Fire mainstream-prosesser for CCS-integrerte samleskinner: nøkkelkoblingsteknologier i nye energikjøretøyer og energilagringssystemer

Med den raske utviklingen av nye energikjøretøyer, energilagringssystemer og smart kraftutstyr, har CCS (Cell Contact System) integrerte samleskinner blitt en uunnværlig komponent i batteripakker. Som en avgjørende bro som forbinder cellene og batteristyringssystemet, utfører CCS ikke bare strømoverføring, men håndterer også spenningsprøvetaking, temperaturovervåking og signaloverføring, og danner et viktig grunnlag for effektiv og sikker drift av moderne batterisystemer.

 

I høyspenningsbatterisystemer består CCS vanligvis av ledende samleskinner, signalinnsamlingslinjer, isolerende strukturelle komponenter og koblingskomponenter. Ettersom batterisystemer utvikler seg mot lette og svært integrerte design, oppgraderes CCS-produksjonsprosessene kontinuerlig. For tiden inkluderer de vanlige integreringsløsningene i industrien hovedsakelig fire tekniske ruter: sprøytestøpings brakettprosess, vakuumformende separatorplateprosess, varm-isolasjonsfilmprosess og flatpanelnagleprosess.

 

 

 

Sprøytestøpingsbrakettløsningen er en av de tidligste og mest modne prosessrutene for CCS. Denne løsningen bruker flammehemmende konstruksjonsplast for å lage støttestrukturen, og integrerer deretter lederne, prøvetakingskomponentene og den isolerende strukturen i en enkelt enhet ved hjelp av varmnagler, snepp-tilpasning eller mekaniske festemetoder. Denne prosessen har høy mekanisk styrke og strukturell stabilitet, og oppfyller de langsiktige driftskravene til strømbatterier under vibrasjon, støt og komplekse miljøer. På grunn av sin modne teknologi og høye produksjonskonsistens, ble den mye brukt i tidlige batterisystemer.

 

Den relativt store tykkelsen på den injeksjonsstøpte-braketten opptar imidlertid plass på batteripakken og øker systemvekten. Ettersom rekkeviddekravene til nye energikjøretøyer fortsetter å øke, har lettvektsdesign blitt en bransjetrend. Derfor tar flere og flere systemer i bruk tynnere og lettere ledende tilkoblingsløsninger, for eksempel strukturene for laminert bussstang og laminert kobber som brukes i omformere og høyspenningsstrømdistribusjonssystemer, for å oppnå bedre plassutnyttelse og elektrisk ytelse.

 

 

Vakuumformingsprosessen varmer opp og former en flammehemmende-film til en separatorstruktur, som deretter settes sammen og festes med den ledende samleskinnen og prøvetakingslinjer.

 

Sammenlignet med tradisjonelle-sprøytestøpte braketter er vakuum-formede separatorer tynnere og lettere, noe som effektivt forbedrer den interne plassutnyttelsen til batteripakken. Samtidig er formutviklingssyklusen kort, utstyrsinvesteringene er lavere og produksjonsfleksibiliteten høy, noe som gjør den egnet for produksjonsbehov i store-skala.

 

Vakuumforming gir betydelige fordeler i energilagringssystemer og lette batterier. Spesielt i noen svært integrerte kraftsystemer, når den brukes sammen med laminerte samleskinnekoblinger, kan den optimalisere strømoverføringsveiene ytterligere og forbedre den totale monteringseffektiviteten.

 

På grunn av materialets tynnhet er dets bæreevne og dimensjonsstabilitet relativt begrenset-, noe som krever grundig strukturell verifisering under komplekse driftsforhold.

 

 

Hot-pressing er en av de raskest-voksende CCS-integreringsteknologiene de siste årene. Denne tilnærmingen bruker en isolerende film for å erstatte den tradisjonelle støtteplaten, ved å presse den ledende samleskinnen, prøvetakingslinjer og isolasjonsmaterialer inn i en enkelt integrert struktur gjennom oppvarming og trykksetting.

 

Hot-presset CCS har høy integrasjon, noe som reduserer antallet komponenter betydelig og resulterer i en tynnere og mer strømlinjeformet totalstruktur. Samtidig tilbyr den høy tetningsytelse og isolasjonspålitelighet, noe som gjør den egnet for automatiserte produksjonslinjer og bidrar til forbedret produksjonseffektivitet og produktkonsistens.

 

Med den kontinuerlige utviklingen av-batterisystemer med høy effekt, stemmer dette strukturelle konseptet perfekt med designfilosofien til laminerte invertersamleskinner. Ved å redusere parasittisk induktans og optimalisere strømfordeling, kan den elektriske ytelsen til et system effektivt forbedres; derfor er det mye brukt i nye energikraftsystemer, energilagringsomformere og høyspente kraftdistribusjonsenheter.

 

I tillegg, innen solcelle- og vindkraft, demonstrerer strukturelle former som flerlags laminert samleskinne brukt i fotovoltaisk inverterapplikasjon for solenergi og laminert samlestang for vindmølleinverter IGBT I/O fullt ut fordelene med laminert samleskinneteknologi i elektroniske enheter med høy-effekt.

 

Mens varm-pressingsteknologi kan oppnå høyere integrasjon, krever den høy utstyrspresisjon og prosesskontroll, og har relativt høye initiale investeringskostnader. Derfor er den generelt egnet for produksjon av middels-til-høye-produkter.

 

 

 

Flatpanelstrukturprosessen bruker en plan isolerende støtteplate som base, og den ledende samleskinnen og prøvetakingslinjene festes ved nagler for å oppnå komponentintegrasjon.

 

Sammenlignet med sprøytestøping, vakuumforming og varm-pressingsløsninger er denne strukturen enklere, har lavere produksjonskostnader og høyere prosesseringseffektivitet, noe som gjør den egnet for kostnadsfølsomme-store-energilagringsprosjekter.

 

På grunn av sin relativt flate struktur, som reduserer komplekse støpeprosesser, har den en viss bruksverdi i enkelte stasjonære energilagringssystemer og energistyringsutstyr. I relaterte applikasjoner bruker produkter som PDU (Power Distribution Unit) BusBar, Wind Power Generator BusBar og BusBar for SVG Static Reactive Power Generation også lignende strukturelle optimeringskonsepter for å forbedre systemøkonomien.

 

For batterier med nye energikjøretøyer som må tåle langsiktig-vibrasjon, støt og komplekse driftsforhold, må den mekaniske styrken og påliteligheten til den flate strukturen fortsatt evalueres basert på det faktiske bruksscenarioet.

 

 

Med forbedringen av utvalget av nye energibiler, utvidelsen av energilagringssystemkapasiteten og den kontinuerlige oppgraderingen av kraftelektroniske enheter, utvikler CCS-produkter seg mot lettvekt, høy integrasjon og høy pålitelighet.

 

I fremtiden vil laminert samleskinneteknologi bli ytterligere integrert med CCS. Nye løsninger, representert av Laminated Busbar Power Solutions, kan samtidig møte kravene til høystrømoverføring, lavinduktansdesign og kompakt strukturell layout. I sektoren for nye energikjøretøyer, teknologier som to-lags laminerte busslinjer for hybridkjøretøyer ogLaminerte samleskinner for alternative brenselcellerog Hybrid Electric Vehicles Systems får økende oppmerksomhet.

 

I mellomtiden, innen industrielle driv- og kraftelektronikkfelt, driver produkter som Variable Frequency Drive (VFD/VSD Drive), BusBars og AC Drive BusBars kontinuerlig modularisering og intelligentisering av samleskinnesystemer.

 

Samlet sett har forskjellige CCS-integrasjonsprosesser sine egne egenskaper. Når de velger en løsning, bør selskaper vurdere faktorer som systemeffekt, plassutforming, vektkrav, produksjonskostnader og driftsmiljøet for å velge den integreringsløsningen som passer best for deres produktbehov, og oppnå en sikker, effektiv og pålitelig elektrisk tilkoblingsdesign.