Како одабрати између крутих бакарних сабирница и флексибилних веза од бакарне фолије? Анализа пројектовања проводљивости и дисипације топлоте у новим енергетским системима.

Са брзим развојем нових енергетских возила, система за складиштење енергије и-електричне опреме велике снаге, системи сабирница не само да преузимају задатак преноса енергије већ постају и важна компонента система за управљање топлотом. У радним окружењима велике{2}}тренутне струје, ако топлота коју генерише проводник не може да се расипа на време, то ће директно утицати на ефикасност система, поузданост везе и животни век критичних компоненти.

 

У новим енергетским електричним системима повезивања, круте бакарне сабирнице и флексибилне везе од бакарне фолије су два најчешћа решења проводника. Иако оба поседују одличну проводљивост, они се значајно разликују у механизмима дисипације топлоте, структурним карактеристикама и сценаријима примене. Разумевање ових разлика је кључно за оптимизацију дизајна система.

 

 

 

Загревање у џулу настаје када струја пролази кроз проводник; стога је контрола топлоте критично питање у дизајну сабирница. Производи сабирница са различитим структурама имају потпуно различите путеве одвођења топлоте.

 

Круте бакарне сабирнице се обично производе помоћу бакра високе{0}}чистоће и имају непрекидну, густу металну структуру. Топлота се може брзо спровести дуж проводника до одређених области као што су хладне плоче, кућишта или хладњаци, што их чини погоднијим за конструисање контролисаних путева преноса топлоте. Као типично решење за бакарне сабирнице које се користи за напон велике струје, широко се користи у уређајима велике{3}}нане.

 

Насупрот томе, флексибилне везе бакарне фолије се формирају ламинирањем и заваривањем више слојева ултра-танке бакарне фолије. Њихова проводљивост топлоте се више ослања на њихову велику површину, ослобађајући топлоту конвекцијом ваздуха и топлотним зрачењем. Захваљујући структури меке везе са сабирницом обложене бакарном фолијом{3}}, може уравнотежити захтеве проводљивости и флексибилности, нудећи значајне предности у динамичким условима рада.

 

 

Сабирнице од тврдог бакра имају низак отпор, ниску индуктивност и одличну механичку чврстоћу, што омогућава стабилан и поуздан пренос велике{0}}те струје. Истовремено, њихова правилна геометрија олакшава интеграцију са системима за хлађење, што доводи до њихове широке употребе у новим енергетским возилима и уређајима за складиштење енергије.

 

Уобичајене апликације укључују:

Позитивни и негативни излазни терминали главног кола акумулатора;
високонапонске{0}} јединице за дистрибуцију електричне енергије (ПДУ);
Системи повезивања контактора и осигурача;
ДЦ сабирнице инвертера и контролера мотора;
Системи претварача индустријске дистрибуције и складиштења енергије.

 

У системима електричних погона за аутомобиле, неки дизајни комбинују флексибилне бакарне сабирнице за дистрибуцију електричне енергије у аутомобилима са крутим бакарним сабирницама, постижући равнотежу између прилагодљивости проводљивости и вибрација кроз крут-флексибилан приступ.

 

За сценарије који захтевају сложене структуралне распореде, бакарна сабирница флексибилног облика која се користи за линијске сабирнице се такође користи за постизање ефикасног преноса струје унутар ограниченог простора за инсталацију.

 

 

Највећа предност флексибилних веза од бакарне фолије лежи у могућности компензације помака коју обезбеђује флексибилна структура. Током рада опреме, промене температуре изазивају термичко ширење и контракцију метала, док вибрације возила и механички утицај такође стварају напрезање на местима спајања.

 

Коришћењем дизајна флексибилне везе са више-слојном бакарном фолијом сабирница, проводник може да апсорбује део механичког напрезања, смањујући ризик од оштећења услед замора на местима повезивања.

Типичне апликације укључују:

 

Серијске и паралелне везе између ћелија батерија; Системи унутрашњег повезивања унутар батеријских модула; Везе између пакета батерија и високо{0}}напонских кутија; БМС системске везе; Флексибилне везе проводника за трансформаторе и енергетску опрему.

 

У области енергетских батерија, флексибилне сабирнице обложене бакром-за ЕВ батерије постале су главно решење, испуњавајући двоструке захтеве преноса велике струје и прилагодљивости вибрацијама.

 

За апликације које захтевају повезивање са трансформаторима или енергетским електронским уређајима, бакрени-обложени флексибилни конектори/делови трансформатора се такође широко користе за смањење утицаја механичког напрезања на прикључне терминале.

 

 

 

Нова енергетска индустрија поставила је веће захтеве за производе сабирница, укључујући:

 

Већа носивост струје; Нижи пораст температуре; Мањи простор за уградњу; Већа поузданост вибрација; Дужи радни век.

Стога, све више система усваја композитне дизајне сабирница.

 

На пример, унутар пакета батерија за напајање, област за повезивање ћелија често користи флексибилне сабирнице-обложене бакром да би се прилагодила експанзији батерије и условима вибрација, док се у излазном делу главног кола круте бакарне сабирнице користе за пренос велике струје.

 

Неке платформе високих{0}}перформанси такође користе технологију ламинираних флексибилних сабирница за нова енергетска возила, која смањује индуктивност и побољшава електромагнетну компатибилност система кроз дизајн вишеслојног низа проводника-.

 

У системима за складиштење енергије, структура проводника такође треба да одговори на изазове управљања топлотом у вези са дуготрајним-цикличним радом. Због тога решења сабирнице од ламиниране бакарне фолије постепено постају важна компонента-уређаја за складиштење енергије велике снаге.

 

 

 

Перформансе сабирница зависе не само од самог материјала већ и од процеса производње.

 

Код крутих бакарних сабирница, чистоћа материјала, прецизност штанцања, процеси савијања и површинска обрада утичу на коначну проводљивост и отпорност на корозију.

 

За флексибилне конекторе од бакарне фолије, квалитет међуслојног спајања је кључни индикатор. Висок-квалитетни производи обично користе дифузионо везивање, молекуларно везивање или процесе заваривања под високим-притиском да би се постигло металуршко везивање између бакарних фолија, чиме се смањује контактни отпор и контактна топлотна отпорност.

 

Широко прихваћена технологија ламиниране бакарне фолије за конекторе ефикасно побољшава стабилност проводљивости и дугорочну{0}}поузданост подручја везе.

 

За посебне захтеве пројекта, прилагођене флексибилне ламиниране сабирнице од бакарне фолије могу се развити на основу инсталационог простора, струјног капацитета и структуралних захтева како би се постигла оптимална равнотежа између електричних перформанси и структуралног дизајна.

 

 

Како се високо{0}}платформе за нова енергетска возила развијају ка 800 В и чак вишим нивоима напона, а густина снаге система за складиштење енергије наставља да расте, системи сабирница еволуирају ка лаганој тежини, високој интеграцији и малим губицима.

 

Будући дизајни електричних прикључака ће ставити већи нагласак на синергистичкој оптимизацији управљања топлотом, електромагнетној компатибилности и поузданости конструкције. Круте бакарне сабирнице, са својом одличном топлотном проводљивошћу, наставиће да обављају задатак преноса главног кола, докфлексибилне везе са бакарном фолијомће играти важнију улогу у изолацији вибрација, термичкој компензацији и сложеним просторним распоредима.

 

Стога, у савременим новим енергетским системима, круте бакарне сабирнице и флексибилни спојеви бакарне фолије се међусобно не искључују, већ су рационално конфигурисани у складу са различитим радним условима како би заједнички конструисали ефикасан, сигуран и поуздан систем електричне везе.