Análise do novo conhecimento da indústria de barramentos para veículos de energia

Na arquitetura elétrica dos novos veículos de energia, o barramento é um componente crucial dentro da bateria e no sistema de conexão elétrica de alta-tensão. Sua principal tarefa é coletar e distribuir efetivamente a corrente para garantir que a corrente possa fluir de forma segura e suave dentro da bateria e entre componentes de alta-tensão. Dado que os novos veículos energéticos dependem de conjuntos de baterias de grande{4}}capacidade para fornecer energia, e o sistema de acionamento elétrico precisa responder rapidamente dentro de uma ampla faixa de potência, a seleção do projeto e a qualidade de fabricação do barramento estão diretamente relacionadas ao desempenho e à redundância de segurança de todo o veículo. Dentro da bateria, o barramento é responsável por conectar várias células únicas ou módulos de bateria em série e paralelo para formar uma fonte de alimentação CC unificada de alta-tensão; fora da bateria, o barramento transporta energia da bateria para equipamentos elétricos de alta-tensão, como controladores de motor, conversores CC e carregadores de veículos. Esta série de tarefas de conexão requer barramentos com resistência extremamente baixa, excelente capacidade-de transporte de corrente e proteção de isolamento confiável. Entre eles, o barramento IGBT é um componente chave que conecta o módulo de potência e o capacitor do barramento CC. É responsável por transmitir grandes correntes pulsantes na unidade inversora. Seu projeto e precisão de fabricação afetam diretamente o desempenho de comutação e o gerenciamento térmico do módulo de potência.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Do ponto de vista do processo de fabricação, a produção de barramentos geralmente inclui estampagem, puncionamento, dobra, tratamento de superfície, revestimento isolante e inspeção de qualidade. Em termos de controle de precisão dimensional, o ângulo de flexão e a tolerância da posição do furo devem atender estritamente aos requisitos do projeto; caso contrário, poderá causar dificuldades de instalação ou mau contato. Para o barramento laminado com estrutura composta multi-camadas, o processo de fabricação é mais complicado. É necessário alinhar com precisão o barramento de cobre condutor multicamadas e o filme isolante de acordo com a sequência de empilhamento predefinida e, em seguida, usar o processo de prensagem a quente para combinar firmemente as camadas para formar um componente integrado. Essa estrutura não apenas reduz o uso de chicotes de fios discretos, mas também reduz a indutância parasita do sistema por meio do efeito de indutância mútua entre condutores paralelos de grande-área. Na seleção e processamento da camada de isolamento, é necessário considerar de forma abrangente o nível de tensão suportável, a resistência à temperatura, o nível de retardador de chama e a resistência ao envelhecimento. Os materiais de isolamento comuns incluem filme de poliéster PET, filme de poliimida e revestimento de resina epóxi. Em novos sistemas de alta-energia de tensão, o projeto do barramento do capacitor geralmente requer uma conexão direta empilhada com o capacitor do barramento CC para minimizar a indutância parasita no circuito de comutação, o que é de grande importância para reduzir o excesso de tensão do IGBT ou do MOSFET de carboneto de silício durante o processo-de desligamento.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

No sistema elétrico de novos veículos de energia, os capacitores eletrolíticos de alumínio desempenham o papel de estabilizar o batimento do "coração", especialmente em capacitores eletrolíticos de alumínio de grande-capacidade que podem suportar altas correntes de ondulação, sua importância é ainda mais proeminente. Este tipo de capacitor é especialmente projetado para lidar com o ambiente de energia complexo e severo dos novos veículos de energia, fornecendo buffer de energia estável e proteção de filtragem para componentes-chave, como sistemas de acionamento elétrico, carregadores integrados e conversores CC. A chamada-capacidade de corrente de alta ondulação refere-se à característica de que o capacitor pode suportar a rápida flutuação da corrente gerada durante o processo de conversão de energia por um longo período sem ser facilmente danificado. Em veículos de nova energia, acelerações, desacelerações e recuperação de energia frequentes ao acionar o motor gerarão uma enorme corrente de ondulação no barramento CC. Se o capacitor não tiver resistência de ondulação suficiente, seu calor interno aumentará significativamente, fazendo com que o eletrólito se volatilize e a resistência em série equivalente aumente, eventualmente causando a falha do capacitor. Portanto, a capacidade de alta corrente de ondulação é um dos principais indicadores para medir a confiabilidade dos capacitores usados ​​em veículos de novas energias.

 

A demanda especial por esse tipo de capacitor em veículos de novas energias se deve principalmente às características de sua arquitetura elétrica de alta-tensão. O controlador do motor converte a energia CC da bateria em energia CA para acionar o motor. Este processo gerará ruído de comutação de alta-frequência e corrente pulsante de grande-amplitude. Sem um reservatório e filtro potentes para suavizar essas flutuações, isso não afetará apenas a eficiência operacional e a suavidade do motor, mas a interferência eletromagnética gerada também poderá ameaçar o funcionamento normal de outros equipamentos eletrônicos no veículo. O capacitor eletrolítico de alumínio de grande-capacidade desempenha um papel no armazenamento de energia e na filtragem-de baixa frequência aqui, e sua alta capacidade de corrente de ondulação determina diretamente a vida útil e a confiabilidade sob condições severas de trabalho. Para atender a esses requisitos, o processo de fabricação de capacitores precisa ser aprimorado em vários aspectos. Primeiro, o uso de folhas de eletrodo de alta pureza e processos de gravação otimizados podem expandir a área de superfície efetiva, alcançando assim maior capacitância e maior capacidade de transferência de corrente dentro do mesmo volume. Em segundo lugar, o uso de uma fórmula eletrolítica especial com menor resistência em série equivalente pode efetivamente reduzir o aquecimento do próprio capacitor. Além disso, a estrutura adota um design de válvula-à prova de explosão sólida e tecnologia de vedação confiável para garantir que o capacitor possa liberar pressão com segurança quando a pressão interna aumentar anormalmente, evitando acidentes de explosão.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Com a iteração da nova tecnologia de veículos energéticos, os requisitos de suporte para barramentos e capacitores também estão aumentando. As futuras tendências de desenvolvimento podem centrar-se nos seguintes aspectos: como reduzir ainda mais o volume e o peso e, ao mesmo tempo, aumentar a capacidade de transporte de corrente e a resistência à ondulação para se adaptar a um layout eléctrico mais compacto; como ampliar a faixa de temperatura operacional, especialmente para melhorar o desempenho de partida em temperaturas extremamente baixas e confiabilidade-de longo prazo em altas temperaturas; e como alcançar uma vida útil mais longa através da inovação de materiais e da otimização do design para melhor corresponder à vida útil do veículo. No campo dos barramentos, a tecnologia de barramentos laminados continuará a se desenvolver na direção de menor indutância parasita, maior integração e melhor desempenho de gerenciamento térmico. Ao integrar os barramentos positivos e negativos, camadas de isolamento, sensores de temperatura e até mesmo alguns componentes passivos em um componente, a estrutura interna e o processo de montagem do inversor podem ser significativamente simplificados. O design colaborativo de barramentos IGBT e barramentos laminados EV se tornará um importante ponto de partida para a integração de sistemas de acionamento elétrico, ajudando a reduzir os custos do sistema e aumentar a densidade de potência.

 

 

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