Trend integrácie elektrických vozidiel: počnúc vysokonapäťovými systémami-

Elektrické vozidlá vstupujú do vysoko integrovanej fázy. Štruktúry batérií sa neustále zjednodušujú, vysokonapäťové platformy sa neustále zlepšujú a systémy elektrického pohonu sa vyvíjajú z troch-v-jednom na viac-v-systémoch. Súčasne sa zvyšujú požiadavky na využitie priestoru, hustotu výkonu a spoľahlivosť systému. Všetky tieto zmeny v podstate poukazujú na rovnaký základný problém,-ako dosiahnuť vyššie napätie, väčší prúd a stabilnejší prenos energie v kompaktnejšej štruktúre.

 

V tejto súvislosti už nie sú vysokonapäťové pripojenia{0}} jednoduchým „problémom pripojenia“, ale zásadným základným prvkom určujúcim hornú hranicu výkonu vozidla. Riešenia zberníc pre distribúciu elektrickej energie, sústredené okolo systémov výkonovej elektroniky, sa postupne stávajú kľúčovým komponentom elektrickej architektúry elektrického vozidla.

 

 

Vďaka implementácii platforiem 800 V a vyššieho napätia kladú vysokonapäťové systémy na komponenty pripojenia prísnejšie{1}}požiadavky:

 

Po prvé, musia prenášať väčšie prúdy v obmedzenom priestore;

Po druhé, musia minimalizovať rozptylovú indukčnosť a potlačiť napäťové špičky;

Po tretie, musia si zachovať spoľahlivosť pri vibráciách, teplotných rozdieloch a dlhodobých{0}}prevádzkových podmienkach.

 

Tradičné káble majú výhody v flexibilite, ale ich obmedzenia v nízkej indukčnosti, štrukturálnej stabilite a systémovej integrácii sú postupne

stáva sa zjavným. Konštrukcie prípojníc, ktorých príkladom je prípojnica pre výkonovú elektroniku, sa stávajú hlavnou technológiou pre vysokonapäťové pripojenia.

 

 

Medzi rôznymi-spôsobmi vysokonapäťového pripojenia vynikajú laminované prípojnice vďaka svojim komplexným výkonnostným výhodám. Vrstvená štruktúra integrálnym laminovaním viacerých vrstiev vodičov a izolačných materiálov dosahuje vysoký stupeň fyzického prispôsobenia medzi kladným a záporným obvodom, čím sa výrazne znižuje indukčnosť obvodu. Táto štruktúra laminovanej prípojnice nielen zlepšuje prúdovú-kapacitu prenosu, ale tiež rozširuje oblasť rozptylu tepla, čo je výhodné pre tepelné riadenie v systémoch s vysokou-výkonovou{5}}hustotou.

 

Vo vysokonapäťových scenároch je hrúbka medzivrstvovej izolácie ovládateľná, čo uľahčuje navrhovanie povrchových vzdialeností a elektrickej bezpečnosti, čo je obzvlášť vhodné pre energetické systémy na platformách vysokého napätia -ďalšej generácie-.

 

 

Z elektrického hľadiska spočíva základná hodnota laminovaných prípojníc v troch aspektoch: prúdová-prenosnosť, ovládanie indukčnosti a prispôsobivosť napätia. V porovnaní s káblovými štruktúrami s jednotnými prierezmi- môžu prípojnice prenášať vyšší výkon; zatiaľ čo laminovaný dizajn ďalej znižuje rozloženú indukčnosť, čím pomáha potláčať napäťové špičky spôsobené vysoko-prepínaním.

 

V systémoch využívajúcich-vysokofrekvenčné výkonové zariadenia, ako je SiC, sa nízka indukčnosť stala nevyhnutným konštrukčným predpokladom. Preto sa medzi jednosmernými vstupmi a napájacími modulmi široko používajú vrstvené zbernice pre vysokoprúdové meniče a vrstvené zbernice pre vysokoprúdové obvody IGBT.

 

 

Okrem elektrického výkonu je rovnako dôležitá aj navrhovateľnosť mechanickej štruktúry vrstvených prípojníc. Prostredníctvom ohybu a nepravidelného dizajnu môžu prípojnice presne zapadnúť do vnútorného priestoru elektrického pohonného systému, čím sa dosiahne kompaktné usporiadanie. Pevná konštrukcia je tiež vhodnejšia pre automatizovanú montáž, znižuje chyby pri montáži a zlepšuje konzistenciu.

 

Počas{0}}dlhodobej prevádzky vozidla sú vibrácie podvozku a tepelné cykly nevyhnutné a vysokonapäťové pripojenia musia mať-dlhodobú{2}}stabilitu. Laminované prípojnice v tomto smere preukazujú významnú výhodu, čo je kľúčový dôvod, prečo boli overené v aplikáciách s vysokými-vibráciami, ako sú prípojnice pre elektrické lokomotívy.

 

 

Keďže integrácia systémov elektrického pohonu sa neustále zvyšuje, meniče sa vyvíjajú smerom k vysokej hustote výkonu a miniaturizácii. Ich vnútorné spojovacie štruktúry musia súčasne spĺňať požiadavky na nízku indukčnosť, vysokú spoľahlivosť a flexibilné usporiadanie. V invertoroch prípojnica primárne spracováva kritické cesty, ako je vstup DC, pripojenie výkonového modulu a výstup striedavého prúdu.

 

V praktickom dizajne môže konštrukčná integrácia DC prípojnice s kondenzátormi ďalej skrátiť prúdovú slučku, znížiť ekvivalentnú sériovú indukčnosť a zjednodušiť proces montáže. Tento dizajnový prístup je technologickým pozadím širokého prijatia kondenzátorovej laminovanej zbernice pre motorový pohon založený na IGBT-.

 

 

Okrem nových energetických vozidiel sú laminované prípojnice vhodné aj pre rôzne scenáre s vysokým-výkonom a vysokou{1}}spoľahlivosťou. Napríklad pri zváracích zdrojoch energie, vysoko-frekvenčných invertoroch, moduloch výkonovej elektroniky a špeciálnych zariadeniach sú základnými systémovými požiadavkami aj nízka indukčnosť a vysoký prúd.

 

Či už ide o laminovanú zbernicu pre vysokofrekvenčné zváranie IGBT alebo laminovanú zbernicu pre napájací menič kozmickej lode, ich technologická logika vychádza z rovnakého základu-zlepšovania účinnosti a stability prenosu energie prostredníctvom štrukturálnej integrácie.

 

 

Integrácia elektrických vozidiel nie je len redukciou počtu komponentov, ale aj synergickou optimalizáciou funkcie, štruktúry a výkonu. Prípojnice, ktoré slúžia ako „napájacia chrbtica“ vysokonapäťových{1}}systémov, sa vyvíjajú z tradičných konektorov na konštrukčné prvky-úrovne systému.Prípojnica pre riešenia spojovania výkonovej elektroniky, sústredená okolo systémov výkonovej elektroniky, sa stáva rozhodujúcim oporným bodom pre hlbokú integráciu elektrických pohonov, batérií a systémov distribúcie energie.

 

 

Trend integrácie elektrických systémov EV pretvára logiku dizajnu vodivých komponentov. Tradičné oddelené svorky a elektroinštalačné systémy sa postupne vyvíjajú do integrovaných vodivých zostáv kombinujúcich reléové svorky, laminované prípojnice, strieborné kontaktné štruktúry a lisované vodivé nosiče.

 

Pre aplikácie automobilových relé sa kombinácia medených reléových svoriek, strieborných kontaktných svoriek a{0}}technológie montáže nitovaných kontaktov stala dôležitým smerom pre kompaktné, vysokoprúdové{1}}a automatizované elektrické systémy EV.