Den skjulte spiller i-højspændingssystemer i nye energikøretøjer – busser træder ind i rampelyset

Sammenlignet med traditionelle benzinkøretøjer har nye energikøretøjer gennemgået fundamentale ændringer i deres overordnede elektriske arkitektur, hvor en af ​​de vigtigste egenskaber er den betydelige stigning i systemspænding og driftsstrøm. Mens industrien længe har fokuseret på synlige komponenter såsom høj-spændingskonnektorer, høj-ledningsnet, relæer og sikringer for at sikre høj-spændingssikkerhed og energitransmission, er samleskinnen-en type "ikke-standardkomponent", der er ansvarlig for effektiv strømfordeling og en ukompliceret kernetransmission, gradvis{6} højspændingssystemerne i nye energikøretøjer.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Busser er ikke et nyt koncept. Siden fremkomsten af-højspændings-,-stærkstrømsteknologi er samleskinner blevet brugt i vid udstrækning i energi-, kommunikations-, jernbanetransport- og militærsektoren. Med den hurtige udvikling af nye energikøretøjer og energilagringsindustrier er applikationsskalaen og den tekniske kompleksitet af samleskinner i køretøjers højspændingssystemer steget markant, og gradvist omdannet dem fra en "støttende rolle" til en nøglefaktor, der påvirker systemets ydeevne og pålidelighed. I et køretøjs overordnede højspændingssystem udfører samleskinnen ikke kun strømopsamlings- og distributionsfunktioner, men påvirker også direkte systemets temperaturstigning, energieffektivitet, elektromagnetiske kompatibilitet og rumlige layout, hvilket gør dets rolle i arkitekturen for elektriske samleskinnene i stigende grad fremtrædende.

 

Fra et materialeperspektiv er samleskinner, der bruges i nye energikøretøjer, hovedsageligt lavet af kobber og aluminium. Kobbersamleskinner er på grund af deres fremragende ledningsevne og stabilitet mere udbredt i scenarier med høj-strøm og høj-pålidelighed. Baseret på deres strukturelle form og afspændingsevner kan samleskinner opdeles i stive samleskinner og fleksible samleskinner. Traditionelle stive samleskinner har en relativt enkel struktur og lavere teknisk tærskel, der primært udfører grundlæggende ledende funktioner; mens fleksible samleskinner, gennem flerlags laminerede strukturer, opnår bedre spændingsbuffer og rumlig tilpasningsevne, hvilket gør dem mere velegnede til komplekse montagemiljøer og høje-vibrationsforhold, hvilket fører til en konstant stigende anvendelsesrate i bilskinnedesign.

 

I højspændingssystemerne i nye energikøretøjer er de omfattende fordele ved samleskinner og laminerede samleskinner særligt tydelige. Deres kompakte struktur hjælper med at optimere det rumlige layout af batteripakker og elektroniske styresystemer; lav impedans, lav induktans og god varmeafledningsevne resulterer i lavere samlet systemtemperaturstigning, hvilket effektivt undertrykker spændingsspidser og reducerer påvirkningen af ​​strømforsyningsenheder; flerlagsstrukturen understøtter ikke kun integreret input og output ved forskellige spændingsniveauer, men opfylder også EMI-afskærmningskrav.

 

Disse egenskaber gør det muligt for samleskinner gradvist at erstatte nogle traditionelle kabelløsninger i EV-batteriskinne- og strømskinneapplikationer til biler. Anvendelsen af ​​samleskinner er dog ikke uden udfordringer. På grund af betydelige forskelle i spændingsniveauer, effekttætheder og installationsplads på tværs af forskellige køretøjsmodeller og platforme, er samleskinner vanskelige at standardisere, og de fleste projekter kræver skræddersyede design baseret på den overordnede køretøjsarkitektur. At udvikle en skræddersyet samleskinne kræver typisk stærk systemforståelse og tværfagligt samarbejde, hvilket stiller høje krav til designere i elektriske, strukturelle og produktionsmæssige aspekter.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hvis vi tager et strømbatterisystem som eksempel, er dets interne-højspændingsforbindelser normalt opdelt i flere niveauer: celle-niveau, modul-niveau og pakke-niveau. I celle--niveauforbindelser bruges samleskinner primært til at forbinde celler i serie og parallel, almindeligvis ved hjælp af lasersvejsning, modstandssvejsning eller ultralydssvejsning, der ofte anvender stive kobber- eller stive aluminiumskinnestrukturer. I modul-niveau og pakke-niveauforbindelser bruges fleksible og stive samleskinner eller højspændingskabler, afhængigt af systemdesignkravene, for at imødekomme forskellige monteringsprocesser og vedligeholdelsesbehov. Dette system udgør et typisk anvendelsesscenario for elektriske samleskinne til biler.

 

I drivmotorer, elektroniske styresystemer og-indbyggede ladesystemer spiller samleskinner også en afgørende rolle i kraftoverførsel. Uanset om det er positiv elektrodefordeling eller sløjfeforbindelse, påvirker den strukturelle pålidelighed af positive og negative samleskinner direkte den langsigtede stabile drift af systemet. Sammenlignet med traditionelle kabler tilbyder samleskinner fordele med hensyn til installationsnøjagtighed, repeterbarhed og tilpasningsevne til automatiseret montage, og de bliver gradvist en afgørende komponent i bilskinneløsninger.

 

Fra et produktionsperspektiv er samleskinner ikke selv afhængige af forstyrrende nye processer, men opnår snarere ydeevneforbedringer gennem systemintegration af modne processer. Typiske processer omfatter materialevalg, blankning, formning, svejsning, stansning, isoleringsbelægning, overfladebehandling og testning. Nøglen til produktleveringseffektivitet, omkostningskontrol og kvalitetsstabilitet ligger i den tidlige-fase af system-integrationsdesignkapaciteter snarere end individuelle fremstillingsprocesser. Dette er især tydeligt i den store-anvendelse af bilbatteriterminaler.

 

Under den specifikke designfase skal ingeniører typisk starte med de overordnede køretøjsstrømkrav, nedbryde dem trin-for-trin til batterisystemets spændings- og strømparametre og følgelig komplet isoleringsdesign, verifikation af krybeafstand og vurdering af strøm-bærekapacitet. Mens de grundlæggende krav til elektrisk ydeevne opfyldes, skal faktorer som temperaturstigning, energieffektivitet, livscyklusomkostninger og monteringsmetoder overvejes grundigt for i sidste ende at bestemme samleskinnens strukturelle form og tekniske parametre. Denne proces er grundlæggende for at opnå pålidelig strømskinnedrift.

 

Når man ser fremad, udvikler den nye energikøretøjsindustri sig løbende mod højere spændingsplatforme og højere effekttætheder med stigende systemintegration. Dette stiller højere krav til samleskinner med hensyn til pålidelighed, holdbarhed og tilpasningsevne til automatiseret montage. Hvordan man opnår højere strøm-bærekapacitet inden for begrænset plads, og hvordan man opretholder ensartethed i stor-automatiseret produktion er blevet almindelige bekymringer i branchen. Med branchens ekspansion centrerede systematiske løsninger sig om det samarbejdende design afstrømstik til bilerog samleskinner vil blive en vigtig retning for den næste fase af teknologisk udvikling.

 

Samlet set, som en "skjult" komponent i højspændingssystemerne i nye energikøretøjer, bevæger skinner sig gradvist til forkant med teknologi og værdi. Fra materialevalg til strukturelt design, fra systemintegration til fremstillingsprocesser, bliver deres strategiske position i køretøjet stadig mere fremtrædende. Det er forudsigeligt, at med den fortsatte udvidelse af markederne for elektrificering og energilagring, vil skinnerelaterede teknologier og applikationsmodeller fortsætte med at blive uddybet og bryde igennem.