Guia completo para barramento de capacitor EV: integração de capacitores de filme com conjuntos de barramento personalizados

Para sistemas de acionamento elétrico de 800 V, o projeto personalizado do barramento do capacitor EV deve controlar a indutância do circuito-de corrente, a resistência da conexão, a distância de fuga e o estresse mecânico entre o capacitor de filme do link CC-e o estágio de potência do inversor. Um conjunto de barramento de link CC-projetado adequadamente combina geometria do condutor, isolamento e processos de união em um caminho elétrico controlado.

 

 

O barramento-Link CC conecta o capacitor de filme ao estágio de comutação do inversor e transporta corrente pulsada de-alta frequência gerada pelos módulos de energia SiC. Ao contrário de uma simples barra plana de cobre, a montagem deve ser projetada em torno de todo o circuito de corrente.

 

As principais variáveis ​​de engenharia incluem:

 

• Cobre C1100: condutividade elétrica normalmente acima de 100% IACS em graus recozidos adequados.
• Baixa indutância de loop: condutores positivos/negativos laminados podem reduzir a área do loop magnético.
• Resistência controlada: as superfícies de contato e as juntas soldadas devem manter uma resistência elétrica estável.
• Escoamento e folga: o espaçamento deve corresponder à tensão CC, ao sistema de isolamento e aos requisitos aplicáveis ​​do veículo.
• Densidade de corrente: a largura e a espessura do condutor são selecionadas de acordo com a corrente RMS, corrente de pulso e aumento de temperatura permitido.

 

Para comutação de SiC de alta-frequência, reduzir a distância física entre os caminhos de corrente de avanço e retorno é particularmente importante. Um arranjo laminado compacto pode reduzir a indutância parasita e o excesso de tensão associado durante eventos de comutação rápida.

 

Fator de projeto	Foco típico de engenharia
Condutor	C1100 / cobre de{1}alta condutividade
Plataforma de tensão	Sistemas EV 400V/800V
Atual	Perfil de corrente contínua e pulsada
Indutância	Minimizar a área do-loop atual
Isolamento	Sistemas de filme, moldados,{0}}com revestimento em pó ou manga
Controle dimensional	Baseado em interfaces de inversor e capacitor

 

 

A interface física entre o capacitor de filme e o inversor geralmente possui espaço vertical limitado. Um barramento-de perfil baixo pode reduzir a altura do pacote enquanto mantém a seção transversal-do condutor necessária.

 

O design normalmente combina corte de precisão, dobra, estampagem, perfuração ou usinagem CNC. O chanfro de borda é usado onde bordas afiadas de cobre podem danificar o isolamento ou criar concentração de campo elétrico-local.

 

A confiabilidade mecânica também depende de como o barramento é fixado ao capacitor e à carcaça do inversor. A rigidez excessiva pode transferir vibração e expansão térmica diretamente para os terminais. Zonas de curvatura controladas, pontos de montagem e interfaces compatíveis ajudam a acomodar variações dimensionais durante a operação do veículo.

 

Para aplicações de VE, o projeto deve, portanto, considerar:

 

• Tolerâncias de interface de ±0,05 mm a ±0,10 mm quando exigido pela montagem.
• Expansão térmica entre cobre, carcaças de alumínio e componentes de polímero.
• Carga vibratória em torno de juntas parafusadas ou soldadas.
• Risco de ressonância causado por seções de condutores não suportadas.
• Distância da carcaça do inversor e componentes condutores adjacentes.

 

Precisa de um barramento de link-CC compacto para um pacote de inversor de 800 V?

 

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O método de conexão tem efeito direto na resistência, resistência mecânica e consistência da produção. Para condutores de cobre, a soldagem a laser e a soldagem ultrassônica de metais são viáveis, mas suas janelas de processo são diferentes.

 

Método de adesão	Principal vantagem	Consideração Principal de Engenharia
Soldagem a laser	Entrada de calor precisa e localizada	Folga conjunta, refletividade e controle de penetração
Soldagem ultrassônica	Aquecimento de baixo volume	Pressão da ferramenta, amplitude e área de solda
Soldagem por resistência	Tempo de ciclo rápido	Distribuição de corrente e desgaste do eletrodo
Conexão aparafusada	Fácil manutenção	Resistência de contato e controle de torque

 

A soldagem a laser é adequada onde a geometria da junta requer penetração controlada ou acesso a partir de uma direção definida. A soldagem ultrassônica é útil para componentes finos de cobre onde é importante minimizar a exposição térmica em massa.

 

Para a qualificação da produção, a resistência da junta, a força de tração, a seção-transversal e a aparência da solda devem ser avaliadas em conjunto, em vez de depender apenas da inspeção visual. Seções transversais metalográficas-podem revelar fusão incompleta, vazios, penetração excessiva e defeitos interfaciais que não são visíveis externamente.

 

 

Um barramento de capacitor EV deve isolar eletricamente os condutores adjacentes enquanto mantém a estabilidade dimensional sob ciclos de temperatura e vibração. Dependendo da arquitetura da embalagem, o isolamento pode usar filmes dielétricos laminados, mangas termorretráteis,-isolamento moldado ou sistemas à base de epóxi-.

 

A seleção deve considerar:

 

• Rigidez dielétrica do material isolante.
• Distâncias de fuga e folga necessárias.
• Temperatura operacional e ciclagem térmica.
• Resistência à abrasão durante a montagem.
• Adesão e estabilidade dimensional.
• Compatibilidade com refrigerante, óleo e outros fluidos automotivos.

 

Para alguns conjuntos, o isolamento e o encapsulamento são combinados após a soldagem para proteger as áreas condutoras expostas. O processo de encapsulamento deve evitar vazios em torno de interfaces de alta-tensão porque o ar aprisionado pode reduzir a margem dielétrica e criar tensão elétrica localizada.

 

Para uma plataforma de 800 V, o projeto de isolamento deve ser validado de acordo com a tensão real do sistema, o nível de poluição, o grupo de materiais, as condições ambientais e os padrões automotivos aplicáveis, em vez de selecionar uma espessura de isolamento baseada apenas na tensão.

 

 

A mudança para arquiteturas de 800 V e dispositivos de comutação de SiC aumenta as demandas elétricas e mecânicas impostas à conexão do link-CC.

 

Uma arquitetura típica coloca o capacitor de filme próximo aos terminais CC do inversor para encurtar o circuito-de alta corrente. A geometria do barramento segue então a posição dos terminais do capacitor, a disposição dos terminais do inversor e o espaço disponível na caixa.

 

Um fornecedor de barramento de cobre com capacitor de filme{0}}pronto para produção deve, portanto, ser capaz de oferecer suporte a mais do que a fabricação de cobre. O trabalho de engenharia pode incluir:

 

• Revisão de desenhos 2D/3D para conflitos de interface e liberação.
• Análise DFM para operações de dobra, usinagem e união.
• Produção de protótipos para validação elétrica e mecânica.
• Desenvolvimento de parâmetros de soldagem e inspeção de juntas.
• Validação do isolamento de acordo com os requisitos finais do sistema.
• Inspeção dimensional usando CMM ou medidores dedicados.
• Controle de processo para transição do protótipo para a produção repetida.

 

Para fornecedores de EV de Nível 1 e Nível 2, o pacote de produção também pode exigir certificados de materiais, fluxogramas de processo, planos de controle, registros de inspeção e documentação PPAP.

 

 

Ao adquirir umBarramento do capacitor EVAs equipes de soluções personalizadas, compras e engenharia devem avaliar o processo de fabricação juntamente com o projeto elétrico.

 

Um fornecedor adequado deve demonstrar:

 

• Processamento de cobre C1100 e rastreabilidade de materiais.
• Corte, dobra e usinagem CNC de precisão.
• Capacidade de soldagem de cobre-a{1}}cobre e metais-diferentes quando necessário.
• Controle do processo de isolamento e encapsulamento.
• Inspeção dimensional CMM para interfaces críticas.
• Resistência elétrica e testes dielétricos.
• Protótipo e capacidade de{0}produção em massa.
• Capacidade do sistema de qualidade-ISO 9001 ou IATF 16949 quando necessário.
• Suporte de documentação PPAP para programas automotivos.

 

A capacidade do fornecedor de controlar toda a cadeia de produção é particularmente importante quando o barramento contém diversas operações integradas. Separar o processamento, a soldagem e o isolamento de cobre entre vários fornecedores pode aumentar os riscos de interface durante o desenvolvimento e o aumento da produção-.

 

 

 

 

Para sistemas de acionamento EV de 800 V, compartilhe o layout do barramento, a interface do capacitor e os requisitos elétricos para avaliar o projeto correto de conexão do link-CC.