Análisis de cuatro procesos de integración principales y evoluciones tecnológicas de barras colectoras integradas CCS

La barra colectora integrada CCS, que sirve como conexión eléctrica fundamental y portador de adquisición de señales dentro del paquete de baterías, se utiliza ampliamente en baterías de vehículos de nueva energía y sistemas de almacenamiento de energía. Principalmente permite la conexión en serie y en paralelo de alto voltaje- de celdas de batería y la adquisición de información como voltaje y temperatura, transmitiendo los datos al sistema BMS. Estructuralmente su filosofía de diseño está algo relacionada con las Barras Laminadas y BusBars para Electrónica de Potencia en el campo de la electrónica de potencia.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Además, con la tendencia hacia una alta integración, está adoptando gradualmente los principios de diseño de estructuras conductoras en capas, como barras colectoras laminadas y barras colectoras laminadas para Mersen, para mejorar la utilización del espacio y la confiabilidad eléctrica. Una lógica de diseño similar, modular y de alta-confiabilidad también es evidente en diferentes escenarios de aplicaciones, como barras colectoras laminadas para telecomunicaciones y soluciones de barras colectoras para distribución de energía eléctrica.

 

En el campo de la conversión de energía de alto-rendimiento, como barras colectoras laminadas para electrónica de potencia en variadores de motor y barras colectoras laminadas para variadores de motor basados ​​en IGBT-, la estructura de la barra colectora mejora la eficiencia del sistema al reducir la inductancia parásita. En el campo CCS, este enfoque también se utiliza para optimizar el diseño de rutas conductoras. Además, en aplicaciones de alta-potencia, como barras colectoras laminadas para inversores de alta corriente y barras colectoras laminadas para IGBT de placas de circuitos de alta corriente, los requisitos de gestión térmica y compacidad estructural han impulsado la evolución de CCS hacia diseños livianos y altamente integrados.

 

Desde una perspectiva estructural, las primeras soluciones CCS solían utilizar soportes-moldeados por inyección combinados con procesos de remachado para integrar mecánicamente componentes de adquisición de señales y barras colectoras. Este enfoque ofrece una alta resistencia estructural pero da como resultado un consumo significativo de peso y espacio.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Todavía se utilizan ideas estructurales similares en aplicaciones industriales-de servicio pesado, como barras colectoras para locomotoras eléctricas y barras colectoras personalizadas para soluciones de protección eléctrica. Sin embargo, en sistemas que ponen mayor énfasis en el rendimiento electromagnético, como las barras colectoras de cobre laminadas y las barras de cobre laminadas, la atención se centra más en la eficiencia de la conductividad y la estabilidad térmica. Al mismo tiempo, algunas aplicaciones también hacen referencia al concepto de diseño flexible de barras colectoras flexibles laminadas para adaptarse a diseños espaciales complejos.

 

En el proceso de integración del panel de aislamiento termoformado, los componentes se integran utilizando materiales aislantes delgados y remachado térmico, lo que da como resultado una estructura general más liviana. Esta tendencia hacia diseños más delgados y livianos comparte algunos puntos en común con la filosofía de diseño de aislamiento-mejorado de las barras colectoras aisladas barnizadas (VIB), y una dirección de optimización estructural similar también se refleja en las barras colectoras para soluciones de unión de electrónica de potencia.

 

En comparación con las estructuras tradicionales, esta solución es más adecuada para diseños de módulos de batería con altos requisitos de utilización del espacio.

 

La solución de integración de película aislante termo-prensada utiliza una película aislante de PET para reemplazar la estructura de soporte tradicional, logrando un embalaje integrado de múltiples componentes mediante termo-prensado, lo que da como resultado una estructura más compacta y estable. Este enfoque técnico es de valor de referencia en sistemas de energía de alta-confiabilidad, como la barra colectora laminada con condensador para variadores de motor basados ​​en IGBT- y la barra colectora laminada para IGBT de potencia de soldadura de alta frecuencia, ambos enfatizan la baja impedancia, la alta estabilidad y la optimización del rendimiento de alta-frecuencia. Al mismo tiempo, una tendencia similar de conductividad y aislamiento laminado integrado también se refleja en los sistemas de tecnología Laminate Copper BusBar y Laminate BusBar.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En la solución de remachado de estructuras planas más avanzada, la integración de bajo-coste se logra mediante placas de soporte aislantes planas y procesos de remachado, adecuados para escenarios de almacenamiento de energía con requisitos de estabilidad estructural relativamente leves. Este enfoque de bajo-costo y altamente adaptable se puede comparar y analizar con el diseño estructural de la barra colectora laminada para la estructura de montaje del banco de capacitores. Además, en aplicaciones ambientales especiales y de alta-potencia específicas, como la barra colectora laminada para inversores de energía de naves espaciales, los requisitos de confiabilidad estructural y adaptabilidad ambiental son aún más estrictos.

 

En general, varias rutas de proceso para barras colectoras integradas CCS están evolucionando continuamente hacia un aligeramiento, una alta integración y una alta confiabilidad. Su trayectoria de desarrollo tecnológico muestra una clara tendencia sinérgica con tecnologías de barras colectoras de electrónica de potencia, como la barra colectora laminada para placas de circuito de alta corriente IGBT y la barra colectora para soluciones de unión de electrónica de potencia. En el futuro, a medida que el almacenamiento de energía y los sistemas de vehículos de nueva energía aumenten aún más sus requisitos de densidad de potencia y eficiencia espacial, la integración entre las estructuras CCS y las tecnologías de barras colectoras de alto-rendimiento, comoBarra colectora laminada para inversor de alta corrientese acercarán más, impulsando el sistema general de conexión eléctrica hacia un mayor nivel de integración.