Analisi di quattro processi di integrazione mainstream e evoluzioni tecnologiche delle sbarre integrate CCS

La sbarra collettrice integrata CCS, che funge da collegamento elettrico fondamentale e da vettore di acquisizione del segnale all'interno del pacco batterie, è ampiamente utilizzata nelle batterie di alimentazione dei veicoli a nuova energia e nei sistemi di accumulo dell'energia. Consente principalmente la connessione in serie e in parallelo ad alta-tensione delle celle della batteria e l'acquisizione di informazioni quali tensione e temperatura, trasmettendo i dati al sistema BMS. Strutturalmente, la sua filosofia di progettazione è in qualche modo correlata alle sbarre collettrici laminate e alle sbarre collettrici per l'elettronica di potenza nel campo dell'elettronica di potenza.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Inoltre, con la tendenza verso un'elevata integrazione, sta gradualmente adottando i principi di progettazione delle strutture conduttive a strati, come le sbarre collettrici laminate e le sbarre collettrici laminate per Mersen, per migliorare l'utilizzo dello spazio e l'affidabilità elettrica. Una simile logica di progettazione modulare e ad alta-affidabilità è evidente anche in diversi scenari applicativi, come le sbarre collettrici laminate per le telecomunicazioni e le soluzioni sbarre collettrici per la distribuzione dell'energia elettrica.

 

Nel campo della conversione di potenza ad alte-prestazioni, come le sbarre collettrici laminate per l'elettronica di potenza negli azionamenti di motori e le sbarre collettrici laminate per azionamenti di motori basati su IGBT-, la struttura delle sbarre collettrici migliora l'efficienza del sistema riducendo l'induttanza parassita. Nel campo CCS, questo approccio viene utilizzato anche per ottimizzare la progettazione del percorso conduttivo. Inoltre, nelle applicazioni ad alta-potenza come le sbarre collettrici laminate per inverter ad alta corrente e le sbarre collettrici laminate per IGBT per circuiti stampati ad alta corrente, i requisiti di gestione termica e compattezza strutturale hanno guidato l'evoluzione di CCS verso design leggeri e altamente integrati.

 

Da un punto di vista strutturale, le prime soluzioni CCS spesso utilizzavano staffe stampate a iniezione- combinate con processi di rivettatura per integrare meccanicamente componenti di acquisizione del segnale e sbarre collettrici. Questo approccio offre un'elevata resistenza strutturale ma comporta un notevole consumo di peso e spazio.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Idee strutturali simili sono ancora utilizzate in applicazioni industriali-per carichi pesanti, come le sbarre collettrici per locomotive elettriche e le sbarre collettrici personalizzate per soluzioni di protezione elettrica. Tuttavia, nei sistemi che pongono maggiore enfasi sulle prestazioni elettromagnetiche, come le barre collettrici in rame laminato e le barre in rame laminato, l'attenzione è maggiore sull'efficienza di conduttività e sulla stabilità termica. Allo stesso tempo, alcune applicazioni fanno riferimento anche al concetto di progettazione flessibile delle sbarre flessibili laminate per adattarsi a layout spaziali complessi.

 

Nel processo di integrazione del pannello isolante mediante termoformatura, i componenti vengono integrati utilizzando materiali isolanti sottili e rivettatura termica, risultando in una struttura complessiva più leggera. Questa tendenza verso design più sottili e leggeri condivide alcuni punti in comune con la filosofia di progettazione ottimizzata dell'isolamento- delle sbarre collettrici isolate verniciate (VIB) e una direzione simile di ottimizzazione strutturale si riflette anche nelle sbarre collettrici per soluzioni di raggruppamento per l'elettronica di potenza.

 

Rispetto alle strutture tradizionali, questa soluzione è più adatta per progetti di moduli batteria con elevati requisiti di utilizzo dello spazio.

 

La soluzione di integrazione della pellicola isolante termo{0}}pressata utilizza la pellicola isolante in PET per sostituire la tradizionale struttura di supporto, ottenendo un imballaggio integrato di più componenti tramite termopressatura-, risultando in una struttura più compatta e stabile. Questo approccio tecnico è di riferimento nei sistemi di alimentazione ad alta-affidabilità, come la barra collettrice laminata del condensatore per azionamenti motore basati su IGBT-e la barra collettrice laminata per gli IGBT di potenza per saldatura ad alta frequenza, entrambi enfatizzando la bassa impedenza, l'elevata stabilità e l'ottimizzazione delle prestazioni ad alta-frequenza. Allo stesso tempo, una tendenza simile di isolamento laminato integrato e conduttività si riflette anche nei sistemi tecnologici Lamination Copper BusBar e Lamination BusBar.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nella soluzione più avanzata di rivettatura della struttura planare, l'integrazione a basso-costo viene ottenuta tramite piastre di supporto isolanti planari e processi di rivettatura, adatti per scenari di accumulo di energia con requisiti di stabilità strutturale relativamente blandi. Questo approccio a basso-costo e altamente adattabile può essere confrontato e analizzato con la progettazione strutturale della barra collettrice laminata per la struttura di montaggio della banca di condensatori. Inoltre, in specifiche applicazioni ad alta-potenza e ambientali speciali, come le sbarre collettrici laminate per gli inverter di potenza di veicoli spaziali, i requisiti di affidabilità strutturale e adattabilità ambientale sono ancora più rigorosi.

 

Nel complesso, i vari percorsi di processo per le sbarre integrate CCS sono in continua evoluzione verso la leggerezza, l'elevata integrazione e l'elevata affidabilità. Il loro percorso di sviluppo tecnologico mostra una chiara tendenza sinergica con le tecnologie di sbarre elettroniche di potenza come le sbarre collettrici laminate per IGBT per circuiti stampati ad alta corrente e le sbarre collettrici per soluzioni di bunding dell'elettronica di potenza. In futuro, poiché lo stoccaggio dell'energia e i nuovi sistemi di veicoli energetici aumenteranno ulteriormente i loro requisiti di densità di potenza ed efficienza spaziale, l'integrazione tra le strutture CCS e le tecnologie di sbarre collettrici ad alte-prestazioni comeBarra collettrice laminata per inverter ad alta correntediventeranno più ravvicinati, spingendo il sistema complessivo delle connessioni elettriche verso un più alto livello di integrazione.