 V augstsprieguma platformu, SiC barošanas ierīču un jauninājumu ieviešana akumulatoru sistēmu arhitektūrā, laminētas kopnes un šūnu kontaktu sistēmas (CCS)-ko raksturo zemi parazitārie parametri, augsta integrācija un izcila mehāniskā uzticamība,{3}}ir kļuvuši par galvenajiem augstas tehnoloģijas elektriskajiem virzieniem.

 

No jaudas akumulatoru integrācijas šasijā līdz augstai elektrisko piedziņas sistēmu integrācijai NEV pāriet no atsevišķu komponentu optimizācijas uz sistēmas{0}}līmeņa integrāciju. Efektīvas, drošas un kompaktas jaudas pārvades struktūras ir kļuvušas par būtiskām, lai paplašinātu braukšanas diapazonu, samazinātu sistēmas zudumus un uzlabotu ražošanas efektivitāti NEV.

 

 

 

Šūnu-to{1}}Šasijas (CTC) tehnoloģija kļūst par galveno tendenci NEV akumulatoru struktūru attīstībā. Likvidējot tradicionālo akumulatora moduļu slāni un integrējot šūnas tieši transportlīdzekļa šasijā, šī tehnoloģija nodrošina dziļu integrāciju starp akumulatora sistēmu un transportlīdzekļa virsbūves struktūru.

 

Salīdzinot ar tradicionālajiem akumulatoru komplektiem, CTC tehnoloģija samazina komponentu skaitu un struktūras sarežģītību, vienlaikus atbrīvojot iekšējo vietu un uzlabojot akumulatora jaudas izmantošanu. Samazinot moduļu strukturālās daļas un savienojumus, tiek optimizēts transportlīdzekļa kopējais svars, vēl vairāk uzlabojot energoefektivitāti un braukšanas diapazonu.

 

Tā kā akumulatoru sistēmas kļūst arvien integrētākas{0}}ar palielinātu šūnu skaitu un elektrisko starpsavienojumu sarežģītību,{1}}ir pieaugušas prasības pēc iekšējiem starpsavienojumu komponentiem. Tādām funkcijām kā sprieguma noteikšana, augstsprieguma savienojumi, siltuma pārvaldība un drošības uzraudzība ir stingri jāiestrādā ierobežotā telpā, tādējādi veicinot CCS tehnoloģijas attīstību.

 

NEV akumulatora blokā CCS parasti integrē sprieguma sensora ķēdes, temperatūras sensorus, savienojuma spailes un izolācijas struktūras, lai atvieglotu datu pārraidi starp šūnām un akumulatora pārvaldības sistēmu (BMS). Salīdzinot ar tradicionālajiem vadu instalācijas risinājumiem, CCS tehnoloģija novērš daudzus atsevišķus vadus, tādējādi nodrošinot sakārtotāku iekšējo izkārtojumu un nodrošinot automatizētus montāžas procesus.

 

 

Elektriskās piedziņas sistēmas jaunos enerģijas transportlīdzekļos attīstās uz "viss{0}}vienā-" integrāciju un lielāku jaudas blīvumu. Augsti integrētas elektriskās piedziņas sistēmas ir kļuvušas par galveno tehnoloģisko pieeju; nepārtraukta motora kontrolleru, reduktora pārnesumkārbu un jaudas elektronisko moduļu integrācija ir vēl vairāk uzlabojusi transportlīdzekļa telpas izmantošanu un enerģijas pārveidošanas efektivitāti.

 

Elektriskās piedziņas sistēmā augsta{0}}sprieguma jauda ir efektīvi jāpārraida starp vilces akumulatoru, invertoru, kondensatoriem un jaudas moduļiem. Salīdzinot ar tradicionālajiem kabeļu savienojumiem, laminētas kopnes -kurām raksturīga zema induktivitāte, liela strāvas-nestspēja un struktūras elastība-ir kļuvušas par būtiskām starpsavienojumu sastāvdaļām mūsdienu spēka elektroniskajās sistēmās.

 

Kā kompozītmateriāla vadoša struktūra, laminēta kopne parasti sastāv no vairākiem vara vai alumīnija vadītāju un izolācijas materiālu slāņiem, kas savienoti, izmantojot precīzas laminēšanas procesu. Cieši saliekot pozitīvos un negatīvos vadītājus, tiek efektīvi samazināts strāvas cilpas laukums, samazināta parazitārā induktivitāte un uzlabota sistēmas dinamiskās reakcijas spēja.

 

Augstas -frekvences pārslēgšanas vidēs-, piemēram, invertora sistēmās, kurās tiek izmantotas SiC MOSFET barošanas ierīces,-zemāka izkliedētā induktivitāte palīdz mazināt sprieguma lēcienus un augstas-frekvences svārstības pārslēgšanas pāreju laikā, tādējādi uzlabojot barošanas ierīču darbības stabilitāti. Līdz ar to laminētās kopnes ir kļuvušas par būtisku augstas veiktspējas spēka elektronikas sastāvdaļu.

 

Laminētas kopnes neaprobežojas tikai ar jauno enerģijas transportlīdzekļu sektoru; tos plaši izmanto arī atjaunojamās enerģijas ražošanā, enerģijas pārveidošanā un rūpnieciskās automatizācijas iekārtās. Piemēram, fotoelementu (PV) invertoru sistēmās daudzslāņu laminētas kopnes atbilst stingrām starpsavienojumu prasībām, kas saistītas ar augstu spriegumu, lielu strāvu un ilgstošu darbību.

 

 

 

Tā kā jaunu enerģijas transportlīdzekļu sprieguma platformas turpina pieaugt, tradicionālās savienojuma metodes saskaras ar tādiem izaicinājumiem kā pārmērīgas telpas prasības, ievērojami elektromagnētiskie traucējumi un sarežģīti montāžas procesi. Laminētās kopnes pārvar šos ierobežojumus, izmantojot struktūras optimizāciju.

 

Pirmkārt, attiecībā uz strāvas pārvades spēju, laminētā struktūra maksimāli izmanto vadītāja šķērsgriezuma laukumu, tādējādi uzlabojot strāvas pārvades efektivitāti. Vienlaikus daudzslāņu vadītāja struktūra palielina siltuma izkliedes virsmas laukumu, palīdzot samazināt temperatūras paaugstināšanos ilgstošas ​​darbības laikā.

 

Otrkārt, attiecībā uz izolācijas dizainu laminētās kopnes izmanto integrētu iekapsulētu struktūru. Tas ļauj precīzi kontrolēt šļūdes attālumus un elektriskos attālumus, nodrošinot izolācijas uzticamību, kas nepieciešama augstsprieguma platformām. Tas ir īpaši svarīgi jauniem 800 V enerģijas transportlīdzekļiem un augstsprieguma{4}}enerģijas uzglabāšanas sistēmām.

 

Turklāt laminētās kopnes piedāvā ievērojamu konstrukcijas elastību. Tos var konfigurēt dažādās formās-, piemēram, L-formās, U-formās vai daudzslāņu saliktās struktūrās-, lai tās atbilstu kompakto invertoru, motora kontrolleru un jaudas moduļu iekšējiem telpiskajiem ierobežojumiem.

 

Rūpnieciskos lietojumos laminētu kopņu barošanas risinājumi arvien vairāk ir kļuvuši par galveno mērķi, lai optimizētu lielas jaudas{0}}elektriskās sistēmas. Piemēram, kopnēm, ko izmanto rūpnieciskajos mainīgas frekvences piedziņās (VFD/VSD), ir jāatbilst stingrām prasībām attiecībā uz ātru pārslēgšanu, augstas strāvas pārvadi un stabilu darbību; laminētas kopnes efektīvi uzlabo sistēmas uzticamību.

 

 

Tradicionālās jaudas bateriju datu iegūšanas sistēmas parasti balstās uz vara vadu instalācijām, izmantojot vairākus vadus, lai savienotu atsevišķas šūnas sprieguma un temperatūras uzraudzībai. Tomēr, palielinoties akumulatoru bloku kapacitātei un šūnu skaitam, tradicionālie vadu instalācijas risinājumi atklāj tādus trūkumus kā pārmērīgs telpas patēriņš, sarežģīta montāža un ierobežotas automatizācijas iespējas.

 

CCS (Cell Contact System) integrētās kopnes aizstāj tradicionālās vadu instalācijas ar elastīgām iespiedshēmām (FPC), stingrām iespiedshēmu platēm (PCB) vai apzīmogotām vadošām kopnēm, nodrošinot integrētu datu iegūšanas shēmu dizainu. Apvienojot ieguves līnijas, savienojuma konstrukcijas un izolācijas komponentus, tiek ievērojami samazināts diskrēto daļu skaits.

 

Šī integrētā struktūra ir ļoti labvēlīga automatizētai ražošanai. Automatizētā iekārta var savākt visu komplektu un uzstādīt to tieši akumulatoru komplektā, tādējādi palielinot ražošanas efektivitāti un samazinot kļūdu risku, kas saistīts ar manuālu uzstādīšanu.

 

Jauniem enerģijas transportlīdzekļiem un enerģijas uzglabāšanas iekārtām CCS sistēma kalpo ne tikai kā datu iegūšanas saskarne, bet arī kā kritiska sastāvdaļa, kas nodrošina akumulatoru sistēmas drošu darbību. Uzticama datu iegūšana ļauj akumulatora pārvaldības sistēmai (BMS) reāllaikā pārraudzīt šūnu statusu{1}}, tādējādi uzlabojot akumulatora pārvaldības precizitāti.

 

 

Jaunās enerģētikas nozares straujās izaugsmes dēļ laminēto kopņu pielietojuma joma turpina paplašināties. Papildus elektriskās piedziņas sistēmām jaunos enerģijas transportlīdzekļos, tās plaši izmanto tādās nozarēs kā vēja enerģija, fotoelementi, enerģijas uzglabāšana, tīkla infrastruktūra un dzelzceļa transports.

 

Vēja enerģijas ražošanas sistēmās ģeneratoru kopnēm ilgstošas ​​darbības laikā ir jāiztur lielas strāvas un sarežģītas vides svārstības; kopņu konstrukcijas, ko raksturo zems jaudas zudums un augsta uzticamība, palīdz uzlabot enerģijas pārveidošanas efektivitāti. Dzelzceļa tranzīta nozarē lielas -jaudas vilces sistēmas izvirza stingras prasības attiecībā uz starpsavienojumu komponentu mehānisko izturību, elektrisko veiktspēju un spēju pielāgoties videi. Laminētas kopnes, kas paredzētas alternatīvās enerģijas sabiedriskajam transportam, atbilst prasībām par stabilu jaudas pārvadi jaunās enerģijas transporta iekārtās.

 

Kopņu konstrukcijām ir arī galvenā loma enerģijas uzkrāšanas pārveidotājos, statiskos mainīgos ģeneratoros (SVG) un rūpnieciskās barošanas sistēmās. Piemēram, SVG kopnes apmierina vajadzību pēc ātras reaģēšanas un augstas{1}}uzticamības spēka elektronikas iekārtās.

 

 

 

Nozarei attīstoties-, ko veicina 800 V (vai augstāka) sprieguma platformu izstrāde jauniem enerģijas transportlīdzekļiem un enerģijas uzglabāšanas, tīkla infrastruktūras un atjaunojamās enerģijas ražošanas sistēmu pieaugošais jaudas līmenis,{2}}elektrisko starpsavienojumu komponenti attīstās, lai panāktu lielāku integrāciju, mazākus zudumus un lielāku intelektu.

 

Optimizējot strāvas ceļus, samazinot parazītiskos parametrus un uzlabojot konstrukcijas uzticamību, laminētās kopnes piedāvā ļoti efektīvus starpsavienojumu risinājumus lieljaudas elektroniskām sistēmām. To vērtība turpina pieaugt dažādos lietojumos, sākot no invertoriem un akumulatoru sistēmām jaunos enerģijas transportlīdzekļos līdz rūpnieciskām jaudas pārveidošanas iekārtām.

 

Jaunajā enerģijas transporta sektorā laminētas kopnes alternatīvo kurināmā elementu un hibrīdo elektrisko transportlīdzekļu sistēmām atbilst vajadzībai pēc kompaktiem, ļoti uzticamiem starpsavienojumiem. Tikmēr dzelzceļa tranzīta energosistēmās laminētas kopnes mūsdienu maiņstrāvas lokomotīvju invertoriem kalpo kā kritiski komponenti enerģijas pārveidošanas efektivitātes uzlabošanai.

 

To veicina nepārtraukti sasniegumi materiālu zinātnē, ražošanas procesos un automatizētā ražošanā,laminētas un integrētas kopnesturpinās virzīt jauno enerģētikas nozari uz augstu veiktspēju, augstu efektivitāti un inteliģentu ražošanu, kļūstot par neaizstājamu galveno starpsavienojumu tehnoloģiju nākotnes augstsprieguma{0}}elektriskajām sistēmām.