La tendència d'integració dels vehicles elèctrics: començant amb sistemes d'alta{0}}tensió

Els vehicles elèctrics estan entrant en una fase molt integrada. Les estructures de bateries s'estan simplificant contínuament, les plataformes d'alta-tensió milloren constantment i els sistemes d'accionament elèctric estan evolucionant de sistemes tres-en-a sistemes multi{-en{-. Els requisits per a la utilització de l'espai, la densitat de potència i la fiabilitat del sistema s'amplien simultàniament. Bàsicament, tots aquests canvis apunten al mateix problema bàsic-com aconseguir una tensió més alta, un corrent més gran i una transmissió d'energia més estable en una estructura més compacta.

 

En aquest context, les connexions d'alta -tensió ja no són un simple "problema de connexió", sinó un element fonamental que determina el límit superior del rendiment del vehicle. Bus Bar Solutions for Electrical Power Distribution, centrat en sistemes electrònics de potència, s'està convertint gradualment en un component clau de l'arquitectura elèctrica del vehicle elèctric.

 

 

Amb la implementació de plataformes de 800 V i de voltatge superior, els sistemes d'alta-tensió imposen requisits més estrictes als components de connexió:

 

En primer lloc, necessiten portar corrents més grans dins d'un espai limitat;

En segon lloc, han de minimitzar la inductància perduda i suprimir els pics de tensió;

En tercer lloc, han de mantenir la fiabilitat sota vibracions, diferències de temperatura i condicions de servei a llarg termini-.

 

Els cables tradicionals tenen avantatges en flexibilitat, però les seves limitacions en baixa inductància, estabilitat estructural i integració del sistema són graduals.

fent-se evident. Les estructures de barres, exemplificades per Bus Bar for Power Electronics, s'estan convertint en la tecnologia principal per a connexions d'alta-tensió.

 

 

Entre els diversos mètodes de connexió d'alta -tensió, les barres colectores laminades destaquen pels seus avantatges de rendiment complets. L'estructura laminada, mitjançant la laminació integral de múltiples capes de conductors i materials d'aïllament, aconsegueix un alt grau d'ajust físic entre els circuits positius i negatius, reduint significativament la inductància del circuit. Aquesta estructura de barra de bus laminat no només millora la-capacitat de transport de corrent, sinó que també amplia l'àrea de dissipació de calor, cosa que és beneficiosa per a la gestió tèrmica en sistemes d'alta-potència-.

 

En escenaris d'alta-tensió, el gruix de l'aïllament entre capes es pot controlar, cosa que facilita el disseny de les distàncies de fuga i la seguretat elèctrica, especialment adequats per a sistemes elèctrics en plataformes d'alta-generació de propera-generació.

 

 

Des d'una perspectiva elèctrica, el valor bàsic de les barres colectores laminades rau en tres aspectes: capacitat de càrrega de corrent-, control de la inductància i adaptabilitat de voltatge. En comparació amb les estructures de cables amb seccions transversals-uniformes, les barres poden portar una potència més gran; mentre que el disseny laminat redueix encara més la inductància distribuïda, ajudant a suprimir els pics de tensió causats per la commutació d'alta-velocitat.

 

En sistemes que utilitzen dispositius de potència d'alta-freqüència, com ara SiC, la baixa inductància s'ha convertit en un requisit previ del disseny. Per tant, les barres de bus laminat per a inversors d'alt corrent i les barres de bus laminat per a IGBT de plaques de circuit d'alta corrent s'utilitzen àmpliament entre les entrades de CC i els mòduls de potència.

 

 

A més del rendiment elèctric, la capacitat de disseny de l'estructura mecànica de les barres colectores laminades és igualment crucial. A través de la flexió i el disseny irregular, les barres colectores poden adaptar-se amb precisió a l'espai intern del sistema d'accionament elèctric, aconseguint un disseny compacte. L'estructura rígida també és més adequada per al muntatge automatitzat, reduint els errors de muntatge i millorant la consistència.

 

Durant el funcionament-del vehicle a llarg termini, la vibració del xassís i el cicle tèrmic són inevitables, i les connexions d'alta-tensió han de tenir estabilitat a-a llarg termini. Les barres laminades mostren un avantatge significatiu en aquest sentit, que és una de les raons clau per les quals s'han validat en aplicacions d'alta-vibració com ara les barres de bus per a locomotores elèctriques.

 

 

A mesura que la integració dels sistemes d'accionament elèctric continua augmentant, els inversors es desenvolupen cap a una gran densitat de potència i miniaturització. Les seves estructures de connexió internes han de complir simultàniament els requisits de baixa inductància, alta fiabilitat i disseny flexible. En els inversors, la barra colectora gestiona principalment camins crítics com l'entrada de CC, la connexió del mòdul d'alimentació i la sortida de CA.

 

En el disseny pràctic, la integració estructural de la barra de CC amb condensadors pot escurçar encara més el bucle de corrent, reduir la inductància de la sèrie equivalent i simplificar el procés de muntatge. Aquest enfocament de disseny és el rerefons tecnològic darrere de l'adopció generalitzada de la barra de bus laminada de condensadors per a motors basats en IGBT-.

 

 

Més enllà dels vehicles d'energia nova, les barres colectores laminates també són adequades per a diversos escenaris d'alta-potència i alta-fiabilitat. Per exemple, en fonts d'alimentació de soldadura, inversors d'alta-freqüència, mòduls electrònics de potència i equips especials, la baixa inductància i la capacitat de corrent alta també són requisits bàsics del sistema.

 

Per tant, tant si es tracta d'una barra de bus laminat per a IGBT de potència de soldadura d'alta freqüència com d'una barra de bus laminat per a inversor de potència de naus espacials, la seva lògica tecnològica parteix de la mateixa base-millorant l'eficiència i l'estabilitat de la transmissió d'energia mitjançant la integració estructural.

 

 

La integració de vehicles elèctrics no és només una reducció del nombre de components, sinó una optimització sinèrgica de la funció, l'estructura i el rendiment. Les barres de distribució, que serveixen com a "eix vertebrador d'energia" dels sistemes d'alta-tensió, estan evolucionant dels connectors tradicionals a elements de disseny a nivell-del sistema.Busbar per a Power Electronics Bunding Solutions, centrat al voltant dels sistemes d'electrònica de potència, s'està convertint en un punt de suport crucial per a la integració profunda d'accionaments elèctrics, bateries i sistemes de distribució d'energia.

 

 

La tendència d'integració dels sistemes elèctrics EV està remodelant la lògica de disseny dels components conductors. Els terminals tradicionals i els sistemes de cablejat estan evolucionant gradualment cap a conjunts conductors integrats que combinen terminals de relé, barres colectores laminates, estructures de contacte de plata i suports conductors estampats.

 

Per a les aplicacions de relés d'automòbil, la combinació de terminals de relé de coure, terminals de contacte de plata i la tecnologia d'assemblatge de contactes reblats en{0}}molt s'ha convertit en una adreça important per als sistemes elèctrics de vehicles elèctrics compactes, d'alta-corrent i automatitzats.