Barramento laminado: uma solução inovadora na área de transmissão de energia

Como uma barra de conexão de estrutura composta multi-camadas, o barramento laminado atinge um avanço de desempenho que é difícil de alcançar com barramentos tradicionais por meio do processo de laminação alternada de camadas condutoras de cobre/alumínio e materiais isolantes. Suas principais vantagens incluem:

Baixa indutância e alta confiabilidade:O design da camada condutora paralela multi-camadas pode reduzir a indutância parasita para menos de 0,3nH, suprimir efetivamente o surto de tensão quando o IGBT é desligado (a redução é superior a 75%) e melhorar significativamente a estabilidade dos equipamentos eletrônicos de potência. Por exemplo, em um sistema de carregamento rápido de alta-tensão de 800V, os barramentos laminados podem controlar o pico de tensão dentro de 107V, que é mais de 70% menor que o barramento tradicional.

Alta densidade de potência e eficiência de dissipação de calor:A estrutura plana aumenta a densidade de corrente para mais de 40A/mm², e o design de condutividade térmica da camada de isolamento multi-camadas (condutividade térmica maior ou igual a 2W/m·K) pode controlar o aumento de temperatura dentro de 30K, atendendo aos requisitos de dissipação de calor de novos módulos de bateria de veículos de energia sob condições de alta corrente de 500A.

Otimização de espaço e design modular:A estrutura integrada com espessura de apenas 1-3 mm pode economizar mais de 40% do espaço de instalação e suporta formatos personalizados (como conexões em forma de arco), o que é adequado para cenários compactos, como gabinetes de distribuição de armazenamento de energia.

 

 

O tamanho global do mercado de BusBar laminado para Mersen atingirá US$ 821,5 milhões em 2023 e deverá aumentar para US$ 1,18 bilhão em 2030, a uma taxa composta de crescimento anual de 5,3%. Este crescimento é impulsionado principalmente pelas seguintes áreas:
1. Novos veículos energéticos:No sistema de gerenciamento de bateria (BMS), o BusBar flexível laminado alcança uma conexão de alta-confiabilidade entre módulos de bateria por meio de um design trançado flexível, e a demanda global em 2024 aumentará 28% ano-a{4}}ano. A interface de carregamento rápido de um determinado modelo adota um processo de laminação de isolamento de camada dupla para manter a condutividade estável na faixa de temperatura de -40 graus a 125 graus.

2. Energia renovável:Em inversores fotovoltaicos e conversores de energia eólica, as características de baixa indutância das barras de cobre laminadas podem melhorar a eficiência de conversão de energia em 1,5% -2%, e o tamanho do mercado relevante excederá US$ 250 milhões em 2024.

3. Indústria e comunicações:O módulo RF das estações base 5G usa conectores de barramento laminado para obter transmissão de sinal de alta-frequência (atenuação menor ou igual a 3dB). Ao mesmo tempo, na conexão conjunta de robôs industriais, seu design flexível com raio de curvatura de apenas 3 mm pode suportar mais de 100.000 vibrações mecânicas.

 

 

 

1. Atualização material e estrutural
A tecnologia de revestimento de nanocompósitos (como liga de níquel-fósforo + PTFE) melhora a resistência ao desgaste do barramento em alta temperatura de 150 graus em 50%, o que é adequado para cenários de atrito de alta-frequência.
O barramento composto de cobre-alumínio usa tecnologia de ligação metalúrgica para reduzir o peso em 18% e o custo em 12%-15%, mantendo a condutividade do cobre. Ele substituiu alguns componentes de cobre puro nos chicotes elétricos de alta tensão dos veículos elétricos.

 

2. Otimização do processo de fabricação
O processo de revestimento-pulsado sem cianeto melhora a uniformidade do revestimento para ±5%, reduz o custo do tratamento de águas residuais em 20% e atende ao limite da diretiva RoHS da UE para conteúdo de chumbo.
A tecnologia de impressão 3D realiza a-moldagem de estruturas complexas em uma única peça, reduz o ciclo de processamento em 40% e é adequada para necessidades de personalização de pequenos-lotes.

 

3. Integração inteligente
O sistema de barramento inteligente com sensores de temperatura integrados e módulos IoT pode monitorar a temperatura do barramento (precisão ±1 grau) e a carga atual (precisão ±2%) em tempo real e reduz o tempo de resposta a falhas para 1/5 do sistema tradicional.

 

 

 

1. Flutuações nos custos das matérias-primas:Os preços do níquel aumentarão 22% ano{1}}a-ano em 2024. As empresas aliviarão a pressão assinando acordos de aquisição de longo-prazo (cobrindo mais de 60% da demanda) e desenvolvendo aplicações de níquel reciclado (atualmente representando 35%, e espera-se que exceda 50% em 2030).

2. Pressão das regulamentações ambientais:O "Novo Regulamento de Baterias" da UE exige que a taxa de reciclagem do material da bateria exceda 70% até 2030 e incentiva as empresas a adotarem design desmontado e tecnologia de reciclagem-de circuito fechado. Um caso mostra que a taxa de utilização de materiais reciclados aumentou para 42% e o consumo de energia diminuiu 30%.

3. Competição de materiais alternativos:Barramentos-baseados em alumínio ainda apresentam vantagens em cenários-de custo, mas o projeto de barramento laminado apresenta barreiras significativas de desempenho em transmissão de alta-frequência (como comunicações 5G) e alta-estabilidade de temperatura (como motores de aeronaves). A posição de mercado é consolidada com o desenvolvimento do revestimento de liga de níquel-cobalto (densidade de corrente aumentada em 15%).

 

1. Alta frequência e alta velocidade:Para sistemas de condução autônoma e Ethernet-de veículos, o novo barramento de liga de níquel-paládio pode aumentar a frequência de transmissão do sinal para mais de 10 GHz e, ao mesmo tempo, reduzir a reflexão do sinal otimizando o nivelamento da superfície (rugosidade Ra menor ou igual a 0,1μm).

2. Fabricação sustentável:A taxa de aplicação de eletrólito-livre de cianeto e sistemas de galvanoplastia-de circuito fechado aumentou de 25% em 2020 para 45% em 2024, e a taxa de reciclagem de águas residuais excede 90%.

3. Gestão completa do ciclo de vida:O sistema de barramento inteligente usa tecnologia blockchain para alcançar-rastreabilidade completa do processo, desde as matérias-primas até a reciclagem. Um determinado caso empresarial mostra que a pegada de carbono do produto é reduzida em 28%, o que atende aos requisitos do mecanismo CBAM da UE.

 

 

 

Barramentos laminadosestão se tornando as principais soluções de conexão em veículos de novas energias, energias renováveis ​​e outros campos com sua baixa indutância, alta densidade de potência e design modular. Apesar dos desafios das matérias-primas e da proteção ambiental, a indústria continua a fazer avanços através da inovação de materiais, otimização de processos e integração inteligente, e o tamanho do mercado deverá exceder US$ 1,18 bilhão até 2030. No futuro, a transmissão de sinais de alta-frequência, a produção sustentável e o gerenciamento completo do ciclo de vida se tornarão o foco da concorrência, promovendo o desenvolvimento de barramentos laminados para computadores de maior qualidade.