Fire mainstream-processer for CCS-integrerede samleskinner: nøgleforbindelsesteknologier i nye energikøretøjer og energilagringssystemer

Med den hurtige udvikling af nye energikøretøjer, energilagringssystemer og smart strømudstyr er CCS (Cell Contact System) integrerede samleskinner blevet en uundværlig komponent i batteripakker. Som en afgørende bro, der forbinder cellerne og batteristyringssystemet, udfører CCS ikke kun strømtransmission, men håndterer også spændingsprøvetagning, temperaturovervågning og signaltransmission, hvilket danner et afgørende fundament for effektiv og sikker drift af moderne batterisystemer.

 

I højspændingsbatterisystemer består CCS typisk af ledende samleskinner, signalopsamlingsledninger, isolerende strukturelle komponenter og forbindelseskomponenter. Efterhånden som batterisystemer udvikler sig mod lette og højt integrerede designs, opgraderes CCS-fremstillingsprocesserne løbende. I øjeblikket omfatter de almindelige integrationsløsninger i industrien hovedsageligt fire tekniske ruter: sprøjtestøbningsbeslagproces, vakuumformende separatorpladeproces, varm-isoleringsfilmproces og fladpanelnitteproces.

 

 

 

Sprøjtestøbningsbeslagopløsningen er en af ​​de tidligste og mest modne procesruter for CCS. Denne løsning bruger flammehæmmende ingeniørplastik til at skabe understøtningsstrukturen og integrerer derefter lederne, prøveudtagningskomponenterne og den isolerende struktur i en enkelt enhed gennem varmnitning,-snapfitting eller mekaniske fastgørelsesmetoder. Denne proces kan prale af høj mekanisk styrke og strukturel stabilitet, der opfylder de langsigtede-driftskrav for strømbatterier under vibrationer, stød og komplekse miljøer. På grund af dens modne teknologi og høje produktionskonsistens blev den meget brugt i tidlige strømbatterisystemer.

 

Den relativt store tykkelse af det sprøjtestøbte-beslag optager imidlertid batteripakkens plads og øger systemets vægt. Efterhånden som rækkeviddekravene til nye energikøretøjer fortsætter med at stige, er letvægtsdesign blevet en industritrend. Derfor anvender flere og flere systemer tyndere og lettere ledende forbindelsesløsninger, såsom strukturerne til lamineret busstang og lamineret kobber, der bruges i invertere og højspændingsstrømdistributionssystemer, for at opnå bedre pladsudnyttelse og elektrisk ydeevne.

 

 

Vakuumformningsprocessen opvarmer og former en flammehæmmende-film til en separatorstruktur, som derefter samles og fastgøres med den ledende samleskinne og prøveudtagningsledninger.

 

Sammenlignet med traditionelle sprøjtestøbte-beslag er vakuum-formede separatorer tyndere og lettere, hvilket effektivt forbedrer den interne pladsudnyttelse af batteripakken. Samtidig er dens formudviklingscyklus kort, udstyrsinvesteringer er lavere, og produktionsfleksibiliteten er høj, hvilket gør den velegnet til store-produktionsbehov.

 

Vakuumformning giver betydelige fordele i energilagringssystemer og letvægts batteridesign. Især i nogle stærkt integrerede strømsystemer, når det bruges sammen med laminerede samleskinnekonnektorer, kan det yderligere optimere strømtransmissionsveje og forbedre den samlede samlingseffektivitet.

 

På grund af materialets tynde er dets belastnings-bærende kapacitet og dimensionsstabilitet imidlertid relativt begrænset, hvilket kræver en grundig strukturel verifikation under komplekse driftsforhold.

 

 

Hot-presning er en af ​​de hurtigst-voksende CCS-integrationsteknologier i de seneste år. Denne tilgang bruger en isolerende film til at erstatte den traditionelle støtteplade, ved at presse den ledende samleskinne, prøveudtagningsledninger og isoleringsmaterialer ind i en enkelt integreret struktur gennem opvarmning og tryk.

 

Hot-presset CCS har høj integration, hvilket reducerer antallet af komponenter betydeligt og resulterer i en tyndere og mere strømlinet overordnet struktur. Samtidig giver den høj tætningsydelse og isoleringspålidelighed, hvilket gør den velegnet til automatiserede produktionslinjer og bidrager til forbedret produktionseffektivitet og produktkonsistens.

 

Med den kontinuerlige udvikling af høj-batterisystemer stemmer dette strukturelle koncept perfekt overens med designfilosofien bag laminerede inverter-samleskinner. Ved at reducere parasitisk induktans og optimere strømfordelingen kan den elektriske ydeevne af et system effektivt forbedres; derfor er det meget brugt i nye energistrømsystemer, energilagringsomformere og højspændingsstrømdistributionsenheder.

 

Inden for solcelle- og vindenergiområderne demonstrerer strukturelle former, såsom flerlags lamineret samleskinne, der bruges i fotovoltaisk inverterapplikation til solenergi, og lamineret samlestang til vindmølleinverter IGBT I/O også fuldt ud fordelene ved lamineret samleskinneteknologi i elektroniske enheder med høj-effekt.

 

Mens varm-presningsteknologi kan opnå højere integration, kræver den høj udstyrspræcision og proceskontrol og har relativt høje initialinvesteringsomkostninger. Derfor er den generelt velegnet til fremstilling af middel-til-høje-produkter.

 

 

 

Fladpanelstrukturprocessen bruger en plan isolerende støtteplade som base, og den ledende samleskinne og prøveudtagningsledninger fastgøres ved nitning for at opnå komponentintegration.

 

Sammenlignet med sprøjtestøbning, vakuumformning og varm-presningsløsninger er denne struktur enklere, har lavere produktionsomkostninger og højere forarbejdningseffektivitet, hvilket gør den velegnet til omkostningsfølsomme-store-energilagringsprojekter.

 

På grund af sin relativt flade struktur, som reducerer komplekse støbeprocesser, har den en vis anvendelsesværdi i nogle stationære energilagringssystemer og energistyringsudstyr. I relaterede applikationer anvender produkter som PDU (Power Distribution Unit) BusBar, Wind Power Generator BusBar og BusBar for SVG Static Reactive Power Generation også lignende strukturelle optimeringskoncepter for at forbedre systemøkonomien.

 

Men for batterier til nye energikøretøjer, der skal modstå langvarige-vibrationer, stød og komplekse driftsforhold, skal den flade strukturs mekaniske styrke og pålidelighed stadig evalueres baseret på det faktiske anvendelsesscenarie.

 

 

Med forbedringen af ​​det nye udvalg af energikøretøjer, udvidelsen af ​​energilagringssystemkapaciteten og den kontinuerlige opgradering af kraftelektroniske enheder, udvikler CCS-produkter sig mod letvægt, høj integration og høj pålidelighed.

 

I fremtiden vil lamineret samleskinneteknologi blive yderligere integreret med CCS. Nye løsninger, repræsenteret af Laminated Busbar Power Solutions, kan samtidig opfylde kravene til høj strømtransmission, lavinduktansdesign og kompakt strukturelt layout. I sektoren for nye energikøretøjer, teknologier såsom to-laminerede busstænger til hybridkøretøjer ogLaminerede busstænger til alternative brændselscellerog Hybrid Electric Vehicles Systems får stigende opmærksomhed.

 

I mellemtiden, inden for det industrielle drev og kraftelektronik, driver produkter som Variable Frequency Drive (VFD/VSD Drive), BusBars og AC Drive BusBars kontinuerligt modulariseringen og intelligentiseringen af ​​samleskinnesystemer.

 

Samlet set har forskellige CCS-integrationsprocesser deres egne karakteristika. Når de vælger en løsning, bør virksomheder nøje overveje faktorer som systemeffektklassificering, pladslayout, vægtkrav, produktionsomkostninger og driftsmiljøet for at vælge den integrationsløsning, der er bedst egnet til deres produktbehov, for at opnå et sikkert, effektivt og pålideligt elektrisk forbindelsesdesign.