Laminuotų ir integruotų šynų technologijų tendencijos: aukštos{0}}įtampos jungčių, skirtų naujoms energiją naudojančioms transporto priemonėms ir energijos kaupimo sistemoms, atnaujinimas

Kadangi naujos energijos transporto priemonės (NEV), energijos kaupimo sistemos ir galios elektronika sparčiai vystosi link aukštos įtampos, didelio galios tankio ir didelės integracijos, tradiciniai laidai ir standartiniai laidžių jungčių sprendimai vis labiau negali atitikti šiuolaikinių elektros sistemų reikalavimų dėl mažų nuostolių, didelio patikimumo ir erdvės optimizavimo.

 

Ypač skatinamas 800 V aukštos{1}}tampos platformų, SiC maitinimo įrenginių ir baterijų sistemos architektūros naujovių, laminuotos šynos ir elementų kontaktų sistemos (CCS)-kurioms būdingi maži parazitiniai parametrai, aukšta integracija ir puikus mechaninis patikimumas,{3}}išryškėjo kaip pagrindinės aukštosios technologinės elektros sąveikos kryptys.

 

Nuo maitinimo akumuliatorių integravimo į važiuoklę iki aukštos elektrinės pavaros sistemų integracijos NEV pereina nuo atskirų komponentų optimizavimo prie sistemos{0}}lygio integravimo. Veiksmingos, saugios ir kompaktiškos galios perdavimo struktūros tapo esminėmis didinant važiavimo atstumą, sumažinant sistemos nuostolius ir didinant NEV gamybos efektyvumą.

 

 

 

Nuo elemento-to-važiuoklės (CTC) technologija tampa pagrindine NEV baterijų konstrukcijų kūrimo tendencija. Pašalinus tradicinį akumuliatoriaus modulio sluoksnį ir integruojant elementus tiesiai į automobilio važiuoklę, ši technologija užtikrina gilią akumuliatoriaus sistemos ir transporto priemonės kėbulo struktūros integraciją.

 

Palyginti su tradiciniais baterijų blokų modeliais, CTC technologija sumažina komponentų skaičių ir konstrukcijos sudėtingumą, tuo pačiu atlaisvina vidinę erdvę ir pagerina akumuliatoriaus talpos panaudojimą. Sumažinus modulių konstrukcines dalis ir jungtis optimizuojamas bendras transporto priemonės svoris, dar labiau padidinamas energijos vartojimo efektyvumas ir važiavimo atstumas.

 

Kadangi baterijų sistemos tampa labiau integruotos{0}}padidėjus elementų skaičiui ir sudėtingesniam elektros sujungimui,{1}}padidėjo vidinių sujungimo komponentų poreikis. Tokios funkcijos kaip įtampos jutiklis, aukštos įtampos jungtys, šilumos valdymas ir saugos stebėjimas turi būti labai integruotos ribotoje erdvėje, skatinant CCS technologijos plėtrą.

 

NEV baterijos viduje CCS paprastai integruoja įtampos jutimo grandines, temperatūros jutiklius, jungčių gnybtus ir izoliacines konstrukcijas, kad palengvintų duomenų perdavimą tarp elementų ir baterijos valdymo sistemos (BMS). Palyginti su tradiciniais laidų rinkinių sprendimais, CCS technologija pašalina daugybę atskirų laidų, todėl vidinis išdėstymas yra labiau organizuotas ir leidžia automatizuoti surinkimo procesus.

 

 

Naujų energetinių transporto priemonių elektrinės pavaros sistemos tobulėja link „viskas{0}}-viename“ integracijos ir didesnio galios tankio. Labai integruotos elektrinės pavaros sistemos tapo pagrindiniu technologiniu požiūriu; nuolatinis variklių valdiklių, reduktorių ir galios elektroninių modulių integravimas dar labiau pagerino transporto priemonės erdvės panaudojimą ir energijos konversijos efektyvumą.

 

Elektros pavaros sistemoje aukštos{0}}įtampos galia turi būti efektyviai perduodama tarp traukos akumuliatoriaus, keitiklio, kondensatorių ir maitinimo modulių. Palyginti su tradicinėmis kabelių jungtimis, laminuotos šynos,-kurios pasižymi mažu induktyvumu, didele srovės-laida ir struktūriniu lankstumu,-tapo svarbiais sujungimo komponentais šiuolaikinėse galios elektroninėse sistemose.

 

Kaip sudėtinė laidžioji struktūra, laminuota šyna paprastai susideda iš kelių sluoksnių varinių arba aliuminio laidininkų ir izoliacinių medžiagų, sujungtų taikant tikslaus laminavimo procesą. Tvirtai sudėjus teigiamus ir neigiamus laidininkus, efektyviai sumažinamas srovės kilpos plotas, sumažinamas parazitinis induktyvumas ir padidinama sistemos dinaminio atsako galimybė.

 

Aukšto -dažnio perjungimo aplinkose-, pvz., inverterių sistemose, kuriose naudojami SiC MOSFET maitinimo įrenginiai,-mažesnis kintamasis induktyvumas padeda sumažinti įtampos šuolius ir didelio Todėl laminuotos šynos tapo gyvybiškai svarbiu didelio našumo{5}}galios elektronikos konstrukciniu komponentu.

 

Laminuotos šynos neapsiriboja naujų energetinių transporto priemonių sektoriumi; jie taip pat plačiai naudojami atsinaujinančios energijos gamybos, energijos konvertavimo ir pramonės automatikos įrangoje. Pavyzdžiui, fotovoltinių (PV) keitiklių sistemose daugiasluoksnės laminuotos šynos atitinka griežtus sujungimo reikalavimus, susijusius su aukšta įtampa, didelėmis srovėmis ir ilgalaikiu veikimu.

 

 

 

Kadangi naujų energetinių transporto priemonių įtampos platformos ir toliau didėja, tradiciniai prijungimo būdai susiduria su tokiais iššūkiais kaip per didelis vietos poreikis, dideli elektromagnetiniai trukdžiai ir sudėtingi surinkimo procesai. Laminuotos šynos įveikia šiuos apribojimus optimizuodamos konstrukciją.

 

Pirma, kalbant apie srovės perdavimo galimybes, laminuota konstrukcija maksimaliai išnaudoja laidininko skerspjūvio plotą, taip pagerindama srovės{1}}perdavimo efektyvumą. Tuo pat metu daugiasluoksnė laidininko struktūra padidina šilumos išsklaidymo paviršiaus plotą ir padeda sumažinti temperatūros kilimą ilgai veikiant.

 

Antra, kalbant apie izoliacijos konstrukciją, laminuotose šynose naudojama integruota kapsuliuota konstrukcija. Tai leidžia tiksliai valdyti valkšnumo atstumus ir elektrinius tarpus, užtikrinant aukštos įtampos platformų izoliacijos patikimumą. Tai ypač svarbu naujoms 800 V energijos transporto priemonėms ir aukštos- įtampos energijos kaupimo sistemoms.

 

Be to, laminuotos šynos siūlo didelį konstrukcijos lankstumą. Jas galima sukonfigūruoti į įvairias formas-, tokias kaip L-formos, U-formos arba kelių-sluoksnių sudėtinės struktūros-, kad atitiktų vidinius erdvinius kompaktiškų keitiklių, variklių valdiklių ir maitinimo modulių apribojimus.

 

Pramonėje laminuotų šynų maitinimo sprendimai vis dažniau tampa pagrindiniu akcentu optimizuojant didelės galios{0}}elektros sistemas. Pavyzdžiui, pramoninėse kintamo dažnio pavarose (VFD / VSD) naudojamos šynos turi atitikti griežtus greito perjungimo, didelės srovės perdavimo ir stabilaus veikimo reikalavimus; laminuotos šynos efektyviai padidina sistemos patikimumą.

 

 

Tradicinės maitinimo baterijos duomenų rinkimo sistemos paprastai remiasi variniais laidais, naudojant kelis laidus atskiriems elementams prijungti, kad būtų galima stebėti įtampą ir temperatūrą. Tačiau didėjant akumuliatoriaus talpai ir elementų skaičiui, tradiciniai laidų pynimo sprendimai atskleidžia tokius trūkumus kaip per didelis vietos suvartojimas, sudėtingas surinkimas ir ribotos automatizavimo galimybės.

 

CCS (Cell Contact System) integruotos šynos pakeičia tradicinius laidų rinkinius lanksčiomis spausdintinėmis grandinėmis (FPC), standžiomis spausdintinėmis plokštėmis (PCB) arba štampuotomis laidžiosiomis šynomis, leidžiančiomis integruoti duomenų gavimo schemų dizainą. Sujungus surinkimo linijas, sujungimo konstrukcijas ir izoliacijos komponentus, atskirų dalių skaičius žymiai sumažėja.

 

Ši integruota struktūra labai palanki automatizuotai gamybai. Automatizuota įranga gali paimti visą agregatą ir įdėti jį tiesiai į akumuliatorių, taip padidindama gamybos efektyvumą ir sumažindama klaidų, susijusių su rankiniu montavimu, riziką.

 

Naujoms energetinėms transporto priemonėms ir energijos kaupimo įrangai CCS sistema tarnauja ne tik kaip duomenų gavimo sąsaja, bet ir kaip svarbus komponentas, užtikrinantis saugų akumuliatoriaus sistemos veikimą. Patikimas duomenų gavimas leidžia akumuliatoriaus valdymo sistemai (BMS) stebėti elementų būseną- realiuoju laiku ir taip padidinti akumuliatoriaus valdymo tikslumą.

 

 

Sparčiai augant naujos energetikos pramonei, laminuotų šynų taikymo sritis ir toliau plečiasi. Be elektrinių pavarų sistemų naujose energetinėse transporto priemonėse, jos plačiai naudojamos tokiuose sektoriuose kaip vėjo energija, fotovoltinė energija, energijos kaupimas, tinklo infrastruktūra ir geležinkelių transportas.

 

Vėjo energijos gamybos sistemose generatorių šynos turi atlaikyti dideles sroves ir sudėtingus aplinkos svyravimus ilgai{0}}veikiant; šynų konstrukcijos, pasižyminčios mažais galios nuostoliais ir dideliu patikimumu, padeda pagerinti energijos konversijos efektyvumą. Geležinkelių tranzito sektoriuje didelės-galios traukos sistemoms keliami griežti sujungimo komponentų mechaninio stiprumo, elektrinių charakteristikų ir prisitaikymo prie aplinkos reikalavimų reikalavimai. Alternatyvios energijos viešajam transportui skirtos laminuotos šynos atitinka stabilaus energijos perdavimo reikalavimus naujoje energijos transporto įrangoje.

 

Šynų konstrukcijos taip pat atlieka pagrindinį vaidmenį energijos kaupimo keitikliuose, statiniuose variklių generatoriuose (SVG) ir pramoninėse maitinimo sistemose. Pavyzdžiui, SVG šynos patenkina greito reagavimo ir didelio{1}}patikimo jėgos elektronikos įrangos poreikį.

 

 

 

Pramonei tobulėjant-dėl 800 V (ar aukštesnės) įtampos platformų, skirtų naujoms energetinėms transporto priemonėms, kūrimo ir didėjančio energijos kaupimo, tinklo infrastruktūros ir atsinaujinančios energijos gamybos sistemų galios, -elektrinių sujungimo komponentai tobulėja siekiant didesnės integracijos, mažesnių nuostolių ir didesnio intelekto.

 

Optimizuojant srovės kelius, sumažinant parazitinius parametrus ir didinant konstrukcijos patikimumą, laminuotos šynos siūlo labai veiksmingus didelės-galios elektroninių sistemų sujungimo sprendimus. Jų vertė ir toliau auga įvairiose srityse, pradedant keitikliais ir baterijų sistemomis naujose energetinėse transporto priemonėse iki pramoninės energijos konvertavimo įrangos.

 

Naujajame energijos transportavimo sektoriuje laminuotos šynos alternatyvaus kuro elementų ir hibridinių elektrinių transporto priemonių sistemoms patenkina kompaktiškų, labai patikimų jungčių poreikį. Tuo tarpu geležinkelių tranzito energijos sistemose laminuotos šynos, skirtos šiuolaikiniams kintamosios srovės lokomotyvų keitikliams, yra svarbūs komponentai, padedantys pagerinti energijos konversijos efektyvumą.

 

Dėl nuolatinės medžiagų mokslo, gamybos procesų ir automatizuotos gamybos pažangos,laminuotos ir integruotos šynosir toliau skatins naująją energetikos pramonę siekti didelio našumo, didelio efektyvumo ir pažangios gamybos, įsitvirtindamos kaip nepakeičiamos pagrindinės sujungimo technologijos būsimoms aukštos{0}}tampos elektros sistemoms.