Análise da tecnologia de barramento integrado CCS de bateria e tendências de desenvolvimento de mercado

 

No sistema de bateria de veículos de energia nova, conexões eficientes e seguras entre as células da bateria são essenciais para o desempenho geral do veículo. Para atingir requisitos de alta tensão e alta potência, múltiplas células de bateria são normalmente combinadas em série e paralelo para formar módulos de bateria. Neste processo, os barramentos desempenham um papel central na conexão elétrica.

 

Em projetos tradicionais, a amostragem de tensão e temperatura para cada célula de bateria normalmente depende de um sistema de chicote elétrico separado. No entanto, esta abordagem não só consome muito espaço, mas também complica a fiação e reduz o nível de automação da montagem. Com a tendência acelerada de redução de peso e automação em novos veículos de energia, surgiu a tecnologia de barramento integrado CCS (Cell Contact System).

 

Os barramentos integrados CCS integram componentes de aquisição de sinal (como FPCs, PCBs e FFCs) com barramentos de bateria, conectores de barramentos e componentes estruturais isolantes. Por meio de compressão térmica, rebitagem ou soldagem ultrassônica, a estrutura integrada permite conexões em série e paralela de alta tensão de células de bateria, bem como amostragem de tensão e temperatura. Seus componentes principais incluem:

 

* Barramentos condutores de cobre ou alumínio (barra terminal de bateria automotiva, barramento de energia automotiva, barra de energia);
* Isolamento (Isolamento de Barramentos);
* Componentes do conector (Conector de Barramento, Conector de Barramento Automotivo);
* Circuito de aquisição de sinal (FPC/PCB).

 

Este sistema transmite sinais de tensão e temperatura ao BMS e é um componente crítico do sistema de gerenciamento de bateria.

 

 

 

 

Em comparação com os barramentos de chicote elétrico tradicionais, os Sistemas de Barramentos Integrados CCS (Sistemas de Barramentos Automotivos) oferecem as seguintes vantagens significativas:

 

1. Integração Estrutural e Leve
O uso de FPC e PCB como portadores de aquisição de sinal substitui chicotes elétricos complicados, resultando em um sistema mais leve e mais fino com melhor utilização do espaço, atendendo aos requisitos de design compacto dos novos veículos de energia.

 

2. Alto nível de automação de montagem
A estrutura modular do sistema de barramentos permite uma montagem rápida e pode ser integrada a equipamentos automatizados, reduzindo significativamente o trabalho manual e melhorando a consistência da produção.

 

3. Maior durabilidade e segurança
A tecnologia integrada de-prensagem a quente melhora significativamente a vedação, a resistência à umidade e a resistência à corrosão da linha. Estruturas de proteção contra sobrecorrente são frequentemente incorporadas ao projeto do barramento automotivo para evitar sobrecarga da célula e aumentar a segurança geral do pacote.

 

4. Forte padronização e compatibilidade
O módulo de projeto de barramento pode ser adaptado de maneira flexível a diferentes tamanhos e layouts de células, facilitando a fabricação em grande-escala e reduzindo os custos de desenvolvimento e montagem.

 

5. Desempenho elétrico estável
Condutores de alumínio-de cobre{1}}de alta qualidade combinados com a camada de isolamento Busbar Insulations mantêm a transmissão de baixa impedância mesmo sob condições de alta corrente, melhorando a eficiência geral da condutividade do sistema.

 

 

A fabricação de barramentos integrados CCS normalmente inclui as seguintes etapas principais:

 

1. Corte e pré-tratamento de filme

Filme isolante, folha de silicone, folha de Teflon e outros materiais são cortados em dimensões especificadas para garantir a precisão da prensagem a quente subsequente.

 

2. Pré-montagem

Materiais condutores (chapas de cobre e alumínio), materiais isolantes e componentes eletrônicos são empilhados sequencialmente para formar a estrutura a ser prensada. Esta etapa é crucial para a uniformidade e confiabilidade do caminho condutor do barramento automotivo.

 

3. Moldagem por prensagem a quente

Usando uma prensa elétrica a quente a aproximadamente 160 graus, as camadas de material são firmemente unidas para formar a estrutura integral dos Sistemas BusBar ou Barramento de Energia Automotiva.

 

4. Soldagem e Rebitagem

Os componentes metálicos são normalmente soldados por soldagem a laser ou ultrassônica, com algumas estruturas empregando rebitagem automatizada para fixação mecânica e elétrica.

 

5. Inspeção e montagem automatizadas
A inspeção visual do CCD identifica arranhões, defeitos nas abas e contaminação. O sistema é então integrado ao sensor de temperatura e aos componentes estruturais plásticos para formar um conjunto completo de barramento automotivo.

 

6. Limpeza e Inspeção
Após a limpeza com álcool, é realizado um teste final de continuidade e isolamento para garantir o cumprimento das normas de segurança e desempenho elétrico.

 

Através dos processos acima, o barramento da bateria e o circuito de aquisição de sinal são integrados em um processo de produção, criando um sistema conector de barramento automotivo altamente confiável.

 

 

Impulsionadas pelas metas de “Dual Carbono”, as vendas globais de novos veículos de energia continuam a aumentar, impulsionando diretamente a expansão dos mercados de baterias de energia e sistemas de barramentos. De acordo com o EVTank, as vendas globais de veículos com novas energias excederão 52 milhões até 2030, com penetração no mercado superior a 50%.

 

Com base na configuração média do módulo de bateria, espera-se que cada veículo esteja equipado com aproximadamente nove módulos de bateria, cada um equipado com um barramento CCS integrado e correspondendo a uma a duas camadas de sinal FPC. Estimado de forma conservadora, o valor do sistema CCS (incluindo conector de barramento e barramento de bateria) por veículo é superior a 1.000 yuans.

 

Estima-se que o tamanho combinado do mercado de FPC e CCS crescerá de aproximadamente 17,3 bilhões de yuans em 2022 para 39,4 bilhões de yuans em 2025, com uma taxa composta de crescimento anual de aproximadamente 31,7%. Este crescimento é impulsionado principalmente pelos seguintes fatores:

 

* Aumento de instalações de sistemas impulsionado pelo aumento das vendas de veículos com energia nova;
* Aumento da demanda por barramentos por unidade devido à capacidade e estrutura otimizadas do módulo de bateria;
* A tendência para a fabricação inteligente está impulsionando atualizações em componentes-chave, como barramentos automotivos e isolamentos de barramentos.

 

No futuro, à medida que a integração estrutural e a modularização dos veículos eléctricos se aprofundam, os barramentos de potência e os conectores de barramentos irão ainda mais

desenvolver em direção a maior condutividade, maior isolamento e maior confiabilidade. InteligenteBarras terminais de baterias automotivas(ACCS), integrando aquisição de sinal, monitoramento de corrente e gerenciamento térmico, se tornará popular na indústria.