Detalles del conocimiento de la industria del producto de la barra colectora del condensador de película del vehículo de nueva energía

La barra colectora de condensadores de película para vehículos de nueva energía es un conector conductor compuesto laminado especialmente diseñado para condensadores de soporte de CC en vehículos eléctricos, vehículos híbridos y vehículos híbridos enchufables. Este producto suele estar hecho de dos o más capas de barras de cobre intercaladas por un medio aislante (como una película de poliéster o de polipropileno) y laminadas mediante prensado en caliente para formar una estructura tipo sándwich integrada de "electrodo positivo-aislamiento-electrodo negativo". Los terminales se extienden en ambos extremos o lados para conectar módulos semiconductores de potencia (como IGBT, módulos SiC) y barras colectoras de CC. En comparación con las conexiones de cables discretas tradicionales, esta barra colectora integrada tiene una inductancia distribuida extremadamente baja (generalmente controlable en el rango de 10 nH a 30 nH), que puede suprimir eficazmente los picos de voltaje generados por los dispositivos de conmutación de energía durante la conmutación de alta-velocidad y proteger los chips semiconductores contra fallas por sobretensión. En términos de forma de producto, New Energy Vehicle Film Capacitor BusBar es un nombre estándar en la industria, que enfatiza su relación de combinación con los capacitores de película; mientras que los conectores de alimentación para automóviles son una categoría más amplia y cubre todos los conectores de alto-voltaje dentro de los vehículos eléctricos, en los que la barra colectora es responsable de la transmisión de grandes corrientes entre los condensadores y los módulos de potencia.

 

Según las diferencias en los procesos de fabricación y los tratamientos de superficie, Busbar Automotive generalmente se refiere a productos de barras colectoras de grado automotriz-, que deben cumplir con los estándares de seguridad funcional ISO 26262 y las especificaciones de conectores de alto-voltaje LV 215. En términos de resistencia a la corrosión y soldabilidad, la barra colectora de estaño-para automóviles y la barra colectora de cobre estañado para vehículos eléctricos se refieren a barras colectoras con superficies estañadas-. El espesor de la capa estañada- suele ser de 3 a 10 μm, lo que puede evitar la oxidación de la matriz de cobre y proporcionar una resistencia de contacto estable cuando se aprietan los pernos. Desde el nivel de aplicación, el vehículo eléctrico con barra colectora cubre una gama completa de productos, desde la conexión de celdas en el paquete de baterías, la conexión en serie de módulos hasta la conexión de capacitores en el controlador del motor; mientras que la barra colectora de la batería del vehículo eléctrico se refiere específicamente a la fila de conexión de la batería dentro del paquete de baterías. La diferencia con la barra colectora del condensador es que debe soportar vibraciones y desplazamientos de expansión de celda más frecuentes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El proceso de fabricación de barras colectoras de condensadores de película para vehículos de nueva energía combina varias tecnologías, como estampado de precisión, enchapado selectivo, laminación por prensa en caliente y doblado CNC. Cada proceso tiene un impacto directo en el rendimiento eléctrico y la vida útil del producto final. El punto de partida de la cadena de proceso es el corte y conformado de tiras de cobre: ​​el corte, punzonado y pre-plegado de tiras de cobre de alta-precisión (espesor de 1 a 5 mm) se completan de una sola vez mediante punzones de alta-velocidad y troqueles progresivos. Para estructuras multi-capas, las barras de cobre positivas y negativas deben procesarse por separado y diseñarse para garantizar que puedan alinearse con precisión después del apilamiento. Una vez completado el estampado, los bordes de todas las barras de cobre se deben achaflanar o desbarbar (radio de chaflán de 0,5 a 1,5 mm) para evitar que rebabas afiladas perforen la película aislante en procesos posteriores. A continuación, ingrese al proceso de enchapado selectivo: para la barra colectora de estaño-para automóviles y la barra colectora de cobre estañado para vehículos eléctricos, solo necesitamos estañar-los terminales de conexión (es decir, el área en contacto con el módulo de potencia o el capacitor), mientras que otras áreas de la barra de cobre pueden permanecer de cobre desnudo (se cubrirán con una capa aislante más adelante). El revestimiento selectivo se logra enmascarando el área no-revestida (usando accesorios especiales o tinta fotosensible). El espesor de la capa de estaño es de 3~10μm. Después del recubrimiento, se requiere una prueba de niebla salina para verificar la resistencia a la corrosión.

 

Una vez finalizada la galvanoplastia, comienza el proceso de laminación más crítico. Apile la barra de cobre positiva, la película aislante (polipropileno o PET) y la barra de cobre negativa en orden y luego introdúzcalas en la prensa térmica al vacío. La temperatura de prensado en caliente se controla entre 120 y 180 grados (dependiendo del punto de fusión del material de la película aislante), la presión es de 5 a 15 kg/cm² y el calor y la presión se mantienen durante 30 a 90 segundos. Durante este proceso, la superficie de la película aislante se funde o ablanda parcialmente y se adhiere estrechamente a la superficie de la barra de cobre bajo presión. Después del enfriamiento, se forma un compuesto sólido sin burbujas ni desplazamiento. Para la barra colectora del capacitor de película para vehículos de nueva energía, dado que el capacitor es extremadamente sensible a los parámetros parásitos, el área de superposición y la alineación de los bordes de las barras de cobre positivas y negativas deben controlarse estrictamente durante la laminación; de lo contrario, aumentará la inductancia local o la concentración del campo eléctrico.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La selección de materiales para las barras colectoras de condensadores de película para vehículos de nueva energía debe tener en cuenta la conductividad, el rendimiento del aislamiento, la resistencia al calor y la confiabilidad a nivel del vehículo. El sustrato conductor suele utilizar cobre T2 o cobre resistente electrolítico C1100, con un contenido de cobre mayor o igual al 99,90% y una conductividad mayor o igual al 97% IACS. Dependiendo de la capacidad de carga de corriente, el espesor de la barra de cobre generalmente está entre 1 mm y 5 mm, y el ancho se diseña en función del espacio de instalación y la distribución de corriente. Para aplicaciones de alta-corriente en vehículos eléctricos con barras colectoras, a veces se utilizan barras colectoras compuestas de cobre-aluminio (es decir, la capa intermedia es aluminio y los dos lados están cubiertos con cobre) para reducir el peso y al mismo tiempo garantizar el rendimiento conductivo. Sin embargo, el cobre puro sigue siendo la corriente principal en las barras colectoras de condensadores porque el coeficiente de expansión térmica del cobre es más consistente con los componentes cerámicos o metálicos de los terminales del condensador.

 

En términos de tratamiento de superficie, la barra colectora de estaño-para automóviles y la barra colectora de cobre estañado para vehículos eléctricos requieren que la capa de estañado sea densa y uniforme, con un espesor generalmente de 3 a 8 μm. El estañado tiene tres funciones: primero, evitar la oxidación y la decoloración de la matriz de cobre durante el uso a largo plazo-(la resistividad del óxido de cobre es mucho mayor que la del cobre metálico); en segundo lugar, cuando se aprietan los pernos, la capa blanda de estaño puede deformarse plásticamente y llenar los espacios microscópicos en la superficie de contacto, haciendo que la resistencia de contacto sea menor y más estable; En tercer lugar, la estabilidad química de la capa de estaño puede ralentizar la corrosión electroquímica cuando se conecta a cables de aluminio o terminales de aluminio. Para productos que no requieren estañado, también se puede realizar un plateado parcial o niquelado en el área de conexión, pero el costo es mayor. Los materiales aislantes son el componente principal de las barras colectoras laminadas. El medio aislante entre dos capas de barras de cobre suele ser una película de polipropileno (PP) o una película de tereftalato de polietileno (PET), con un espesor de entre 0,1 mm y 0,5 mm. Entre ellos, la película de polipropileno tiene una menor pérdida dieléctrica y una mayor intensidad de campo de ruptura, y es adecuada para barras colectoras de condensadores con requisitos exigentes de rendimiento eléctrico; mientras que la película de PET tiene un nivel de resistencia a la temperatura más alto (hasta 130 grados) y es adecuada para aplicaciones cercanas a elementos calefactores.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Las principales industrias de aplicaciones de barras colectoras de condensadores de película para vehículos de nueva energía se concentran en los campos de los sistemas de propulsión de vehículos eléctricos y la infraestructura de carga. En el controlador del motor de accionamiento principal de vehículos eléctricos puros (BEV) y vehículos eléctricos híbridos (HEV), los condensadores de enlace DC- están conectados en paralelo entre la batería de potencia y el módulo de potencia IGBT/SiC para suavizar el voltaje del bus, absorber la corriente ondulada y suprimir los picos de voltaje. La barra colectora del capacitor de película para vehículos de nueva energía es el puente que conecta el capacitor y el módulo de potencia -; introduce la energía CC de la batería en el capacitor a través de una ruta de inductancia muy baja y luego entrega la energía CC pura filtrada al módulo de energía. Dado que la frecuencia de conmutación operativa de los controladores de motores de vehículos eléctricos suele estar entre 8 kHz y 20 kHz, el módulo de potencia generará di/dt (tasa de cambio de corriente) extremadamente alta en el momento de conmutación. Si la inductancia conectada a la barra colectora es demasiado grande, se inducirán picos de alto voltaje-peligrosos en ambos extremos del módulo de potencia, lo que puede dañar el chip semiconductor.

 

La estructura compuesta laminada de Busbar Automotive puede reducir la inductancia parásita a niveles extremadamente bajos, lo cual es una medida técnica clave para garantizar el funcionamiento seguro de los módulos de potencia. En el sistema de carga rápida de vehículos eléctricos, los condensadores de película y sus barras colectoras de soporte también se utilizan ampliamente dentro del-cargador integrado (OBC) y del convertidor CC-CC. En estos escenarios, los conectores de alimentación para automóviles deben soportar grandes corrientes durante la carga (normalmente de 150 A a 500 A) y vibraciones continuas durante la conducción del vehículo. Por lo tanto, se imponen altos requisitos a la resistencia mecánica y a las vibraciones de la barra colectora. Vale la pena señalar que con la popularidad de las plataformas de alto voltaje- de 800 V, el tratamiento de aislamiento de las barras colectoras de hojalata para automóviles (como recubrimiento en polvo o inmersión) debe cumplir con un nivel de voltaje soportado más alto (normalmente se requiere un voltaje de aislamiento nominal de 1000 V CC, voltaje soportado de 3000 V CA). En el ámbito de los vehículos comerciales, como autobuses y camiones eléctricos, los controladores de motor tienen mayor potencia (hasta más de 300 kW). La barra colectora de cobre estañado de soporte para vehículos eléctricos y con barra colectora a menudo utiliza barras de cobre más gruesas (3 ~ 6 mm) y un diseño paralelo de múltiples capas para reducir las pérdidas y el aumento de temperatura. Aunque las posiciones de aplicación de la barra colectora de la batería EV y de la barra colectora del condensador son diferentes, las dos tienen el mismo concepto de diseño - y ambas buscan baja resistencia, baja inductancia y alta confiabilidad.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Contamos con las capacidades de diseño de baja-inductancia y fabricación de precisión deBarra de autobús automotriz. Nuestro equipo de ingenieros de grado automotriz-puede completar la simulación de inductancia parásita y la cotización estructural en función de los parámetros de su sistema y entregar muestras que cumplan con los estándares-para sus pruebas y verificación.