Quatro processos principais para barramentos integrados CCS: principais tecnologias de conexão em veículos de nova energia e sistemas de armazenamento de energia

Com o rápido desenvolvimento de novos veículos de energia, sistemas de armazenamento de energia e equipamentos de energia inteligentes, os barramentos integrados CCS (Cell Contact System) tornaram-se um componente indispensável nas baterias. Como uma ponte crucial que conecta as células e o sistema de gerenciamento de bateria, o CCS não apenas realiza a transmissão de corrente, mas também lida com amostragem de tensão, monitoramento de temperatura e transmissão de sinal, formando uma base vital para a operação eficiente e segura de sistemas de baterias modernos.

 

Em sistemas de baterias de alta-tensão, o CCS normalmente consiste em barramentos condutores, linhas de aquisição de sinal, componentes estruturais isolantes e componentes de conexão. À medida que os sistemas de baterias evoluem para designs leves e altamente integrados, os processos de fabricação de CCS são continuamente atualizados. Atualmente, as soluções de integração convencionais do setor incluem principalmente quatro rotas técnicas: processo de suporte de moldagem por injeção, processo de placa separadora de formação a vácuo, processo de filme isolante de prensagem a quente e processo de rebitagem de tela plana.

 

 

 

A solução de suporte para moldagem por injeção é uma das rotas de processo mais antigas e maduras para CCS. Esta solução usa plásticos de engenharia-retardadores de chama para criar a estrutura de suporte e, em seguida, integra os condutores, os componentes de amostragem e a estrutura isolante em uma única unidade por meio de rebitagem a quente, encaixe-de pressão ou métodos de fixação mecânica. Esse processo apresenta alta resistência mecânica e estabilidade estrutural, atendendo aos-requisitos operacionais de longo prazo de baterias de energia sob vibração, impacto e ambientes complexos. Devido à sua tecnologia madura e alta consistência de produção, foi amplamente utilizado nos primeiros sistemas de baterias de energia.

 

No entanto, a espessura relativamente grande do suporte -moldado por injeção ocupa espaço na bateria e aumenta o peso do sistema. À medida que os requisitos de autonomia dos novos veículos energéticos continuam a aumentar, o design leve tornou-se uma tendência da indústria. Portanto, cada vez mais sistemas estão adotando soluções de conexão condutiva mais finas e leves, como estruturas de barramento laminado e barramento de cobre laminado usadas em inversores e sistemas de distribuição de energia de alta{3}}tensão, para obter melhor utilização de espaço e desempenho elétrico.

 

 

O processo de formação de vácuo aquece e molda um filme-retardador de chama em uma estrutura separadora, que é então montada e fixada com o barramento condutor e as linhas de amostragem.

 

Em comparação com os suportes moldados-por injeção tradicionais, os separadores-formados a vácuo são mais finos e leves, melhorando efetivamente a utilização do espaço interno da bateria. Simultaneamente, seu ciclo de desenvolvimento de molde é curto, o investimento em equipamentos é menor e a flexibilidade de produção é alta, tornando-o adequado para necessidades de fabricação em grande-escala.

 

A formação a vácuo oferece vantagens significativas em sistemas de armazenamento de energia e designs de baterias leves. Especialmente em alguns sistemas de energia altamente integrados, quando usado em conjunto com conectores de barramento laminado, pode otimizar ainda mais os caminhos de transmissão de corrente e melhorar a eficiência geral da montagem.

 

No entanto, devido à espessura do material, sua capacidade-de carga e estabilidade dimensional são relativamente limitadas, exigindo verificação estrutural completa sob condições operacionais complexas.

 

 

A-prensagem a quente é uma das tecnologias-de integração de CCS que mais cresce nos últimos anos. Esta abordagem utiliza uma película isolante para substituir a placa de suporte tradicional, pressionando o barramento condutor, as linhas de amostragem e os materiais isolantes em uma única estrutura integrada por meio de aquecimento e pressurização.

 

O CCS-prensado a quente apresenta alta integração, reduzindo significativamente o número de componentes e resultando em uma estrutura geral mais fina e simplificada. Simultaneamente, oferece alto desempenho de vedação e confiabilidade de isolamento, tornando-o adequado para linhas de produção automatizadas e contribuindo para melhorar a eficiência da produção e a consistência do produto.

 

Com o desenvolvimento contínuo de sistemas de baterias de alta{0}}potência, esse conceito estrutural se alinha perfeitamente com a filosofia de projeto dos barramentos inversores laminados. Ao reduzir a indutância parasita e otimizar a distribuição de corrente, o desempenho elétrico de um sistema pode ser efetivamente melhorado; portanto, é amplamente utilizado em novos sistemas de energia, conversores de armazenamento de energia e unidades de distribuição de energia de alta-tensão.

 

Além disso, nos campos de energia fotovoltaica e eólica, formas estruturais como Barramento laminado multicamadas usado em aplicação de inversor fotovoltaico para energia solar e Barramento laminado para E/S IGBT de inversor de moinho de vento também demonstram plenamente as vantagens da tecnologia de barramento laminado em dispositivos eletrônicos de alta-potência.

 

Embora a tecnologia de-prensagem a quente possa alcançar maior integração, ela exige alta precisão de equipamentos e controle de processo, além de ter custos de investimento inicial relativamente altos. Portanto, geralmente é adequado para a fabricação de produtos de nível médio-a-alto-.

 

 

 

O processo de estrutura de painel plano usa uma placa de suporte isolante plana como base, e o barramento condutor e as linhas de amostragem são fixados por rebites para obter a integração dos componentes.

 

Em comparação com soluções de moldagem por injeção, formação a vácuo e prensagem-quente, essa estrutura é mais simples, tem custos de fabricação mais baixos e maior eficiência de processamento, tornando-a adequada para projetos de armazenamento de energia em grande-escala-sensíveis a custos.

 

Devido à sua estrutura relativamente plana, que reduz processos de moldagem complexos, tem certo valor de aplicação em alguns sistemas estacionários de armazenamento de energia e equipamentos de gerenciamento de energia. Em aplicações relacionadas, produtos como o BusBar PDU (unidade de distribuição de energia), o BusBar do gerador de energia eólica e o BusBar para geração de energia reativa estática SVG também adotam conceitos de otimização estrutural semelhantes para melhorar a economia do sistema.

 

No entanto, para baterias de veículos de energia nova que precisam suportar vibrações, choques e condições operacionais complexas de longo prazo, a resistência mecânica e a confiabilidade da estrutura plana ainda precisam ser avaliadas com base no cenário de aplicação real.

 

 

Com a melhoria da nova gama de veículos energéticos, a expansão da capacidade do sistema de armazenamento de energia e a atualização contínua dos dispositivos eletrónicos de potência, os produtos CCS estão a desenvolver-se no sentido de serem mais leves, de alta integração e de alta fiabilidade.

 

No futuro, a tecnologia de barramentos laminados será ainda mais integrada ao CCS. Novas soluções, representadas por Laminated Busbar Power Solutions, podem atender simultaneamente aos requisitos de transmissão de alta corrente, design de baixa indutância e layout estrutural compacto. No setor de veículos de nova energia, tecnologias como barramentos laminados de duas camadas para veículos híbridos eBarramentos laminados para células de combustível alternativase os sistemas de veículos elétricos híbridos estão recebendo cada vez mais atenção.

 

Enquanto isso, nos campos de acionamento industrial e eletrônica de potência, produtos como acionamento de frequência variável (acionamento VFD/VSD), barramentos e barramentos de acionamento CA estão impulsionando continuamente a modularização e a inteligência de sistemas de barramentos.

 

No geral, os diferentes processos de integração do CCS têm características próprias. Ao selecionar uma solução, as empresas devem considerar de forma abrangente fatores como a potência do sistema, o layout do espaço, os requisitos de peso, os custos de produção e o ambiente operacional para escolher a solução de integração mais adequada às necessidades do seu produto, alcançando um projeto de conexão elétrica seguro, eficiente e confiável.