Анализа изолационих материјала за ламиниране сабирнице: избор и примена флексибилне и круте изолације

Са развојем нових енергетских возила, система за складиштење енергије, транзита железницом и индустријске опреме за напајање, ламиниране сабирнице се широко користе због ниске индуктивности, високе поузданости и компактне структуре. Било да је у питању сабирница за ЕВ, сабирница акумулатора аутомобила или систем индустријских сабирница{1}}кондензаторског нивоа, избор изолационог материјала директно утиче на електричне перформансе производа, радни век и ниво безбедности.

 

За савремене системе сабирница у аутомобилу, изолациони слој не служи само као изолација проводника, већ такође треба да испуни захтеве за отпорност на топлоту, отпорност на напон, отпорност на пламен и дуготрајан{0}}поуздан рад. Стога је темељно разумевање карактеристика флексибилних и крутих изолационих материјала кључно за пројектовање и избор сабирница.

 

 

 

Тренутно, већина ламинираних сабирница користи флексибилну изолациону структуру од танког{0}}филма, која чврсто везује изолациони филм за бакарни проводник кроз процес ламинације. Овај процес ефикасно смањује размак проводника, побољшава интеграцију система и обезбеђује одличне перформансе изолације сабирница.

 

Полиестер (ПЕТ) изолациони материјал

ПЕТ је један од најчешће коришћених изолационих материјала, који има значајан удео на тржишту у области ПЕТ изолације сабирница за аутомобиле. Његове главне карактеристике укључују:

Дуготрајна{0}}радна температура до 105 степени; Високо издужење, обично преко 100%, погодно за сложене структуре савијања; Добра механичка жилавост и перформансе обликовања; Висок релативни индекс праћења (ЦТИ); Доступан у различитим дебљинама како би задовољио различите нивое напона; Одлична својства успорења пламена, испуњавају захтеве индустријске и аутомобилске примене.

У системима за напајање нових енергетских возила, ПЕТ изолациони слојеви се широко користе у сабирницама ЕВ батерија, аутомобилским уземљеним сабирницама и производима Ауто Бус Бар.

 

Полиимид (ПИ) изолациони материјал

ПИ је изолациони материјал високих{0}}перформанси,-отпоран на високу температуру са континуираном радном температуром која обично прелази 200 степени.

У поређењу са ПЕТ-ом, ПИ има следеће карактеристике:

Врхунска отпорност{0} на високе температуре; Одлична инхерентна отпорност на пламен; Већа механичка крутост; Погоднији за процесе заваривања; Релативно већи трошак; Нижи ЦТИ од ПЕТ-а.

Стога, у апликацијама које захтевају заваривање кондензатора, енергетских модула или конектора, ПИ материјал се често користи у новим енергетским филмским кондензаторским сабирницама и неким сабирницама за производе Повер Цапацитор.

 

Разлике између флексибилне и круте изолације

Флексибилна изолација се првенствено користи за изолацију површине бакарних проводника, формирајући комплетну изолациону структуру кроз ламинацију.

 

Његове предности укључују:

Омогућава потпуно заптивање ивица проводника;

Погодан је за сложене тродимензионалне{0}}конструкције;

Ефикасно смањује величину система;

Олакшава масовну производњу и аутоматизовану производњу.

 

С друге стране, крута изолација се углавном користи за размак и подршку између различитих слојева проводника.

За системе високог{0}}напона, сама флексибилна изолација често не може да испуни захтеве за дистрибуцију електричног поља и контролу делимичног пражњења; стога су потребни чврсти изолациони материјали за повећање изолационог растојања.

 

Обично:

Приближно 1 мм изолационог размака је потребно за сваки пораст радног напона од 1 кВ;

Што је већи радни напон, већа је дебљина круте изолације;
Системи високог{0}}напона обично користе полиестерске плоче ојачане стакленим влакнима као структурални изолациони слој.

У дизајну сабирница високог{0}}напона, крута изолација је кључна компонента која обезбеђује дуготрајан-стабилан рад, док системи нисконапонских сабирница за аутомобиле обично не захтевају додатне, тешке чврсте изолационе структуре.

 

 

 

Индекс релативне температуре (РТИ)

РТИ је важан показатељ дугорочне-отпорности на топлоту изолационих материјала.

 

Релативни индекс праћења (РТИ) је дефинисан као:

Температура на којој се механичка и електрична својства материјала смањују на 50% својих почетних вредности након приближно 20.000 сати дуготрајног-радња.

 

За дуготрајне{0}}оперативне системе електричних возила са сабирницом, РТИ директно утиче на век трајања производа.

генерално:

 

За сваких 10 степени смањења температуре, животни век изолације се приближно удвостручује;

За сваких 10 степени повећања температуре, животни век изолације се може скратити за отприлике половину.

 

Стога, када се пројектује сабирница од калајисане бакре за ЕВ, и решења за управљање топлотом и разреди изолационог материјала морају се узети у обзир свеобухватно.

 

 

ЦТИ одражава површинску отпорност материјала на праћење.

 

Када је опрема изложена влажном, загађеном или високо{0}}напонском окружењу током дужег периода, виша вредност ЦТИ ефективно смањује ризик од површинског пузања.

 

За индустријске системе за складиштење енергије, ДЦ кондензаторске сабирнице и велике кондензаторске ламиниране сабирнице, ЦТИ је кључни параметар који утиче на сигурносни дизајн.

 

ПЕТ материјали обично имају више ЦТИ оцене и стога се више користе у високонапонским-применама.

 

Издужење представља способност материјала да одржи своја изолациона својства под затезањем.

Овај параметар директно утиче на:

Перформансе савијања;
Квалитет омотача ивица проводника;
Стабилност процеса заптивања;
Дугорочна{0}}механичка поузданост.

ПЕТ материјали обично имају истезање од преко 100%, док су ПИ материјали око 70%. Због тога је ПЕТ погоднији за сложене процесе ламинације бакарних проводника.

 

 

Индустриал Повер Системс

Захтеви индустријске опреме за сабирнице се првенствено фокусирају на висок напон и дуг животни век.

 

Типичне карактеристике укључују:

Радни напон обично између 1000В и 6000В;
Строги захтеви за контролу делимичног пражњења;
Захтев за повећане круте изолационе структуре;
Захтеви за велике пузне стазе;
Век трајања од 20 до 25 година или више.

 

Због тога -опрема за складиштење енергије високог напона, железнички транспорт и велики-системи за дистрибуцију електричне енергије обично користе материјале са високим ЦТИ и дебље изолационе структуре за дистрибутивне сабирнице.

 

 

 

Примене нових енергетских возила стављају већи нагласак на смањење тежине, коришћење простора и контролу трошкова.

Типичне карактеристике укључују:

 

Нивои напона су углавном испод 800В;
Нижи захтеви за делимично пражњење;
Обично користе флексибилне ламиниране изолационе структуре;
Осетљивији на тежину и запремину;
Животни век је обично 5 до 10 година.

 

Због тога производи као што су Аутомобили са сабирницом, конектори за напајање за аутомобиле и аутомобили са сабирницом од лимене{0}}плоче све више користе ПЕТ или ПИ изолациона решења како би испунили захтеве компактног дизајна.

 

 

Поред технологије ламиниране изолације, изолација прашкастим премазом је такође уобичајено решење.

 

Овим поступком се постиже укупна заштита изолације формирањем премаза од епоксидне смоле на површини проводника, а посебно је погодан за структурно сложене појединачне проводнике.

 

Његове предности укључују:

Може покрити сложене геометрије;
Погодно за не-ламиниране проводнике;
Добра отпорност на корозију;
Може да испуни неке{0}}захтеве за апликације ниског напона.

 

Међутим, за апликације сабирница и електричних сабирница које захтевају ниску индуктивност и високу густину снаге, технологија ламиниране изолације остаје главно решење.

 

 

 

Изолациони материјали су кључна компонента која одређује перформансе ламинираних сабирница. ПЕТ и ПИ, као најчешћи флексибилни изолациони материјали, сваки имају своје предности у различитим сценаријима примене. За-индустријске системе високог напона, РТИ, ЦТИ и круте изолационе структуре треба свеобухватно размотрити, док је за сектор нових енергетских возила фокус више на лаганом дизајну, коришћењу простора и ефикасности производње.

 

Са развојем одЕВ сабирнице, кондензаторских сабирница и нових енергетских енергетских електронских уређаја, технологија изолационих материјала ће наставити да се надограђује, обезбеђујући безбеднија и ефикаснија решења за будуће системе електричне везе велике{0}}поузданости и високе{1}}