Integracijski trend električnih vozila: počevši od visoko-naponskih sistema

Električna vozila ulaze u visoko integrisanu fazu. Strukture baterija se kontinuirano pojednostavljuju, visoko-platforme se stalno poboljšavaju, a sistemi električnih pogona evoluiraju od tri-u-jedan do više-u-sistema. Zahtevi za korišćenje prostora, gustina snage i pouzdanost sistema se istovremeno povećavaju. U suštini, sve ove promjene ukazuju na isti suštinski problem-kako postići veći napon, veću struju i stabilniji prijenos energije u kompaktnijoj strukturi.

 

U ovom kontekstu, visoko{0}}naponske veze više nisu običan "problem povezivanja", već ključni temeljni element koji određuje gornju granicu performansi vozila. Rešenja sabirnica za distribuciju električne energije, usredsređena na sisteme energetske elektronike, postepeno postaju ključna komponenta električne arhitekture električnog vozila.

 

 

Sa implementacijom platformi od 800V i višeg napona, visoko-sistemi postavljaju strože zahtjeve za priključne komponente:

 

Prvo, treba da nose veće struje unutar ograničenog prostora;

Drugo, potrebno je da minimiziraju zalutalu induktivnost i potisnu skokove napona;

Treće, moraju održavati pouzdanost pod vibracijama, temperaturnim razlikama i dugotrajnim{0}}uslovima rada.

 

Tradicionalni kablovi imaju prednosti u fleksibilnosti, ali njihova ograničenja u niskoj induktivnosti, strukturnoj stabilnosti i sistemskoj integraciji postepeno se smanjuju.

postaje očigledan. Strukture sabirnica, na primjer sabirnica za energetsku elektroniku, postaju glavna tehnologija za visokonaponske-konekcije.

 

 

Među različitim visokonaponskim metodama{0}}priključivanja, laminirane sabirnice se ističu zbog svojih sveobuhvatnih prednosti u pogledu performansi. Laminirana struktura, integralnim laminiranjem više slojeva provodnika i izolacionih materijala, postiže visok stepen fizičkog uklapanja između pozitivnih i negativnih kola, značajno smanjujući induktivnost kola. Ova laminirana BusBar struktura ne samo da poboljšava trenutni-kapacitet, već i proširuje područje disipacije topline, što je korisno za upravljanje toplinom u sistemima velike -snage-gustine.

 

U visoko-naponskim scenarijima, debljina međuslojne izolacije se može kontrolisati, što olakšava projektovanje puznih staza i električne sigurnosti, posebno pogodnih za sisteme napajanja u sljedećoj-generaciji visokonaponskih-platforma.

 

 

Iz električne perspektive, osnovna vrijednost laminiranih sabirnica leži u tri aspekta: strujni{0}}nosivi kapacitet, kontrola induktivnosti i prilagodljivost napona. U poređenju sa kablovskim konstrukcijama sa ujednačenim poprečnim-presjecima, sabirnice mogu nositi veću snagu; dok laminirani dizajn dodatno smanjuje distribuiranu induktivnost, pomažući u suzbijanju skokova napona uzrokovanih velikom-brzinom prebacivanja.

 

U sistemima koji koriste visokofrekventne uređaje za napajanje kao što je SiC, niska induktivnost je postala preduvjet za dizajn. Stoga se laminirane sabirnice za invertore velike struje i laminirane sabirnice za IGBT-ove na visokostrujnim pločama široko koriste između DC ulaza i energetskih modula.

 

 

Osim električnih performansi, jednako je ključna i mehanička struktura laminiranih sabirnica. Savijanjem i nepravilnim dizajnom, sabirnice se mogu precizno uklopiti u unutrašnji prostor električnog pogonskog sistema, postižući kompaktan raspored. Kruta struktura je takođe pogodnija za automatizovanu montažu, smanjujući greške pri montaži i poboljšavajući konzistentnost.

 

Tokom-dugotrajnog rada vozila, vibracije šasije i termalni ciklusi su neizbježni, a visoko-veze na visokom naponu moraju imati dugotrajnu-stabilnost. Laminirane sabirnice pokazuju značajnu prednost u ovom pogledu, što je ključni razlog zašto su potvrđene u aplikacijama sa visokim-vibracijama kao što su sabirnice za električne lokomotive.

 

 

Kako se integracija električnih pogonskih sistema nastavlja povećavati, pretvarači se razvijaju prema velikoj gustoći snage i minijaturizaciji. Njihove unutrašnje strukture povezivanja moraju istovremeno zadovoljiti zahtjeve niske induktivnosti, visoke pouzdanosti i fleksibilnog rasporeda. U inverterima, sabirnica prvenstveno upravlja kritičnim stazama kao što su DC ulaz, priključak naponskog modula i AC izlaz.

 

U praktičnom dizajnu, strukturalna integracija DC sabirnice sa kondenzatorima može dodatno skratiti strujnu petlju, smanjiti ekvivalentnu serijsku induktivnost i pojednostaviti proces montaže. Ovaj pristup dizajnu je tehnološka pozadina koja stoji iza širokog usvajanja kondenzatorske laminirane sabirnice za IGBT{1}}motorne pogone.

 

 

Osim novih energetskih vozila, laminirane sabirnice su također pogodne za različite scenarije velike-snage i visoke{1}}pouzdanosti. Na primjer, u izvorima napajanja za zavarivanje, invertorima visoke{3}}e frekvencije, energetskim elektronskim modulima i specijalnoj opremi, niska induktivnost i visoka strujna sposobnost su također osnovni sistemski zahtjevi.

 

Stoga, bilo da se radi o laminiranoj sabirnici za visokofrekventno zavarivanje IGBT ili laminiranoj sabirnici za inverter snage svemirske letjelice, njihova tehnološka logika proizlazi iz iste osnove-poboljšanja efikasnosti i stabilnosti prijenosa energije kroz strukturnu integraciju.

 

 

Integracija električnih vozila nije samo smanjenje broja komponenti, već i sinergijska optimizacija funkcije, strukture i performansi. Sabirnice, koje služe kao "snaga okosnica" visokonaponskih-sistema, evoluiraju iz tradicionalnih konektora u elemente dizajna-na nivou sistema.Sabirnica za rješenja za spajanje energetske elektronike, usredsređen na sisteme energetske elektronike, postaje ključna tačka uporišta za duboku integraciju električnih pogona, baterija i sistema za distribuciju energije.

 

 

Trend integracije električnih sistema EV preoblikuje logiku dizajna provodnih komponenti. Tradicionalni odvojeni terminali i sistemi ožičenja postepeno se razvijaju u integrisane provodne sklopove koji kombinuju relejne terminale, laminirane sabirnice, srebrne kontaktne strukture i žigosane provodne nosače.

 

Za primjenu releja u automobilskoj industriji, kombinacija bakarnih relejnih terminala, srebrnih kontaktnih terminala i-tehnologije sklapanja zakovanih kontakata postala je važan smjer za kompaktne, jake{1}}i automatizirane EV električne sisteme.