Серија ПАЦК Мануфацтуринг Процесс: електричне перформансе, методе повезивања и разматрања распореда за бакарне/алуминијумске сабирнице високог напона{0}}напона у батеријама

У системима батеријских пакета нових енергетских возила, високо-сабирница, као главна проводна компонента, игра кључну улогу у ефикасном преносу енергије између батеријских ћелија. Са постепеном популаризацијом високонапонских-платформа од 800В, дизајн сабирница не само да утиче на домет возила и перформансе брзог-пуњења, већ и директно утиче на безбедност система и дугорочну{5}}поузданост. У практичним инжењерским апликацијама, перформансе електричних сабирница и електричних возила са сабирницама постале су један од важних индикатора за процену нивоа дизајна батеријских система.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из перспективе електричних перформанси, сабирница високог{0}}напона је у суштини високо ефикасан проводни носач, а њен избор материјала директно одређује проводљивост система и перформансе управљања топлотом. Бакар (као што је Т2 бакар) поседује одличну проводљивост, са проводљивошћу од приближно 58,5 × 10⁶ С/м, што је знатно веће од алуминијума, што нуди предности у сценаријима велике -струје-.

 

У међувремену, алуминијум, због своје мање густине, има незаменљиву вредност у лаганом дизајну. У апликацијама сабирница за аутомобилске батерије, бакарне сабирнице се обично користе у главним -главним колима велике струје, док се алуминијумске сабирнице чешће користе за помоћна кола- и трошкове-осетљива.

 

У окружењима високог{0}}напона, електрични размаци и пузна стаза су основни параметри дизајна који обезбеђују безбедност система. Клиренс се односи на најкраћу ваздушну удаљеност између два проводника, док је пузна стаза најкраћи пут дуж изолационе површине. Ова два индикатора директно се односе на квар изолације и ризик од настанка лука. У дизајну сабирница аутомобила, ови параметри морају бити стриктно подешени у складу са нивоима напона и условима околине. Истовремено, сабирнице високог{5}}напона захтевају ефикасан третман изолације, као што је коришћење топлоскупљајућих цеви или-филма високих перформанси за покривање, како би се испунили строги захтеви за отпорност на напон за изолацију. Типични стандарди испитивања укључују испитивање отпорности на наизменичну струју од 3000В и испитивање отпора изолације од 1000В једносмерне струје како би се обезбедио стабилан рад у сложеним условима.

 

Тренутни капацитет носивости и контрола пораста температуре су кључни индикатори за процену перформанси аутомобилских сабирница. Тренутни капацитет сабирнице је у позитивној корелацији са површином попречног пресека; међутим, у практичним применама, фактори као што су температура околине, услови одвођења топлоте и распоред такође морају бити узети у обзир. Вреди напоменути да у затвореном окружењу батерија, природно одвођење топлоте постаје примарни метод одвођења топлоте; стога су разумни{3}}дизајн површине попречног пресека и оптимизација топлотне дистрибуције посебно кључни. У апликацијама сабирница ЕВ батерија, прекомерно висок локални пораст температуре не утиче само на проводљивост, већ може и да убрза старење изолационог материјала и скрати животни век система.

 

Отпор контакта је кључни фактор који утиче на стабилност система сабирница, првенствено у зависности од контактног притиска на интерфејсу везе, површинске обраде и својстава материјала. У дизајну прикључка Ауто Бус Бар, калај или никловање се често користи за смањење отпорности интерфејса и побољшање отпорности на оксидацију. Нарочито у применама сабирница са калајисаном-бакаром за ЕВ, калајисани слој не само да побољшава стабилност проводљивости већ и значајно побољшава перформансе заваривања и повезивања. Правилна контрола преднапрезања завртња (обично 50%-70% јачине течења материјала) може ефикасно смањити отпор контакта и спречити деградацију перформанси узроковану локализованим загревањем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Што се тиче метода повезивања, сабирнице високог{0}}напона углавном користе ласерско заваривање и вијчане везе. Ласерско заваривање, због изузетно ниске контактне отпорности, велике чврстоће везе и одличних перформанси заптивања, широко се користи у серијски-паралелним структурама између ћелија батерија и представља кључни процес за постизање високе поузданости. У сценаријима високе{4}}прецизности повезивања, као што су сабирнице за филмске кондензаторске сабирнице за возила нове енергије, ласерско заваривање ефикасно обезбеђује континуитет проводљивости и структурну стабилност. Међутим, овај процес захтева значајна улагања у опрему и контролу процеса, посебно код заваривања алуминијума, где је неопходна заштита инертног гаса да би се спречила оксидација.

 

Насупрот томе, вијчани спојеви нуде већу флексибилност при монтажи и обично се користе за везе између модула или са високо{0}}компонентама интерфејса високог напона. У системима аутомобилских конектора за напајање, вијчани спојеви захтевају строгу фазну стратегију затезања како би се обезбедио стабилан контакт на интерфејсу везе. Иако овај метод подржава вишеструко растављање и поновно састављање, неправилна контрола предоптерећења под дуготрајним-вибрацијама може довести до повећаног отпора контакта, што утиче на поузданост система. Због тога се у аутомобилским апликацијама сабирница са лимом, -структуре против лабављења или технологије премаза често комбинују да би се побољшала стабилност везе.

 

На нивоу дизајна распореда, високо{0}}сабирнице морају да уравнотеже електричне перформансе и механичку сигурност. Прво, треба избегавати сабирнице у подручјима потенцијалних судара, држати их даље од оштрих металних ивица и причвршћивача, а безбедносни размак треба да испуњава спецификације дизајна. Друго, струјни путеви треба да буду минимизирани да би се смањио губитак отпора и оптимизовала ефикасност система. У системима БусБар Цар, водови високог{4}}напона би требало да буду постављени одвојено од нисконапонских-опрема сигнала да би се смањио утицај електромагнетних сметњи на контролни систем.

 

Када је више сабирница распоређено паралелно, треба одржавати довољан размак како би се избегло акумулирање топлоте и спречило локализовано прегревање. Штавише, при пројектовању аутомобилских сабирница за уземљење, континуитету и поузданости пута уземљења мора се посветити посебна пажња како би се обезбедио безбедан рад електричног система возила. За флексибилне сабирнице, носачи или фиксне структуре су обично потребни за ограничење да би се смањио ризик од замора узрокованог вибрацијама, док материјали за јастуке могу повећати отпорност на удар.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Што се тиче структурних детаља, ивице сабирница треба да буду закошене како би се смањила концентрација електричног поља и избегао ризик од пражњења врха. Истовремено, примена изолационих материјала-високих перформанси као нпрАутомобилска сабирница ПЕТ изолацијаможе додатно побољшати поузданост изолације система и прилагодљивост околини. Све у свему, пројектовање високо-сабирница је више-димензионални, колаборативни систем инжењеринг пројекат који укључује материјале, електричне системе, структуре и процесе; његова оптимизација перформанси је кључна за безбедан и ефикасан рад система акумулатора возила са новом енергијом.