Quattro processi principali per le sbarre integrate CCS: tecnologie di connessione chiave nei veicoli a nuova energia e nei sistemi di accumulo dell'energia

Con il rapido sviluppo di nuovi veicoli energetici, sistemi di accumulo di energia e apparecchiature elettriche intelligenti, le sbarre integrate CCS (Cell Contact System) sono diventate un componente indispensabile all'interno dei pacchi batteria. Essendo un ponte cruciale che collega le celle e il sistema di gestione della batteria, CCS non si occupa solo della trasmissione di corrente, ma gestisce anche il campionamento della tensione, il monitoraggio della temperatura e la trasmissione del segnale, costituendo una base vitale per il funzionamento efficiente e sicuro dei moderni sistemi di batterie.

 

Nei sistemi di batterie ad alta-tensione, la CCS è generalmente costituita da sbarre collettrici conduttive, linee di acquisizione del segnale, componenti strutturali isolanti e componenti di collegamento. Man mano che i sistemi di batterie si evolvono verso design leggeri e altamente integrati, i processi di produzione CCS vengono continuamente aggiornati. Attualmente, le principali soluzioni di integrazione nel settore includono principalmente quattro percorsi tecnici: processo di stampaggio a iniezione delle staffe, processo di formatura sotto vuoto con piastre separatrici, processo di pressatura a caldo-della pellicola isolante e processo di rivettatura di pannelli piatti.

 

 

 

La soluzione delle staffe per stampaggio a iniezione è uno dei percorsi di processo più precoci e maturi per CCS. Questa soluzione utilizza tecnopolimeri-ritardanti di fiamma per creare la struttura di supporto, quindi integra i conduttori, i componenti di campionamento e la struttura isolante in un'unica unità tramite rivettatura a caldo,-montaggio a scatto o metodi di fissaggio meccanico. Questo processo vanta un'elevata resistenza meccanica e stabilità strutturale, soddisfacendo i-requisiti operativi a lungo termine delle batterie di alimentazione in condizioni di vibrazioni, impatti e ambienti complessi. Grazie alla sua tecnologia matura e all'elevata costanza della produzione, è stato ampiamente utilizzato nei primi sistemi di batterie di potenza.

 

Tuttavia, lo spessore relativamente ampio della staffa stampata a iniezione- occupa lo spazio del pacco batteria e aumenta il peso del sistema. Poiché i requisiti di autonomia dei veicoli a nuova energia continuano ad aumentare, il design leggero è diventato una tendenza del settore. Pertanto, sempre più sistemi stanno adottando soluzioni di connessione conduttiva più sottili e leggere, come le strutture delle sbarre collettrici laminate e delle sbarre collettrici in rame laminato utilizzate negli inverter e nei sistemi di distribuzione dell'alimentazione ad alta-tensione, per ottenere un migliore utilizzo dello spazio e prestazioni elettriche.

 

 

Il processo di formatura sotto vuoto riscalda e modella una pellicola-ritardante di fiamma in una struttura separatore, che viene poi assemblata e fissata con la barra collettrice conduttiva e le linee di campionamento.

 

Rispetto alle staffe tradizionali stampate a iniezione, i separatori formati sotto vuoto sono più sottili e leggeri e migliorano efficacemente l'utilizzo dello spazio interno del pacco batteria. Allo stesso tempo, il ciclo di sviluppo dello stampo è breve, l'investimento in attrezzature è inferiore e la flessibilità di produzione è elevata, il che lo rende adatto alle esigenze di produzione su larga-scala.

 

La formatura sotto vuoto offre vantaggi significativi nei sistemi di accumulo di energia e nella progettazione di batterie leggere. Soprattutto in alcuni sistemi di alimentazione altamente integrati, se utilizzato insieme ai connettori per sbarre collettrici laminate, può ottimizzare ulteriormente i percorsi di trasmissione della corrente e migliorare l'efficienza complessiva dell'assemblaggio.

 

Tuttavia, a causa dello spessore sottile del materiale, la sua capacità di carico-e la stabilità dimensionale sono relativamente limitate e richiedono una verifica strutturale approfondita in condizioni operative complesse.

 

 

La-pressatura a caldo è una delle tecnologie di integrazione CCS-in più rapida crescita negli ultimi anni. Questo approccio utilizza una pellicola isolante per sostituire la tradizionale piastra di supporto, comprimendo la barra collettrice conduttiva, le linee di campionamento e i materiali isolanti in un'unica struttura integrata tramite riscaldamento e pressurizzazione.

 

CCS-pressato a caldo presenta un'elevata integrazione, riducendo significativamente il numero di componenti e risultando in una struttura complessiva più snella e snella. Allo stesso tempo, offre elevate prestazioni di tenuta e affidabilità di isolamento, rendendolo adatto a linee di produzione automatizzate e contribuendo a migliorare l'efficienza produttiva e la consistenza del prodotto.

 

Con il continuo sviluppo di sistemi di batterie ad alta- potenza, questo concetto strutturale si allinea perfettamente con la filosofia di progettazione delle sbarre inverter laminate. Riducendo l'induttanza parassita e ottimizzando la distribuzione della corrente, è possibile migliorare efficacemente le prestazioni elettriche di un sistema; pertanto, è ampiamente utilizzato nei nuovi sistemi di alimentazione energetica, nei convertitori di accumulo dell'energia e nelle unità di distribuzione dell'energia ad alta-tensione.

 

Inoltre, nei campi dell'energia fotovoltaica ed eolica, forme strutturali come la barra collettrice laminata multistrato utilizzata nell'applicazione di inverter fotovoltaici per l'energia solare e la barra collettrice laminata per gli I/O IGBT degli inverter per mulini a vento dimostrano pienamente i vantaggi della tecnologia delle sbarre collettrici laminate nei dispositivi elettronici ad alta-potenza.

 

Anche se la tecnologia di stampaggio a caldo-può raggiungere una maggiore integrazione, richiede un'elevata precisione delle apparecchiature e un controllo del processo elevato e presenta costi di investimento iniziale relativamente elevati. Pertanto, è generalmente adatto per la produzione di prodotti di fascia medio-e-alta-.

 

 

 

Il processo di struttura del pannello piatto utilizza una piastra di supporto isolante planare come base e la barra collettrice conduttiva e le linee di campionamento sono fissate mediante rivettatura per ottenere l'integrazione dei componenti.

 

Rispetto alle soluzioni di stampaggio a iniezione, formatura sotto vuoto e pressatura a caldo-, questa struttura è più semplice, ha costi di produzione inferiori e una maggiore efficienza di elaborazione, rendendola adatta a progetti di stoccaggio energetico su larga scala-sensibili ai costi.

 

Grazie alla sua struttura relativamente piatta, che riduce i complessi processi di stampaggio, ha un certo valore applicativo in alcuni sistemi fissi di accumulo di energia e apparecchiature di gestione dell'energia. Nelle applicazioni correlate, prodotti come BusBar PDU (Power Distribution Unit), Wind Power Generator BusBar e BusBar for SVG Static Reactive Power Generation adottano concetti di ottimizzazione strutturale simili per migliorare l'economia del sistema.

 

Tuttavia, per le batterie di alimentazione dei veicoli a nuova energia che devono resistere a vibrazioni,{0}}a lungo termine, urti e condizioni operative complesse, la resistenza meccanica e l'affidabilità della struttura piatta devono ancora essere valutate in base allo scenario di applicazione reale.

 

 

Con il miglioramento della gamma di nuovi veicoli energetici, l'espansione della capacità del sistema di stoccaggio dell'energia e il continuo aggiornamento dei dispositivi elettronici di potenza, i prodotti CCS si stanno sviluppando verso la leggerezza, l'elevata integrazione e l'elevata affidabilità.

 

In futuro, la tecnologia delle sbarre laminate sarà ulteriormente integrata con CCS. Le nuove soluzioni, rappresentate dalle soluzioni di alimentazione con sbarre laminate, possono soddisfare contemporaneamente i requisiti di trasmissione di corrente elevata, design a bassa induttanza e layout strutturale compatto. Nel settore dei veicoli a nuova energia, tecnologie come le sbarre collettrici laminate a due-strati per veicoli ibridi eBarre collettrici laminate per celle a combustibile alternativee i sistemi di veicoli elettrici ibridi stanno ricevendo una crescente attenzione.

 

Nel frattempo, nei settori degli azionamenti industriali e dell'elettronica di potenza, prodotti come azionamenti a frequenza variabile (azionamenti VFD/VSD), busbar e AC Drive BusBars guidano continuamente la modularizzazione e l'intelligence dei sistemi di sbarre collettrici.

 

Nel complesso, i diversi processi di integrazione CCS hanno caratteristiche proprie. Quando si seleziona una soluzione, le aziende dovrebbero considerare in modo esaustivo fattori quali la potenza nominale del sistema, la disposizione dello spazio, i requisiti di peso, i costi di produzione e l'ambiente operativo per scegliere la soluzione di integrazione più adatta alle esigenze del prodotto, ottenendo una progettazione della connessione elettrica sicura, efficiente e affidabile.