Plokštėje esančių plėvelinių kondensatorių struktūrinio dizaino ir šynų sistemos integravimo{0}} tyrimai

 

Sparčiai tobulėjant elektra varomoms transporto priemonėms (EV) ir išmaniosioms prijungtoms transporto priemonėms, integruotų{0}}galios elektronikos sistemų integravimo ir energijos vartojimo efektyvumo reikalavimai ir toliau didėja. Plėveliniai kondensatoriai dėl didelio stabilumo, ilgo tarnavimo laiko ir mažų nuostolių tapo pagrindiniais EV jėgos agregatų ir energijos konversijos sistemų komponentais. Visų pirma, elektromobilių akumuliatorių šynose ir kondensatorių šynų sistemose plėveliniai kondensatoriai atlieka ne tik energijos kaupimo ir filtravimo funkcijas, bet ir daro įtaką bendrai transporto priemonės elektros saugai ir sistemos atsako greičiui.

 

Šiame straipsnyje aptariami automobilių plėvelinių kondensatorių projektavimo principai iš trijų perspektyvų: konstrukcijos projektavimo, medžiagų parinkimo ir gamybos procesų. Šiame straipsnyje šis tyrimas taip pat išplečiamas siekiant optimizuoti jų integravimą su šynų sistemomis, daugiausia dėmesio skiriant struktūrinėms naujovėms ir pagrindiniams inžineriniams aspektams, susijusiems su nuolatinės srovės kondensatorių šynų ir automobilių šynų taikymu.

 

 

 

 

Plėvelės kondensatoriai yra ne{0}}poliniai įrenginiai, kaupiantys energiją dielektrinėse medžiagose ir pasižymintys maža ekvivalentine serijine varža (ESR), puikiu terminiu stabilumu ir dideliu patikimumu. Akumuliatoriaus šynų arba maitinimo šynų sistemose plėveliniai kondensatoriai efektyviai sugeria aukšto-dažnio bangavimo srovę ir balansuoja magistralės įtampą, taip užtikrindami saugų ir stabilų elektros pavaros sistemos veikimą.

 

Kuriant aukštos -įtampos sistemas, pvz., maitinimo kondensatorių šynas ir šynų plėvelinių kondensatorių šynas, automobilių plėvelinių kondensatorių projektavimo tendencija palaipsniui vystosi link didelio energijos tankio, mažos klaidinančios induktyvumo (ESL) ir didelio izoliacijos patikimumo. Šiuo metu pramonė reikalauja, kad pritaikytų plėvelinių kondensatorių, kurių talpa neviršija 6nH, kintamos induktyvumo valdymas, kad būtų patenkinti aukšto -dažnio impulsų taikomųjų programų poreikiai.

 

 

1. Pagrindinės konstrukcijos ir laminavimo projektavimas

Plėvelės kondensatoriai paprastai naudoja laminuotą metalizuotų elektrodų ir izoliacinės plėvelės struktūrą. Kondensatorių laminavimo šynų technologija gali būti naudojama norint integruoti elektrodo sluoksnį su šyna, kad būtų sumažinta jungties varža ir padidintas šilumos išsklaidymas.

 

2. Mechaninio ir terminio stabilumo projektavimas

Kondensatoriai turi turėti pakankamą mechaninį stiprumą ir terminį stabilumą, kad atlaikytų didelius vibracijos ir temperatūros svyravimus automobilių aplinkoje. Į šynų izoliaciją ir šynų jungties konstrukciją įtraukus lanksčias atramas ir šilumai laidžias medžiagas, galima veiksmingai sumažinti mechaninio įtempio ir šiluminio ciklo sukeltus nuovargio pažeidimus.

 

3. Elektros saugos ir patikimumo projektavimas

Plėvelinių kondensatorių elektrinis atstumas ir valkšnumo atstumai turi atitikti tarptautinius standartus. Projektuojant pirmenybę reikėtų teikti medžiagoms su stabiliomis dielektrinėmis konstantomis ir atsparumu aukštai įtampai, kad būtų užtikrintas saugus nuolatinės srovės kondensatorių šynų sistemos veikimas aukštos įtampos aplinkoje.

 

4. Lengvas ir modulinis dizainas

Lengvas svoris yra pagrindinis naujų energetinių transporto priemonių dizaino prioritetas. Naudojant aliuminio-kompozitines šynas ir modulinę pakuotę, galima žymiai sumažinti sistemos svorį ir pagerinti laidų kompaktiškumą. Modulinės šynų jungtys supaprastina surinkimą ir padidina priežiūros efektyvumą.

 

5. Optimizuotas dizainas su mažu sklaidos induktyvumu

Naudojant sudėtinę kondensatoriaus šynų struktūrą, efektyviai sumažinamas kilpos plotas, taip sumažinant kintamą induktyvumą. Optimizavus laidų nukreipimą ir krovimo kryptį kartu su didelio-laidumo vario šynų jungtimi, galima pagerinti srovės atsako greitį ir sistemos patikimumą.

 

 

 

1. Elektrodų medžiagos

Įprasti elektrodai yra varis, nikelis ir aliuminis. Varis, pasižymintis puikiomis elektros laidumo ir šilumos išsklaidymo savybėmis, plačiai naudojamas vario{1}} maitinimo šynose ir kondensatorių laminavimo šynose. Nikelio elektrodai tinka naudoti, kai reikalingas didelis atsparumas korozijai.

 

2. Izoliacinės ir dielektrinės medžiagos

Įprasti dielektrikai yra polipropilenas (PP) ir PPS plėvelė. Šios medžiagos pasižymi dideliu dielektriniu stiprumu ir terminiu stabilumu, išlaiko ilgalaikį veikimą-, kai yra didelė drėgmė ir aukšta temperatūra, todėl jas tinka integruoti su maitinimo kondensatorių sistemų šynomis.

 

3. Gamybos procesas

Gamybos procesas apima metalizavimą, elektrodų laminavimą, suvirinimą lazeriu ir kapsuliavimo formavimą. Automatizuota suvirinimo technologija užtikrina nuoseklų šynos ir kondensatoriaus ryšį, sumažina kontaktinę varžą ir pagerina bendrą energijos vartojimo efektyvumą.

 

4. Inkapsuliavimas ir sandarinimas

Inkapsuliavimo procesas tiesiogiai veikia kondensatoriaus patikimumą. Naudojant labai drėgmei -atsparią epoksidinę arba silikoninę kapsulę, automobilių šynų komponentai geriau prisitaiko prie aplinkos. Geras sandarinimo procesas apsaugo nuo drėgmės įsiskverbimo ir dielektriko gedimo.

 

5. Aplinkos ir patikimumo bandymai

Po pagaminimo turi būti atliktas gaminių patikimumo bandymas, įskaitant aukštą{0}}temperatūrų ciklą, drėgną-šilumą, vibraciją ir smūgius. Elektrinio ir šiluminio koordinavimo bandymai šynų sistemose dar labiau patvirtina ilgalaikį-kondensatorių-šynų sistemos stabilumą transporto priemonės elektros platformoje.

 

 

 

 

Nuolat plečiantis naujoms energijos transporto priemonėms ir energijos kaupimo sistemoms, integruotų plėvelinių kondensatorių ir{0}}akumuliatorių šynų sistemų integravimas tapo pagrindine pramonės tendencija. Ateityje kondensatorių šynos ir šynų plėvelinių kondensatorių šynos, kurių pagrindą sudaro laminuotos varinės šynų konstrukcijos, dar labiau optimizuos srovės paskirstymą, pagerins galios tankį ir padidins šilumos valdymo efektyvumą.

 

Tuo pačiu metu išmanusis dizainas skatins šynų jungčių ir šynų izoliacijos šynų jungčių standartizavimą ir moduliavimą, užtikrindamas didesnį elektromobilių akumuliatoriaus šynų surinkimo nuoseklumą ir patikimumą aukštos-įtampos nuolatinės srovės platformose.

 

Apskritai integruotas plėvelinių{0}kondensatorių ir šynų dizainas ne tik pagerina sistemos energijos vartojimo efektyvumą ir patikimumą, bet ir suteikia efektyvesnį bei saugesnį energijos perdavimo sprendimą būsimoms elektra varomoms transporto priemonėms.