Jucătorul ascuns în sistemele de-înaltă tensiune ale vehiculelor noi cu energie — autobuzele intră în lumina reflectoarelor

În comparație cu vehiculele tradiționale pe benzină, vehiculele cu energie nouă au suferit modificări fundamentale în arhitectura lor electrică generală, una dintre cele mai semnificative caracteristici fiind creșterea substanțială a tensiunii sistemului și a curentului de funcționare. În timp ce industria s-a concentrat de mult timp pe componente vizibile, cum ar fi conectori de-tensiune înaltă, cablaje de-tensiune înaltă, relee și siguranțe pentru a asigura siguranța la-tensiune înaltă și transmisia energiei, bara-un tip de „componentă ne{-standard” responsabilă pentru distribuția eficientă a energiei și transmisia stabilă{6}}devine o componentă indispensabilă{7} a sistemelor de înaltă tensiune{7} vehicule cu energie nouă.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Autobuzele nu sunt un concept nou. De la apariția ingineriei energetice de înaltă-tensiune și curent înalt-, barele colectoare au fost utilizate pe scară largă în sectoarele energetice, comunicațiilor, transportului feroviar și militar. Odată cu dezvoltarea rapidă a noilor vehicule cu energie și a industriilor de stocare a energiei, amploarea aplicațiilor și complexitatea tehnică a barelor colectoare din sistemele de înaltă-tensiune ale vehiculelor au crescut semnificativ, transformându-le treptat dintr-un „rol de sprijin” într-un factor cheie care influențează performanța și fiabilitatea sistemului. În sistemul general de-înaltă tensiune al unui vehicul, bara colectoare nu numai că îndeplinește funcții de colectare și distribuție a curentului, ci afectează direct și creșterea temperaturii sistemului, eficiența energetică, compatibilitatea electromagnetică și aspectul spațial, făcându-și rolul din ce în ce mai important în arhitectura vehiculului electric.

 

Din perspectiva materialelor, barele colectoare utilizate în vehiculele cu energie nouă sunt fabricate în principal din cupru și aluminiu. Barele colectoare din cupru, datorită conductivității și stabilității lor excelente, sunt utilizate mai pe scară largă în scenarii de-curenți înalți, de înaltă{2}}fiabilitate. Pe baza formei lor structurale și a capacităților de reducere a tensiunilor, barele colectoare pot fi împărțite în bare colectoare rigide și bare colectoare flexibile. Barele colectoare rigide tradiționale au o structură relativ simplă și un prag tehnic mai scăzut, îndeplinind în primul rând funcții conductoare de bază; în timp ce barele flexibile, prin structuri laminate cu mai multe-strat, realizează o mai bună amortizare a tensiunilor și o adaptabilitate spațială, făcându-le mai potrivite pentru medii complexe de asamblare și condiții de-vibrații ridicate, ceea ce duce la o rată de aplicare în continuă creștere în proiectarea barelor colectoare auto.

 

În sistemele de-înaltă tensiune ale vehiculelor cu energie nouă, avantajele cuprinzătoare ale barelor colectoare și ale barelor colectoare laminate sunt deosebit de evidente. Structura lor compactă ajută la optimizarea aspectului spațial al pachetelor de baterii și a sistemelor electronice de control; impedanța scăzută, inductanța scăzută și performanța bună de disipare a căldurii au ca rezultat o creștere mai scăzută a temperaturii generale a sistemului, suprimând efectiv vârfurile de tensiune și reducând impactul asupra dispozitivelor de alimentare; structura multi-stratificată nu numai că acceptă intrarea și ieșirea integrate la diferite niveluri de tensiune, dar îndeplinește și cerințele de ecranare EMI.

 

Aceste caracteristici permit barelor de distribuție să înlocuiască treptat unele soluții tradiționale de cabluri în aplicațiile de bare colectoare pentru baterii EV și bare de alimentare pentru automobile. Cu toate acestea, aplicarea barelor nu este lipsită de provocări. Datorită diferențelor semnificative de niveluri de tensiune, densități de putere și spațiu de instalare pe diferite modele de vehicule și platforme, barele colectoare sunt dificil de standardizat și majoritatea proiectelor necesită design personalizat bazat pe arhitectura generală a vehiculului. Dezvoltarea unei bare colectoare personalizate necesită în mod obișnuit o înțelegere puternică a sistemului și o colaborare interdisciplinară, punând cerințe mari asupra designerilor în aspectele electrice, structurale și de fabricație.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Luând ca exemplu un sistem de baterii de alimentare, conexiunile interne de-înaltă tensiune sunt de obicei împărțite în mai multe niveluri: nivel-celulă, nivel-modul și nivel-pachet. În conexiunile la nivel de celule-, barele colectoare sunt utilizate în principal pentru a conecta celulele în serie și paralel, utilizând în mod obișnuit sudarea cu laser, sudarea prin rezistență sau sudarea cu ultrasunete, utilizând adesea structuri rigide de bare din cupru sau aluminiu. În conexiunile la nivel-modul și la nivel-pachet, barele colectoare flexibile și rigide sau cablurile de-înaltă tensiune sunt utilizate în combinație, în funcție de cerințele de proiectare a sistemului, pentru a satisface diferite procese de asamblare și nevoi de întreținere. Acest sistem constituie un scenariu tipic de aplicare a barelor electrice auto.

 

În motoarele de antrenare, sistemele electronice de control și sistemele de-încărcare la bord, barele colectoare joacă, de asemenea, un rol crucial în transmisia puterii. Fie că este vorba de distribuția pozitivă a electrozilor sau de conexiune în buclă, fiabilitatea structurală a barelor colectoare pozitive și negative afectează direct funcționarea stabilă-pe termen lung a sistemului. În comparație cu cablurile tradiționale, barele colectoare oferă avantaje în ceea ce privește precizia instalării, repetabilitatea și adaptabilitatea la asamblarea automată, devenind treptat o componentă crucială a soluțiilor auto pentru bare colectoare.

 

Din perspectiva producției, barele în sine nu se bazează pe procese noi perturbatoare, ci mai degrabă realizează îmbunătățiri ale performanței prin integrarea în sistem a proceselor mature. Procesele tipice includ selecția materialului, decuparea, formarea, sudarea, perforarea, acoperirea izolației, tratarea suprafeței și testarea. Cheia pentru eficiența livrării produselor, controlul costurilor și stabilitatea calității constă în capacitățile de proiectare a integrării-sistemului-la nivel incipient, mai degrabă decât în ​​procesele de producție individuale. Acest lucru este evident în special în aplicarea-la scară largă a barelor colectoare ale terminalelor bateriei auto.

 

În timpul fazei specifice de proiectare, inginerii trebuie de obicei să înceapă cu cerințele generale de putere a vehiculului, defalcându-le pas{0}}cu-la parametrii de tensiune și curent ai sistemului de baterii și, în consecință, să finalizeze proiectarea izolației, verificarea distanței de fuga și evaluarea capacității de transport curent-. În timp ce îndeplinesc cerințele de bază de performanță electrică, factori precum creșterea temperaturii, eficiența energetică, costul ciclului de viață și metodele de asamblare trebuie luați în considerare cuprinzător pentru a determina în cele din urmă forma structurală și parametrii tehnici ai barei colectoare. Acest proces este fundamental pentru a obține o funcționare electrică fiabilă a barelor.

 

Privind în perspectivă, industria vehiculelor cu energie nouă evoluează în mod continuu către platforme cu tensiune mai mare și densități de putere mai mari, cu o integrare crescândă a sistemului. Acest lucru impune cerințe mai mari pentru barele colectoare în ceea ce privește fiabilitatea, durabilitatea și adaptabilitatea la asamblarea automată. Cum să obțineți o mai mare-capacitate de transport de curent într-un spațiu limitat și cum să mențineți consistența în producția automată-la scară largă au devenit preocupări comune în industrie. Odată cu extinderea industriei, soluțiile sistematice s-au concentrat pe proiectarea colaborativă aconectori de alimentare autoiar barele colectoare vor deveni o direcție importantă pentru următoarea etapă a evoluției tehnologice.

 

În general, ca componentă „ascunsă” în sistemele de-înaltă tensiune ale vehiculelor cu energie nouă, barele colectoare trec treptat în prim-planul tehnologiei și valorii. De la selecția materialelor până la proiectarea structurală, de la integrarea sistemului până la procesele de fabricație, poziția lor strategică în vehicul devine din ce în ce mai proeminentă. Este de previzibil că, odată cu extinderea continuă a piețelor de electrificare și stocare a energiei, tehnologiile și modelele de aplicații legate de bare-barele colectoare vor continua să se aprofundeze și să perceapă.