Laminuotų šynų panaudojimo tendencijų ir techninės vertės elektrinių transporto priemonių maitinimo sistemose analizė

Kadangi pasaulinė naujų energijos transporto priemonių (NEV) pramonė ir toliau vystosi, elektra varomos transporto priemonės kelia vis griežtesnius reikalavimus elektros sujungimo sistemoms dėl galios, efektyvumo ir patikimumo. Tradiciniai laidų pynimai ir atskiri prijungimo metodai vis labiau atskleidžia apribojimus-, pvz., didelius matmenis, didelius parazitinius parametrus ir netinkamą šilumos išsklaidymo,{2}}kai susiduriama su tokiais iššūkiais kaip didelė-srovės perdavimas, aukšto-dažnio perjungimas ir erdvės-ribojimas.

 

Kaip pažangus maitinimo sujungimo komponentas, laminuota šyna tapo pagrindiniu sprendimu NEV akumuliatorių sistemoms, variklių valdymo sistemoms ir įkrovimo sistemoms dėl tokių pranašumų kaip mažas induktyvumas, didelė srovės{0}}laida, puikus elektromagnetinis suderinamumas (EMC) ir labai integruotas dizainas. Ypač sparčiai besivystančių didelės-galios elektrinių pavarų sistemų fone laminuotos šynos tampa itin svarbiu technologiniu keliu siekiant padidinti bendrą transporto priemonės efektyvumą ir patikimumą.

 

 

 

Laminuota šyna yra elektros sujungimo struktūra, suformuota sujungiant kelis sluoksnius laidžios medžiagos ir izoliacinės terpės taikant tikslius gamybos procesus. Jo pagrindinę sudėtį paprastai sudaro teigiamas laidus sluoksnis, neigiamas laidus sluoksnis ir tarpinis izoliacinis sluoksnis.

 

Laidžiuose sluoksniuose paprastai naudojamos didelio elektros laidumo- medžiagos, pvz., varis arba aliuminis-, kad atitiktų aukštus -srovių perdavimo reikalavimus NEV sistemoms. Tuo tarpu izoliaciniuose sluoksniuose naudojamos medžiagos, pvz., poliimidas, epoksidinė derva arba PET, parenkamos atsižvelgiant į įtampos, veikimo aplinkos ir patikimumo specifikacijas.

 

Palyginti su tradicinėmis kabelių jungtimis, laminuotos šynos efektyviai sumažina kilpos induktyvumą, nes sutrumpina srovės kelio atstumą tarp teigiamų ir neigiamų gnybtų, todėl srovių generuojami magnetiniai laukai gali panaikinti vienas kitą. Dėl šios konstrukcinės charakteristikos jie ypač tinka aplinkoje, kurioje naudojami didelio greičio perjungimo įrenginiai, pvz., variklių keitikliai ir NEV elektroninės valdymo sistemos.

 

Tam tikrose didelės{0}}galios programose daugiasluoksnės sudėtinės konstrukcijos gali dar labiau pagerinti esamas paskirstymo galimybes; pavyzdžiui, trijų-sluoksnių laminuotose šynose naudojamas didesnis laidžių sluoksnių skaičius, kad būtų patenkinti sudėtingi galios topologijos reikalavimai.

Be to, laminuotos šynos gali būti pritaikytos konkrečioms reikmėms,{0}}reguliuojant parametrus, pvz., laidininko storį, izoliacines medžiagas, dengimo būdus, gnybtų konfigūracijas ir montavimo būdus,-taip užtikrinamas suderinamumas su įvairiais transporto priemonių modeliais ir elektros architektūra.

 

 

 

1. Didelis-efektyvumas, didelė-srovės perdavimo galimybė

Naujų energetinių transporto priemonių jėgos pavaros sistemos turi atlaikyti šimtų amperų ar didesnes sroves,{0}}ypač traukos akumuliatoriaus, aukštos-įtampos energijos paskirstymo ir variklio pavaros posistemiuose. Efektyvus elektros laidumas tiesiogiai veikia transporto priemonės veikimą ir energijos panaudojimo efektyvumą.

 

Laminuotose šynose naudojami mažos{0} varžos metaliniai laidininkai, siekiant sumažinti džaulio šilumos nuostolius perduodant srovę ir taip padidinti sistemos energijos konversijos efektyvumą. Be to, optimizuotos laidų skerspjūvio-konstrukcijos padidina srovės-laidumą ir atitinka didelės-galios eksploatavimo naujose energetinėse transporto priemonėse poreikius.

 

Elektromobilių aukštos įtampos{0}}elektrinėje architektūroje laminuotos šynos tapo svarbiu konstrukciniu komponentu, jungiančiu maitinimo modulius, kondensatorių mazgus ir elektroninius valdymo blokus.

 

2. Parazitinės induktyvumo ir elektromagnetinių trukdžių mažinimas

Įrangoje, pvz., inverteriuose ir variklių valdikliuose naujose energijos transporto priemonėse, paprastai naudojami didelės spartos{0}}perjungimo įrenginiai, pvz., IGBT arba SiC MOSFET.

 

Greitas srovės pokyčio greitis (didelis di/dt) perjungus dideliu greičiu{0}} gali sukelti įtampos šuolius dėl parazitinio induktyvumo ir vėliau generuoti elektromagnetinius trukdžius (EMI).

 

Laminuotose šynose naudojama kompaktiška, lygiagreti teigiamo{0}}neigiamo elektrodo struktūra, kad būtų galima efektyviai sumažinti srovės kilpos plotą ir sumažinti išsklaidytą induktyvumą. Be to, jų optimizuota tarpsluoksnių struktūra sumažina aukšto-dažnio triukšmo sklidimą ir padidina bendrą sistemos veikimo stabilumą.

 

Didelės{0}}galios energijos konvertavimo įrangoje dėl mažos-laminuotų šynų induktyvumo galios moduliai gali sumažinti perjungimo nuostolius ir pagerinti sistemos efektyvumą.

 

3. Puikus šiluminės sklaidos efektyvumas

Naujų energetinių transporto priemonių elektros sistemos dažnai veikia didelėmis apkrovomis ilgą laiką. Didelė galios komponentų sukurta šiluma turi būti greitai išsklaidyta; to nepadarius gali sumažėti įrangos ilgaamžiškumas ir veikimo patikimumas.

 

Laminuotose šynose esantys metaliniai laidininkai atlieka dvejopą paskirtį: jie palengvina srovės perdavimą ir užtikrina puikų šilumos laidumą, taip padedant sistemoje{0}}išsklaidyti šilumą.

 

Naujų energetinių transporto priemonių elektroninio valdymo sistemose tendencija krypsta link didelio -šiluminio-laidumo medžiagų ir optimizuotų konstrukcijų-, pvz., didelio-šilumos-laidumo metalizuotų plėvelinių kondensatorių šynų-, kad būtų užtikrintas stabilus veikimas aukštoje{{6} temperatūroje.

 

4. Vietos taupymas ir patobulintas sistemos integravimas

Naujų energetinių transporto priemonių vidinė erdvė yra labai suvaržyta; komponentai, pvz., traukos akumuliatoriai, variklio valdikliai ir įkrovimo moduliai, turi būti išdėstyti taip, kad jie veiktų labai kompaktiškai. Laminuotos šynos pasižymi plokščia konstrukcija; lyginant su tradiciniais laidų rinkinių sprendimais, jie sumažina sujungimams reikalingą erdvę ir supaprastina surinkimo sudėtingumą.

 

Sudėtingose ​​elektros sistemose laminuotose šynose naudojamos modulinės konstrukcijos, siekiant pagerinti vietos panaudojimą ir supaprastinti sistemos diegimo procesą.

 

5. Padidintas sistemos patikimumas

Tradiciniai elektros prijungimo būdai dažnai priklauso nuo daugybės laidų, gnybtų ir varžtų jungčių; Padidėjęs prijungimo taškų skaičius kelia pavojų, pvz., svyruojantis kontaktinis pasipriešinimas, mechaninis atsipalaidavimas ir aplinkos blogėjimas.

 

Dėl integruotos gamybos laminuotos šynos sumažina prijungimo taškų skaičių ir taip padidina konstrukcijos stabilumą. Be to, didelio našumo{1}}izoliacijos sluoksniai pagerina atsparumo įtampai galimybes ir sumažina trumpojo jungimo riziką, todėl jie tinka tokioms sąlygoms, kaip ilgalaikė vibracija, aukšta temperatūra ir sudėtinga aplinka.

 

 

1. Maitinimo baterijų sistemos

Maitinimo akumuliatorius yra pagrindinis naujos energijos transporto priemonės energijos vienetas, kuriam reikalingos labai patikimos jungčių struktūros, kad būtų lengviau perduoti energiją tarp elementų, akumuliatoriaus modulių ir sąsają tarp akumuliatoriaus paketo ir aukštos{0}} įtampos sistemos.

 

Laminuotos šynos užtikrina didelės{0}}srovės jungtis akumuliatoriuje, tuo pačiu sumažindamos vietos naudojimą ir padidindamos akumuliatoriaus energijos tankį.

 

Tam tikrose aukštos{0} įtampos maitinimo sistemose laminuotos šynos turi atitikti griežtus saugos reikalavimus; pvz., sprogimui-atsparios aukštos-įtampos keitiklių šynos skirtos naudoti aukštos-įtampos, aukštos{4}}saugos elektros aplinkoje.

 

2. Variklio pavaros keitiklių sistemos

Variklio valdiklis konvertuoja nuolatinės srovės išvestį iš maitinimo akumuliatoriaus į kintamą, kad vairuotų transporto priemonę, veikiančią srityje, kuriai būdingi greiti srovės svyravimai.

 

Inverteriuose dažnai atliekamos didelės{0} spartos perjungimo operacijos, todėl šynoms keliami griežti reikalavimai dėl mažo induktyvumo, mažo galios praradimo ir elektromagnetinio suderinamumo (EMC).

 

Sudėtingoms elektros pavaros architektūroms laminuotos šynos, skirtos trijų{0}}pakopų keitikliams, atitinka kelių-pakopų keitiklių topologijų elektros jungčių poreikius ir taip pagerina sistemos veikimo efektyvumą.

 

3. Įtaisyti-įkrovikliai ir greitojo-įkrovimo sistemos

Tobulėjant greitojo-įkrovimo technologijai, naujų energetinių transporto priemonių įkrovimo sistemos turi atlaikyti didesnę galią ir didesnę srovę.

Laminuotos šynos palengvina efektyvų srovės perdavimą įkrovimo moduliuose, sumažina šilumos kaupimąsi ir padidina stabilumą įkrovimo proceso metu.

 

Dizaino koncepcijos, panašios į tas, kurios naudojamos DC ir kintamosios srovės sluoksniuotoms šynoms elektriniuose krautuvuose, vis dažniau taikomos didelės{0}}galios maitinimo sistemoms naujose energetinėse transporto priemonėse ir pramoninėse elektrinėse transporto priemonėse.

 

4. Aukštos-įtampos energijos paskirstymo sistema (PDU)

Naujose energetinėse transporto priemonėse (NEV) aukštos{0}}įtampos energijos paskirstymo blokas (PDU) yra atsakingas už elektros energijos paskirstymą iš traukos akumuliatoriaus į elektros variklį, elektrinę oro kondicionavimo sistemą, kompresorių ir kitą pagalbinę įrangą.

 

Kadangi PDU turi atitikti tiek didelio patikimumo, tiek kompaktiškos pakuotės reikalavimus, laminuotos šynos pasirodė kaip pagrindinis sujungimo sprendimas.

Pramoninėje automatikoje ir naujoje energijos įrangoje pramoninių dažnio keitiklių šynose naudojami panašūs projektavimo principai, orientuoti į mažą induktyvumą ir didelį patikimumą.

 

5. Šilumos valdymo ir pagalbinės elektros sistemos

Kadangi NEV galios tankis ir toliau didėja, šilumos valdymo sistemų svarba atitinkamai auga.

Laminuotos šynos ne tik palengvina energijos perdavimą, bet ir padeda išsklaidyti šilumą per metalines konstrukcijas, taip padidindamos bendrą elektros sistemos šiluminį stabilumą.

 

Žvelgiant į ateitį, labai šilumai laidžios izoliacinės medžiagos ir kompozicinės konstrukcijos paskatins tolesnę šynų technologijos pažangą; pavyzdžiui, didelio -šiluminio-laidumo metalizuotos plėvelės kondensatorių šynos, skirtos EV valdymo sistemoms, yra reikšminga tendencija NEV elektroninių valdiklių srityje.

 

 

 

1. Nuolatinis medžiagų savybių optimizavimas

Ateityje laminuotos šynos vystysis link didesnio elektros laidumo, geresnio atsparumo karščiui ir plonesnių izoliacinių konstrukcijų.

Naujų laidžių medžiagų, didelio{0}}našumo izoliacinių plėvelių ir pažangių paviršiaus apdorojimo technologijų pritaikymas padės dar labiau sumažinti varžos nuostolius ir pagerinti sistemos efektyvumą.

 

Pavyzdžiui, milteliniu būdu{0}}dažytos laminuotos šynos-, kurių dielektrinės dangos storis svyruoja nuo 0,2 mm iki 3,00 mm-, iliustruoja izoliacijos dangos technologijos taikymo šynų gamyboje tendenciją.

 

2. Labai integruotas dizainas

NEV elektros sistemos linkusios labiau integruoti ir mažinti.

Ateities laminuotose šynose gali būti integruoti funkciniai komponentai, tokie kaip kondensatoriai, jutikliai ir šilumos išsklaidymo struktūros, kad būtų sukurtos pažangesnės maitinimo sujungimo sistemos.

 

3. Gamybos procesų atnaujinimas

Plečiantis NEV pramonei, šynų gamyba vis labiau teiks pirmenybę automatizavimui ir tikslumui.

Pažangūs procesai,{0}}pvz., lazerinis suvirinimas, tikslus štampavimas ir automatizuotas surinkimas-dar labiau padidins gaminio nuoseklumą ir masinės gamybos galimybes.

 

4. Modularizacija ir standartizavimas

Dėl tendencijos plėtoti platformą{0}}NEEV pramonėje, laminuotos šynos pereina prie modulinės konstrukcijos.

Standartizuotos struktūros gali sutrumpinti MTEP ciklus ir pagerinti tiekimo grandinės efektyvumą, tuo pat metu tenkindamos įvairius skirtingų transporto priemonių modelių ir veiklos aplinkos reikalavimus.

 

 

Dėl mažo induktyvumo, didelės srovės{0}}laidumo, puikaus šilumos išsklaidymo ir aukšto integravimo lygio laminuotos šynos tapo pagrindine naujų energetinių transporto priemonių aukštos{1} įtampos elektros sistemų sujungimo technologija.

 

Nuo traukos akumuliatorių ir variklių keitiklių iki -įmontuotų įkrovimo sistemų ir aukštos{1}}įtampos energijos paskirstymo modulių,laminuotos šynosNaujose energetinėse transporto priemonėse užtikrina didesnį efektyvumą, didesnį patikimumą ir kompaktiškesnį sistemų dizainą.

 

Kadangi naujos energijos transporto priemonės tobulėja link aukštesnės įtampos, didesnės galios ir didesnio intelekto, laminuotų šynų technologija ir toliau tobulės, atlikdama vis svarbesnį vaidmenį elektros mobilumo, galios elektronikos ir naujos energijos įrangos ateityje.