Elektrinių transporto priemonių integravimo tendencija: pradedant nuo aukštos{0}} įtampos sistemų

Elektrinės transporto priemonės patenka į labai integruotą etapą. Akumuliatorių konstrukcijos nuolat paprastėja, aukštos{1}}įtampos platformos nuolat tobulėja, o elektrinės pavaros sistemos tobulėja nuo trijų-viename- iki kelių-viename{5}}sistemų. Kartu sustiprėja ir erdvės panaudojimo, galios tankio ir sistemos patikimumo reikalavimai. Iš esmės visi šie pakeitimai rodo tą pačią esminę problemą,-kaip pasiekti aukštesnę įtampą, didesnę srovę ir stabilesnį energijos perdavimą kompaktiškesnėje struktūroje.

 

Šiame kontekste aukštos{0}}įtampos jungtys nebėra paprasta „ryšio problema“, o esminis elementas, lemiantis viršutinę transporto priemonės veikimo ribą. Elektros energijos paskirstymo magistralės sprendimai, orientuoti į galios elektronikos sistemas, palaipsniui tampa pagrindiniu elektromobilių elektrinės architektūros komponentu.

 

 

Įdiegus 800 V ir aukštesnės įtampos platformas, aukštos įtampos sistemos kelia griežtesnius reikalavimus jungčių komponentams:

 

Pirma, jie turi nešti didesnes sroves ribotoje erdvėje;

Antra, jie turi sumažinti kintamą induktyvumą ir slopinti įtampos šuolius;

Trečia, jie turi išlaikyti patikimumą esant vibracijai, temperatūrų skirtumams ir ilgalaikėms{0}}eksploatavimo sąlygoms.

 

Tradiciniai kabeliai turi pranašumų dėl lankstumo, tačiau mažo induktyvumo, struktūrinio stabilumo ir sistemos integravimo apribojimai palaipsniui didėja.

tampa akivaizdus. Šynų konstrukcijos, pvz., Bus Bar for Power Electronics, tampa pagrindine aukštos įtampos jungčių technologija.

 

 

Tarp įvairių aukštos įtampos{0}}jungimo būdų laminuotos šynos išsiskiria visapusiškais našumo pranašumais. Laminuota konstrukcija, integruotai laminuojant kelis laidininkų ir izoliacinių medžiagų sluoksnius, užtikrina aukštą fizinio tinkamumo laipsnį tarp teigiamų ir neigiamų grandinių, žymiai sumažindama grandinės induktyvumą. Ši laminuota šynų konstrukcija ne tik pagerina srovės-laidumą, bet ir išplečia šilumos išsklaidymo plotą, o tai naudinga valdant šilumą didelio-galios-tankio sistemose.

 

Aukštos{0}}įtampos scenarijuose tarpsluoksnio izoliacijos storis yra reguliuojamas, todėl lengviau projektuoti valkšnumo atstumą ir elektros saugą, ypač tinka naujos-kartos aukštos{2}} įtampos platformose.

 

 

Elektros požiūriu pagrindinė laminuotų šynų vertė yra trys aspektai: srovės-laida, induktyvumo valdymas ir įtampos pritaikymas. Palyginti su vienodų skerspjūvių{2}} kabelių konstrukcijomis, šynos gali nešti didesnę galią; o laminuota konstrukcija dar labiau sumažina paskirstytą induktyvumą ir padeda slopinti įtampos šuolius, atsirandančius dėl didelio -greičio perjungimo.

 

Sistemose, kuriose naudojami aukšto{0}}dažnio maitinimo įrenginiai, pvz., SiC, žemas induktyvumas tapo būtina projektavimo sąlyga. Todėl tarp nuolatinės srovės įėjimų ir maitinimo modulių plačiai naudojamos laminuotos aukštos srovės keitiklių šynos ir didelės srovės grandinių plokščių IGBT sluoksniuotos šynų juostos.

 

 

Be elektrinių charakteristikų, laminuotų šynų mechaninės struktūros projektavimas taip pat yra labai svarbus. Dėl lenkimo ir netaisyklingos konstrukcijos šynos gali tiksliai tilpti į vidinę elektros pavaros sistemos erdvę ir pasiekti kompaktišką išdėstymą. Tvirta konstrukcija taip pat labiau tinka automatizuotam surinkimui, sumažinant surinkimo klaidas ir pagerinant nuoseklumą.

 

Ilgai{0}}naudojant transporto priemonę, važiuoklės vibracija ir šiluminis ciklas yra neišvengiami, o aukštos-įtampos jungtys turi turėti ilgalaikį-stabilumą. Šiuo atžvilgiu laminuotos šynos turi didelį pranašumą, o tai yra pagrindinė priežastis, kodėl jos buvo patvirtintos didelės-vibracijos programose, pvz., šynose elektriniams lokomotyvams.

 

 

Kadangi elektrinių pavarų sistemų integracija ir toliau didėja, keitikliai vystosi link didelio galios tankio ir miniatiūrizavimo. Jų vidinės sujungimo konstrukcijos turi vienu metu atitikti mažo induktyvumo, didelio patikimumo ir lankstaus išdėstymo reikalavimus. Inverteriuose šyna pirmiausia tvarko svarbius kelius, tokius kaip nuolatinės srovės įvestis, maitinimo modulio jungtis ir kintamosios srovės išvestis.

 

Praktiniame projekte, struktūriškai integruojant nuolatinės srovės šyną su kondensatoriais, galima dar labiau sutrumpinti srovės kilpą, sumažinti lygiavertę serijos induktyvumą ir supaprastinti surinkimo procesą. Šis dizaino metodas yra technologinis pagrindas plačiai pritaikyti kondensatorių laminuotą magistralę, skirtą IGBT{1}}pagrįstai variklio pavarai.

 

 

Be naujų energiją naudojančių transporto priemonių, laminuotos šynos taip pat tinka įvairiems didelės{0}}galios ir didelio{1}}patikimumo scenarijams. Pavyzdžiui, suvirinimo maitinimo šaltiniuose, aukšto -dažnio keitikliuose, galios elektroniniuose moduliuose ir specialioje įrangoje maža induktyvumo ir didelės srovės galia taip pat yra pagrindiniai sistemos reikalavimai.

 

Todėl, nesvarbu, ar tai būtų laminuota aukšto dažnio suvirinimo galios IGBT magistralė, ar laminuota erdvėlaivio galios keitiklio šynų juosta, jų technologinė logika kyla iš to paties pagrindo, -kuris struktūriškai integruojant gerina energijos perdavimo efektyvumą ir stabilumą.

 

 

Elektromobilių integravimas yra ne tik komponentų skaičiaus sumažinimas, bet ir sinerginis funkcijų, struktūros ir veikimo optimizavimas. Šynos, kurios yra aukštos įtampos sistemų „maitinimo stuburas“, iš tradicinių jungčių tampa sistemos{2} lygio dizaino elementais.Power Electronics Bunding Solutions šyna, sutelktas į galios elektronikos sistemas, tampa esminiu atramos tašku giliai integruoti elektros pavaras, baterijas ir energijos paskirstymo sistemas.

 

 

EV elektros sistemų integravimo tendencija keičia laidžių komponentų projektavimo logiką. Tradiciniai atskirti gnybtai ir laidų sistemos palaipsniui vystosi į integruotus laidžius mazgus, jungiančius relių gnybtus, laminuotas šynas, sidabrines kontaktines konstrukcijas ir štampuotus laidžius laikiklius.

 

Varinių relių gnybtų, sidabrinių kontaktų gnybtų ir kniedytų kontaktų surinkimo technologijos derinys automobilių pramonėje tapo svarbia kompaktiškų, didelės-srovės ir automatizuotų elektromobilių elektros sistemų kryptimi.