Quatre processos principals per a barres colectores integrades CCS: tecnologies clau de connexió en vehicles d'energia nova i sistemes d'emmagatzematge d'energia

Amb el ràpid desenvolupament de nous vehicles d'energia, sistemes d'emmagatzematge d'energia i equips intel·ligents d'energia, les barres colectores integrades CCS (Cell Contact System) s'han convertit en un component indispensable dins dels paquets de bateries. Com a pont crucial que connecta les cèl·lules i el sistema de gestió de la bateria, CCS no només realitza la transmissió actual, sinó que també gestiona el mostreig de tensió, el control de la temperatura i la transmissió del senyal, formant una base vital per al funcionament eficient i segur dels sistemes de bateries moderns.

 

En els sistemes de bateries d'{0}}alta tensió, el CCS consisteix normalment en barres conductores, línies d'adquisició de senyal, components estructurals aïllants i components de connexió. A mesura que els sistemes de bateries evolucionen cap a dissenys lleugers i altament integrats, els processos de fabricació de CCS s'actualitzen contínuament. Actualment, les solucions d'integració principals a la indústria inclouen principalment quatre vies tècniques: procés de suport d'emmotllament per injecció, procés de placa separadora de formació al buit, procés de premsa aïllant de pel·lícula en calent i procés de reblat de panells plans.

 

 

 

La solució de suport d'emmotllament per injecció és una de les rutes de procés més primerenques i madures per a CCS. Aquesta solució utilitza plàstics d'enginyeria ignífugs-per crear l'estructura de suport i, a continuació, integra els conductors, els components de mostreig i l'estructura aïllant en una sola unitat mitjançant mètodes de reblat en calent, encaix-o de fixació mecànica. Aquest procés compta amb una gran resistència mecànica i estabilitat estructural, que compleix els-exigències operatives a llarg termini de les bateries d'alimentació sota vibracions, impactes i entorns complexos. A causa de la seva tecnologia madura i l'alta consistència de producció, es va utilitzar àmpliament en els primers sistemes de bateries d'alimentació.

 

Tanmateix, el gruix relativament gran del suport modelat per injecció-ocupa espai de la bateria i augmenta el pes del sistema. A mesura que els requisits de gamma dels vehicles de nova energia continuen augmentant, el disseny lleuger s'ha convertit en una tendència de la indústria. Per tant, cada cop són més els sistemes que adopten solucions de connexió conductora més fines i lleugeres, com ara les estructures de barres de bus laminat i de coure laminat que s'utilitzen en inversors i sistemes de distribució d'energia d'alta tensió-, per aconseguir una millor utilització de l'espai i rendiment elèctric.

 

 

El procés de formació al buit escalfa i dóna forma a una pel·lícula ignífuga-en una estructura separadora, que després s'assembla i es fixa amb la barra conductora i les línies de mostreig.

 

En comparació amb els suports modelats per injecció-tradicionals, els separadors-formats al buit són més prims i lleugers, millorant de manera efectiva l'ús de l'espai intern de la bateria. Simultàniament, el seu cicle de desenvolupament de motlles és curt, la inversió en equipament és menor i la flexibilitat de producció és alta, cosa que el fa adequat per a necessitats de fabricació a gran-escala.

 

La formació al buit ofereix avantatges importants en sistemes d'emmagatzematge d'energia i dissenys de bateries lleugeres. Especialment en alguns sistemes d'alimentació altament integrats, quan s'utilitza conjuntament amb connectors de barres de bus laminats, pot optimitzar encara més les vies de transmissió actual i millorar l'eficiència general del muntatge.

 

Tanmateix, a causa de la primesa del material, la seva capacitat de càrrega-i l'estabilitat dimensional són relativament limitades, i requereixen una verificació estructural exhaustiva en condicions de funcionament complexes.

 

 

El premsat-calent és una de les tecnologies d'integració de CCS-de més ràpid creixement dels darrers anys. Aquest enfocament utilitza una pel·lícula aïllant per substituir la placa de suport tradicional, pressionant la barra conductora, les línies de mostreig i els materials aïllants en una única estructura integrada mitjançant calefacció i pressurització.

 

El CCS premsat-calent té una alta integració, reduint significativament el nombre de components i donant com a resultat una estructura general més fina i simplificada. Simultàniament, ofereix un alt rendiment de segellat i fiabilitat d'aïllament, el que el fa adequat per a línies de producció automatitzades i contribueix a millorar l'eficiència de la producció i la consistència del producte.

 

Amb el desenvolupament continu de sistemes de bateries d'alta-potència, aquest concepte estructural s'alinea perfectament amb la filosofia de disseny de les barres colectores d'inversor laminat. Mitjançant la reducció de la inductància parasitària i l'optimització de la distribució del corrent, el rendiment elèctric d'un sistema es pot millorar de manera efectiva; per tant, s'utilitza àmpliament en nous sistemes d'alimentació d'energia, convertidors d'emmagatzematge d'energia i unitats de distribució d'energia d'alta tensió-.

 

A més, en els camps de l'energia fotovoltaica i eòlica, les formes estructurals com ara la barra de bus laminat multicapa que s'utilitza en l'aplicació d'inversor fotovoltaic per a l'energia solar i la barra de bus laminat per a l'I/O IGBT d'inversor de molí de vent també demostren plenament els avantatges de la tecnologia de barres laminades en dispositius electrònics d'alta potència.{0}

 

Tot i que la tecnologia de premsat-en calent pot aconseguir una major integració, requereix una gran precisió de l'equip i un control del procés, i té uns costos d'inversió inicial relativament elevats. Per tant, generalment és adequat per a la fabricació de productes de gamma mitjana--alta-.

 

 

 

El procés d'estructura de panell pla utilitza una placa de suport aïllant plana com a base, i la barra conductora i les línies de mostreig es fixen mitjançant reblons per aconseguir la integració dels components.

 

En comparació amb les solucions d'emmotllament per injecció, conformació al buit i premsat-calent, aquesta estructura és més senzilla, té uns costos de fabricació més baixos i una eficiència de processament més alta, la qual cosa la fa adequada per a projectes d'emmagatzematge d'energia a gran-escala-sensible als costos.

 

A causa de la seva estructura relativament plana, que redueix els processos d'emmotllament complexos, té un cert valor d'aplicació en alguns sistemes d'emmagatzematge d'energia estacionaris i equips de gestió d'energia. En aplicacions relacionades, productes com la barra de bus PDU (Unitat de distribució d'energia), la barra de bus del generador d'energia eòlica i la barra de bus per a la generació d'energia reactiva estàtica SVG també adopten conceptes d'optimització estructural similars per millorar l'economia del sistema.

 

Tanmateix, per a les bateries d'energia de vehicles d'energia nova que han de suportar-vibracions, xocs i condicions de funcionament complexes a llarg termini, la resistència mecànica i la fiabilitat de l'estructura plana encara s'han d'avaluar en funció de l'escenari d'aplicació real.

 

 

Amb la millora de la gamma de vehicles d'energia nova, l'expansió de la capacitat del sistema d'emmagatzematge d'energia i l'actualització contínua dels dispositius electrònics de potència, els productes CCS es desenvolupen cap a la lleugeresa, una alta integració i una alta fiabilitat.

 

En el futur, la tecnologia de barres laminades s'integrarà encara més amb CCS. Les noves solucions, representades per Laminated Busbar Power Solutions, poden complir simultàniament els requisits de transmissió d'alta corrent, disseny de baixa inductància i disseny estructural compacte. En el sector dels vehicles d'energia nova, tecnologies com ara barres de bus laminat de dues-capa per a vehicles híbrids iBarres de bus laminat per a piles de combustible alternativesi els sistemes de vehicles elèctrics híbrids estan rebent una atenció creixent.

 

Mentrestant, en els camps dels accionaments industrials i de l'electrònica de potència, productes com ara Variable Frequency Drive (VFD/VSD Drive), BusBars i AC Drive BusBars impulsen contínuament la modularització i la intel·ligència dels sistemes de barres.

 

En general, els diferents processos d'integració de CCS tenen les seves pròpies característiques. A l'hora de seleccionar una solució, les empreses haurien de tenir en compte de manera exhaustiva factors com ara la potència del sistema, la disposició de l'espai, els requisits de pes, els costos de producció i l'entorn operatiu per triar la solució d'integració més adequada per a les necessitats del producte, aconseguint un disseny de connexió elèctrica segur, eficient i fiable.