Четыре основных процесса создания интегрированных шин CCS: ключевые технологии соединений в транспортных средствах на новой энергии и системах хранения энергии

С быстрым развитием новых энергетических транспортных средств, систем хранения энергии и интеллектуального силового оборудования интегрированные шины CCS (Cell Contact System) стали незаменимым компонентом аккумуляторных блоков. Являясь важнейшим мостом, соединяющим элементы и систему управления батареями, CCS не только обеспечивает передачу тока, но также осуществляет выборку напряжения, мониторинг температуры и передачу сигналов, образуя жизненно важную основу для эффективной и безопасной работы современных аккумуляторных систем.

 

В аккумуляторных системах высокого-напряжения система CCS обычно состоит из проводящих шин, линий приема сигнала, изолирующих структурных компонентов и соединительных компонентов. По мере того как аккумуляторные системы развиваются в сторону легких и высокоинтегрированных конструкций, производственные процессы CCS постоянно совершенствуются. В настоящее время основные интеграционные решения в отрасли в основном включают четыре технических направления: процесс литья под давлением, процесс вакуумного формования сепарационной пластины, процесс горячего-прессования изолирующей пленки и процесс клепки плоских панелей.

 

 

 

Решение по изготовлению кронштейнов для литья под давлением является одним из первых и наиболее зрелых технологических маршрутов для CCS. В этом решении для создания опорной конструкции используются огнестойкие конструкционные пластмассы, а затем объединяются проводники, компоненты отбора проб и изолирующая конструкция в единый блок с помощью горячей клепки, защелкивания-установки или механического крепления. Этот процесс отличается высокой механической прочностью и структурной стабильностью и отвечает долгосрочным-требованиям к эксплуатации силовых батарей в условиях вибрации, ударов и сложных сред. Благодаря отработанной технологии и высокой стабильности производства он широко использовался в первых аккумуляторных системах.

 

Однако относительно большая толщина литого-кронштейна занимает место аккумуляторной батареи и увеличивает вес системы. Поскольку требования к дальности пробега транспортных средств на новых источниках энергии продолжают расти, облегченная конструкция стала отраслевой тенденцией. Поэтому все больше и больше систем используют более тонкие и легкие решения для проводящих соединений, такие как конструкции ламинированных шин и ламинированных медных шин, используемые в инверторах и системах распределения электроэнергии высокого-напряжения, чтобы добиться лучшего использования пространства и электрических характеристик.

 

 

В процессе вакуумной формовки из огнестойкой пленки-изготавливают сепараторную конструкцию, которую затем собирают и фиксируют с помощью токопроводящей шины и линий отбора проб.

 

По сравнению с традиционными кронштейнами,-формованными методом литья под давлением, сепараторы, изготовленные методом вакуумной-формовки, тоньше и легче, что эффективно улучшает использование внутреннего пространства аккумуляторной батареи. В то же время цикл разработки пресс-форм короткий, инвестиции в оборудование ниже, а производственная гибкость высока, что делает его пригодным для крупномасштабных производственных нужд.

 

Вакуумная формовка дает значительные преимущества в системах хранения энергии и легких силовых батареях. Особенно в некоторых высокоинтегрированных энергосистемах при использовании в сочетании с соединителями ламинированных шин он может дополнительно оптимизировать пути передачи тока и повысить общую эффективность сборки.

 

Однако из-за тонкости материала его несущая-несущая способность и стабильность размеров относительно ограничены, что требует тщательной структурной проверки в сложных условиях эксплуатации.

 

 

Горячее-прессование – одна из наиболее быстро-развивающихся технологий интеграции CCS за последние годы. В этом подходе вместо традиционной опорной пластины используется изолирующая пленка, которая сжимает проводящую шину, линии отбора проб и изолирующие материалы в единую интегрированную структуру посредством нагрева и давления.

 

CCS горячего-прессования отличается высокой степенью интеграции, что значительно сокращает количество компонентов и приводит к более тонкой и оптимизированной общей структуре. В то же время он обеспечивает высокие характеристики уплотнения и надежность изоляции, что делает его пригодным для автоматизированных производственных линий и способствует повышению эффективности производства и стабильности продукции.

 

Благодаря постоянному развитию аккумуляторных систем большой-мощности эта структурная концепция идеально соответствует философии проектирования ламинированных инверторных шин. За счет уменьшения паразитной индуктивности и оптимизации распределения тока можно эффективно улучшить электрические характеристики системы; таким образом, он широко используется в новых энергосистемах, преобразователях хранения энергии и устройствах распределения электроэнергии высокого-напряжения.

 

Кроме того, в области фотоэлектрической и ветроэнергетики такие структурные формы, как многослойная ламинированная шина, используемая в фотоэлектрических инверторах для солнечной энергии, и ламинированная шина для ввода-вывода IGBT инвертора ветряной мельницы, также полностью демонстрируют преимущества технологии ламинированной шины в мощных электронных устройствах.

 

Хотя технология горячего-прессования может обеспечить более высокую степень интеграции, она требует высокой точности оборудования и контроля процесса, а также имеет относительно высокие начальные инвестиционные затраты. Поэтому он обычно подходит для производства продукции среднего---высокого-класса.

 

 

 

В процессе создания плоской панели в качестве основания используется плоская изолирующая опорная пластина, а проводящая шина и линии отбора проб фиксируются посредством клепки для обеспечения интеграции компонентов.

 

По сравнению с решениями для литья под давлением, вакуумной формовки и горячего-прессования эта конструкция проще, имеет более низкие производственные затраты и более высокую эффективность обработки, что делает ее подходящей для-экономичных крупномасштабных-проектов по хранению энергии.

 

Благодаря своей относительно плоской структуре, которая упрощает сложные процессы формования, он имеет определенную ценность для применения в некоторых стационарных системах хранения энергии и оборудовании для управления энергией. В связанных приложениях такие продукты, как шина PDU (блок распределения питания), шина ветрогенератора и шина для генерации статической реактивной энергии SVG, также используют аналогичные концепции структурной оптимизации для повышения экономичности системы.

 

Однако для аккумуляторов новых энергетических транспортных средств, которые должны выдерживать длительную-вибрацию, удары и сложные условия эксплуатации, механическую прочность и надежность плоской конструкции все равно необходимо оценивать на основе фактического сценария применения.

 

 

Благодаря усовершенствованию линейки новых энергетических транспортных средств, расширению емкости систем хранения энергии и постоянной модернизации силовых электронных устройств продукты CCS развиваются в сторону облегчения, высокой интеграции и высокой надежности.

 

В будущем технология ламинированных шин будет дополнительно интегрирована с CCS. Новые решения, представленные Lamination Busbar Power Solutions, могут одновременно отвечать требованиям передачи больших токов, конструкции с низкой индуктивностью и компактной структурной компоновки. В секторе новых энергетических транспортных средств такие технологии, как двух-ламинированные шины для гибридных транспортных средств иЛаминированные шины для альтернативных топливных элементови системам гибридных электромобилей уделяется все больше внимания.

 

Между тем, в области промышленного привода и силовой электроники такие продукты, как частотно-регулируемый привод (VFD/VSD Drive), шины и шины переменного тока, постоянно способствуют модульности и интеллектуализации шинных систем.

 

В целом, различные процессы интеграции CCS имеют свои особенности. При выборе решения компаниям следует всесторонне учитывать такие факторы, как номинальная мощность системы, планировка пространства, требования к весу, производственные затраты и рабочая среда, чтобы выбрать интеграционное решение, наиболее подходящее для потребностей их продукта, обеспечивая безопасную, эффективную и надежную конструкцию электрических соединений.