Laminerede, isolerede, fleksible samleskinner driver opgraderinger af krafttransmissionsteknologi

I de senere år, på baggrund af den hurtige udvikling af ny energi, elektriske køretøjer og høj-effektelektroniske systemer, står krafttransmissionssystemer over for flere udfordringer, herunder højere strømtæthed, mere kompakte strukturer og strengere termisk styring. Traditionelle integrerede samleskinner af hårdt kobber har efterhånden afsløret problemer såsom begrænset effektivitet, høj temperaturstigning og utilstrækkelig materialeudnyttelse i høj-højfrekvente-strømsapplikationer. På denne baggrund udløser laminerede, isolerede fleksible samleskinner, som en ny strømtilslutningsløsning, en strukturel revolution inden for kraftoverførselsområdet.

 

 

Under vekselstrøm eller højfrekvente pulserende strømforhold opstår der en betydelig "skineffekt" inde i lederen, hvilket betyder, at strømmen hovedsageligt fordeles på overfladelaget, mens ledningsevnen i det centrale område er væsentligt svækket. Undersøgelser har vist, at ved en frekvens på ca. 1 kHz er kobberets huddybde kun ca. 2,3 mm. Når tykkelsen af ​​en traditionel hård kobberskinne overstiger denne værdi, deltager det indvendige materiale næsten ikke i ledningen.

 

Dette fænomen fører direkte til et fald i det effektive ledende-tværsnitsareal, en reduktion i strøm-bærekapacitet og en risiko for lokal overophedning. Under visse driftsforhold kan den nuværende-bærekapacitet for traditionelle kobbersamleskinner falde med 20 % til 40 %, og temperaturstigningsniveauet stiger betydeligt, hvilket bliver en væsentlig faktor, der begrænser systemets pålidelighed og levetid.

 

 

Laminerede, isolerede fleksible samleskinner danner en lederstruktur ved at laminere flere lag ultra-tynd kobberfolie. Tykkelsen af ​​et enkelt lag styres typisk mellem 0,8 mm og 1 mm, under huddybdeområdet, hvilket signifikant reducerer virkningen af ​​hudeffekten på det strukturelle niveau. Høj-isoleringsmaterialer bruges mellem de mange ledere, hvilket gør strømfordelingen mere ensartet mellem lag og effektivt øger det ækvivalente ledende overfladeareal.

 

Under det samme-tværsnitsareal kan denne struktur opnå en-strømkapacitetsforøgelse på op til ca. 30 %, samtidig med at den har en god modstå spændingsydelse. Denne type struktur er også kendt i industrien som kobberlaminerede fleksible konnektorer eller fleksible laminerede bløde konnektorer og erstatter gradvist traditionelle integrerede kobberskinneløsninger.

 

 

På grund af den mere ensartede strømfordeling reducerer den laminerede struktur effektivt hotspot-problemet forårsaget af lokaliseret strømkoncentration. Flere testresultater viser, at under de samme driftsstrømforhold kan driftstemperaturstigningen for laminerede, isolerede fleksible samleskinner reduceres med ca. 10 % til 20 % sammenlignet med traditionelle kobberskinner, med temperaturforskelle, der nærmer sig 20 grader i nogle høje-scenarier.

 

Denne reduktion i temperaturstigning forbedrer ikke kun systemets driftssikkerhed, men forlænger også levetiden for det tilsluttede system og tilstødende komponenter betydeligt. Denne egenskab giver den en klar fordel i temperatur-følsomme systemer med høj-effekt-tæthed, såsom invertere, styreenheder til elektriske drev og høj-effektmoduler.

 

 

Samtidig med at de opnår højere-strømbærende kapacitet og lavere temperaturstigning, demonstrerer laminerede, isolerede fleksible samleskinner også en betydelig fordel ved materialeudnyttelse. Gennem strukturel optimering kan kobberforbruget reduceres med ca. 10% til 15%, samtidig med at tilsvarende elektrisk ydeevne opretholdes, hvilket effektivt sænker råvareomkostningerne.

 

Desuden hjælper reduktionen i kobberressourceforbruget også med at reducere produktets samlede CO2-fodaftryk, hvilket er i overensstemmelse med den nuværende teknologiske orientering af eludstyrsindustrien mod grøn fremstilling og bæredygtig udvikling. Laminerede ledere, repræsenteret af kobberfoliebusstænger, kobberfoliekonnektorer og fleksible kobbershunts, er ved at blive en vigtig praktisk retning for høj-kobberudnyttelse.

 

 

I øjeblikket har laminerede, isolerede fleksible samleskinner opnået stor-anvendelse i adskillige høje-fremstillings- og nye energianvendelsesscenarier, herunder strømsystemer til elektriske køretøjer, industrielle frekvensomformere og servostyringsudstyr, jernbanetransittraktionssystemer og solcelle- og energilagringskonverterenheder. I energilagrings- og strømbatterisystemer, strukturer såsom kobberfolie fleksibelt lagringsenergibatterisamleskinner ogKobber fleksible samleskinner til lithiumbatterierer gradvist ved at blive den almindelige løsning til høj-strømforbindelser.

 

Efterhånden som kraftelektroniske systemer fortsætter med at udvikle sig mod højere frekvenser, mindre størrelser og højere effekttætheder, forventes laminerede forbindelsesteknologier baseret på Copper Foil Multi-Layer Welding Busbars og Copper Foil Resistance Diffusion Loding Flexible Connections at udvide deres markedspenetration yderligere i de kommende år.

 

 

Baseret på industriforskning og applikationsfeedback er de omfattende fordele ved laminerede, isolerede fleksible samleskinner med hensyn til elektrisk ydeevne, termiske styringsevner og materialeeffektivitet blevet valideret. Eksperter mener generelt, at med den fortsatte udvidelse af de nye energi- og energilagringsmarkeder forventes anvendelsesraten af ​​denne type struktur i det indenlandske eltransmissionsfelt at stige betydeligt i de næste tre år, og gradvist blive en af ​​de vigtige tekniske veje til høj-aktuelle, høj-pålidelighedssystemer.