Inovácie technológie prenosu energie poháňajú laminované izolované flexibilné prípojnice

V posledných rokoch na pozadí rýchleho vývoja novej energie, elektrických vozidiel a-výkonných elektronických systémov čelia systémy prenosu energie mnohým výzvam vrátane vyššej hustoty prúdu, kompaktnejších štruktúr a prísnejšieho tepelného manažmentu. Tradičné integrované prípojnice z tvrdej medi postupne odhalili problémy, ako je obmedzená účinnosť, vysoký nárast teploty a nedostatočné využitie materiálu vo vysoko-aplikáciách s vysokým-prúdom. V tomto kontexte laminované izolované ohybné prípojnice, ako nové riešenie napájacieho pripojenia, spúšťajú štrukturálnu revolúciu v oblasti prenosu energie.

 

 

V podmienkach striedavého prúdu alebo vysokofrekvenčného impulzného prúdu dochádza vo vnútri vodiča k výraznému „kožnému efektu“, čo znamená, že prúd je distribuovaný hlavne na povrchovej vrstve, zatiaľ čo vodivosť centrálnej oblasti je výrazne oslabená. Štúdie ukázali, že pri frekvencii približne 1 kHz je hrúbka medenej vrstvy len asi 2,3 mm. Keď hrúbka tradičnej tvrdej medenej prípojnice prekročí túto hodnotu, vnútorný materiál sa takmer nezúčastňuje vedenia.

 

Tento jav priamo vedie k zníženiu efektívnej vodivej plochy prierezu, -zníženiu prúdovej{1}}kapacity a k riziku lokálneho prehriatia. Za určitých prevádzkových podmienok sa môže súčasná-prenosná kapacita tradičných medených prípojníc znížiť o 20 % až 40 % a úroveň nárastu teploty sa výrazne zvyšuje, čo sa stáva hlavným faktorom obmedzujúcim spoľahlivosť a životnosť systému.

 

 

Laminované izolované ohybné prípojnice tvoria štruktúru vodiča laminovaním viacerých vrstiev ultra-tenkej medenej fólie. Hrúbka jednej vrstvy je typicky riadená medzi 0,8 mm a 1 mm, pod rozsahom hĺbky kože, čím sa výrazne znižuje vplyv efektu kože na úrovni štruktúry. Medzi viacerými vodičmi sa používajú vysokovýkonné izolačné materiály, vďaka ktorým je distribúcia prúdu medzi vrstvami rovnomernejšia a efektívne sa zväčšuje ekvivalentná vodivá plocha.

 

Pri rovnakej ploche prierezu- môže táto štruktúra dosiahnuť zvýšenie prúdovej{1}}kapacity až o približne 30 %, pričom má tiež dobrú odolnosť voči napätiu. Tento typ konštrukcie je v priemysle známy aj ako medené laminované flexibilné konektory alebo flexibilné laminované mäkké konektory a postupne nahrádza tradičné integrované medené riešenia prípojníc.

 

 

Vďaka rovnomernejšej distribúcii prúdu laminovaná štruktúra účinne znižuje problém hotspotov spôsobený lokalizovanou koncentráciou prúdu. Viaceré výsledky testov ukazujú, že pri rovnakých prevádzkových aktuálnych podmienkach sa zvýšenie prevádzkovej teploty laminovaných izolovaných ohybných prípojníc môže znížiť približne o 10 % až 20 % v porovnaní s tradičnými medenými prípojnicami, pričom teplotné rozdiely sa v niektorých scenároch s vysokým-výkonom blížia k 20 stupňom.

 

Toto zníženie nárastu teploty nielen zlepšuje prevádzkovú bezpečnosť systému, ale tiež výrazne predlžuje životnosť pripojeného systému a priľahlých komponentov. Táto charakteristika mu dáva jasnú výhodu v systémoch s vysokou-vysokou{2}}hustotou výkonu-citlivých na teplotu, ako sú invertory, riadiace jednotky elektrického pohonu a vysoko-frekvenčné výkonové moduly.

 

 

Zatiaľ čo dosahujú vyššiu prúdovú-kapacitu a nižší nárast teploty, laminované izolované ohybné prípojnice tiež preukazujú významnú výhodu pri využití materiálu. Prostredníctvom štrukturálnej optimalizácie je možné znížiť spotrebu medi o približne 10 % až 15 % pri zachovaní ekvivalentného elektrického výkonu, čo účinne znižuje náklady na suroviny.

 

Okrem toho zníženie spotreby zdrojov medi tiež pomáha znižovať celkovú uhlíkovú stopu produktu, čo je v súlade so súčasnou technologickou orientáciou priemyslu energetických zariadení na zelenú výrobu a trvalo udržateľný rozvoj. Vrstvené vodiče, reprezentované medenými fóliovými zbernicami, medenými fóliovými konektormi a flexibilnými medenými bočnicami, sa stávajú dôležitým praktickým smerom pre-účinné využitie medi.

 

 

V súčasnosti laminované izolované ohybné prípojnice dosiahli rozsiahle{0}}aplikovanie vo viacerých špičkových{1}}výrobných scenároch a scenároch nových energetických aplikácií vrátane systémov napájania elektrických vozidiel, priemyselných frekvenčných meničov a zariadení na riadenie servomotorov, trakčných systémov železničnej dopravy a fotovoltaických zariadení a zariadení na ukladanie energie. V systémoch skladovania energie a napájacích batériových systémov sa používajú štruktúry, ako sú prípojnice flexibilných akumulátorov s medenou fóliou aMedené flexibilné prípojnice pre lítiové batériesa postupne stávajú bežným riešením pre vysokoprúdové-pripojenia.

 

Vzhľadom na to, že systémy výkonovej elektroniky sa naďalej vyvíjajú smerom k vyšším frekvenciám, menším veľkostiam a vyšším hustotám výkonu, očakáva sa, že technológie laminovaného pripojenia založené na viacvrstvových zváracích prípojniciach s medenou fóliou a difúznym spájkovaním s medenou fóliou v nadchádzajúcich rokoch ešte viac rozšíria svoje prenikanie na trh.

 

 

Na základe priemyselného výskumu a spätnej väzby aplikácií boli overené komplexné výhody laminovaných izolovaných flexibilných prípojníc z hľadiska elektrického výkonu, schopností tepelného manažmentu a materiálovej efektívnosti. Odborníci sa vo všeobecnosti domnievajú, že s pokračujúcou expanziou nových trhov s energiou a skladovaním energie sa očakáva, že miera použitia tohto typu štruktúr v oblasti domáceho prenosu energie sa v nasledujúcich troch rokoch výrazne zvýši a postupne sa stane jednou z dôležitých technických ciest pre vysoko-prúdové a-spoľahlivé systémy.