Серия «Производственный процесс PACK: электрические характеристики, методы подключения и особенности компоновки высоковольтных медных/алюминиевых шин высокого напряжения в аккумуляторных блоках»

В аккумуляторных системах новых энергетических транспортных средств высоковольтная шина-как основной проводящий компонент играет решающую роль в эффективной передаче энергии между элементами аккумуляторной батареи. С постепенной популяризацией платформ высокого-напряжения 800 В конструкция шин не только влияет на запас хода автомобиля и производительность быстрой-зарядки, но также напрямую влияет на безопасность системы и долгосрочную-надежность. В практическом инженерном применении производительность шин EV и электромобилей с шинами стала одним из важных показателей для оценки уровня конструкции аккумуляторных систем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С точки зрения электрических характеристик, высоковольтная шина-по существу представляет собой высокоэффективный проводящий носитель, и выбор ее материала напрямую определяет проводимость системы и эффективность терморегулирования. Медь (например, медь Т2) обладает превосходной проводимостью: проводимость примерно 58,5 × 10⁶ См/м, что значительно выше, чем у алюминия, что обеспечивает преимущества в сценариях переноса высоких-токов-.

 

Между тем, алюминий из-за своей меньшей плотности имеет незаменимое значение в облегченной конструкции. В автомобильных аккумуляторных шинах медные шины обычно используются в силовых-основных цепях, а алюминиевые шины чаще используются во вспомогательных цепях,- и стоимости-чувствительных.

 

В средах с высоким-напряжением электрические зазоры и пути утечки являются фундаментальными параметрами конструкции, гарантирующими безопасность системы. Зазор – это кратчайшее воздушное расстояние между двумя проводниками, а путь утечки – это кратчайший путь вдоль изолирующей поверхности. Эти два показателя напрямую связаны с повреждением изоляции и риском возникновения дуги. При проектировании автомобильных шин эти параметры должны строго устанавливаться в соответствии с уровнями напряжения и условиями окружающей среды. В то же время, шины высокого-напряжения требуют эффективной изоляционной обработки, например использования термоусадочной-трубки или высокоэффективной-пленки ПИ для покрытия, чтобы соответствовать строгим требованиям к выдерживаемому напряжению изоляции. Типичные стандарты испытаний включают испытание на выдерживаемое напряжение переменного тока 3000 В и испытание сопротивления изоляции постоянным током 1000 В для обеспечения стабильной работы в сложных условиях.

 

Допустимая нагрузка по току и контроль повышения температуры являются основными показателями для оценки характеристик автомобильных шин. Допустимая нагрузка по току шины положительно коррелирует с площадью ее поперечного сечения; однако при практическом применении необходимо также учитывать такие факторы, как температура окружающей среды, условия рассеивания тепла и расположение. Стоит отметить, что в закрытом аккумуляторном блоке естественное рассеивание тепла становится основным методом рассеивания тепла; поэтому разумное проектирование площади поперечного сечения-и оптимизация распределения тепла особенно важны. В шинах аккумуляторных батарей электромобилей чрезмерно высокое локальное повышение температуры не только влияет на проводимость, но также может ускорить старение изоляционного материала и сократить срок службы системы.

 

Контактное сопротивление является ключевым фактором, влияющим на стабильность шинных систем, в первую очередь зависящим от контактного давления на границе соединения, обработки поверхности и свойств материала. В конструкции соединения автомобильной шины часто используется лужение или никелирование для снижения сопротивления интерфейса и повышения стойкости к окислению. Слой луженого покрытия, особенно в луженых медных шинах для электромобилей, не только улучшает стабильность проводимости, но и значительно улучшает характеристики сварки и соединения. Правильный контроль преднатяга болта (обычно 50–70 % предела текучести материала) может эффективно снизить контактное сопротивление и предотвратить ухудшение характеристик, вызванное локальным нагревом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Что касается методов соединения, то в-шинах высокого напряжения в основном используются лазерная сварка и болтовые соединения. Лазерная сварка благодаря чрезвычайно низкому контактному сопротивлению, высокой прочности соединения и превосходным характеристикам герметизации широко используется в последовательно--параллельных конструкциях между аккумуляторными элементами и является ключевым процессом для достижения высокой надежности. В сценариях высокоточного соединения-, таких как шины для пленочных конденсаторов транспортных средств на новых источниках энергии, лазерная сварка эффективно обеспечивает проводящую непрерывность и структурную стабильность. Однако этот процесс требует значительных инвестиций в оборудование и контроля процесса, особенно при сварке алюминия, где для предотвращения окисления необходима защита инертным газом.

 

Напротив, болтовые соединения обеспечивают большую гибкость сборки и обычно используются для соединений между модулями или с компонентами интерфейса высокого-напряжения. В системах автомобильных силовых разъемов болтовые соединения требуют строгой поэтапной затяжки, чтобы обеспечить стабильный контакт на интерфейсе соединения. Хотя этот метод допускает многократную разборку и повторную сборку, неправильный контроль предварительной нагрузки при длительной-вибрации может привести к увеличению контактного сопротивления, что повлияет на надежность системы. Поэтому в автомобильных шинах из жести-пластинчатых шин часто комбинируются конструкции, препятствующие-расшатыванию, или технологии нанесения покрытий для повышения стабильности соединения.

 

На уровне проектирования высоковольтные шины-должны сочетать электрические характеристики и механическую безопасность. Во-первых, следует избегать установки шин в зонах потенциальных столкновений, держать их подальше от острых металлических кромок и крепежных элементов, а безопасные зазоры должны соответствовать проектным спецификациям. Во-вторых, пути тока должны быть минимизированы, чтобы уменьшить потери на сопротивление и оптимизировать эффективность системы. В системах BusBar Car линии высокого-напряжения следует прокладывать отдельно от сигнальных жгутов низкого-напряжения, чтобы уменьшить влияние электромагнитных помех на систему управления.

 

Если несколько шин расположены параллельно, необходимо обеспечить достаточное расстояние, чтобы избежать накопления тепла и предотвратить локальный перегрев. Кроме того, при проектировании автомобильных заземляющих шин особое внимание необходимо уделять непрерывности и надежности пути заземления, чтобы обеспечить безопасную работу электрической системы автомобиля. Для гибких шин обычно требуются опоры или фиксированные конструкции, чтобы снизить риски усталости, вызванные вибрацией, а амортизирующие материалы могут повысить ударопрочность.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Что касается деталей конструкции, края шин должны быть скошены, чтобы уменьшить концентрацию электрического поля и избежать риска разряда на наконечнике. Одновременно применяется применение высокоэффективных-изоляционных материалов, таких какИзоляция автомобильных шин из ПЭТможет еще больше повысить надежность изоляции системы и ее адаптируемость к окружающей среде. В целом, проектирование высоковольтных шин-является многомерным-совместным проектом системного проектирования, включающим материалы, электрические системы, конструкции и процессы; оптимизация его производительности имеет решающее значение для безопасной и эффективной работы аккумуляторных систем транспортных средств на новых источниках энергии.