اتجاه تكامل المركبات الكهربائية: البدء بأنظمة الجهد العالي-.

تدخل السيارات الكهربائية مرحلة متكاملة للغاية. يتم تبسيط هياكل البطاريات باستمرار، كما تتحسن الأنظمة الأساسية ذات الجهد العالي- باستمرار، كما تتطور أنظمة الدفع الكهربائي من ثلاثة-في-واحد إلى أنظمة متعددة-في-واحد. يتم تضخيم متطلبات استخدام المساحة وكثافة الطاقة وموثوقية النظام في وقت واحد. بشكل أساسي، تشير كل هذه التغييرات إلى نفس المشكلة الأساسية-كيفية تحقيق جهد أعلى وتيار أكبر ونقل طاقة أكثر استقرارًا في بنية أكثر إحكاما.

 

وفي هذا السياق، لم تعد التوصيلات ذات الجهد العالي-"مشكلة اتصال" بسيطة، بل أصبحت عنصرًا أساسيًا حاسمًا في تحديد الحد الأعلى لأداء السيارة. أصبحت حلول Bus Bar لتوزيع الطاقة الكهربائية، التي تتمحور حول أنظمة إلكترونيات الطاقة، تدريجيًا مكونًا رئيسيًا في البنية الكهربائية للسيارة الكهربائية.

 

 

من خلال تنفيذ منصات 800 فولت ومنصات الجهد العالي، تفرض أنظمة الجهد العالي-متطلبات أكثر صرامة على مكونات الاتصال:

 

أولاً، يحتاجون إلى حمل تيارات أكبر ضمن مساحة محدودة؛

ثانيًا، يحتاجون إلى تقليل الحث الشارد وقمع ارتفاعات الجهد؛

ثالثًا، يحتاجون إلى الحفاظ على الموثوقية في ظل الاهتزازات والاختلافات في درجات الحرارة وظروف الخدمة-طويلة الأمد.

 

تتمتع الكابلات التقليدية بمزايا من حيث المرونة، ولكن عيوبها في الحث المنخفض والاستقرار الهيكلي وتكامل النظام تكون تدريجيًا

أصبح واضحا. أصبحت هياكل Busbar، المتمثلة في Bus Bar لإلكترونيات الطاقة، هي التقنية السائدة للاتصالات ذات الجهد العالي-.

 

 

من بين طرق التوصيل ذات الجهد العالي-المتنوعة، تبرز قضبان التوصيل المصفحة نظرًا لمزايا أدائها الشاملة. يحقق الهيكل الرقائقي، من خلال تصفيح طبقات متعددة من الموصلات والمواد العازلة بشكل متكامل، درجة عالية من التوافق المادي بين الدوائر الإيجابية والسلبية، مما يقلل بشكل كبير من محاثة الدائرة. لا يعمل هيكل BusBar الرقائقي هذا على تحسين قدرة الحمل-التيارية فحسب، بل يعمل أيضًا على توسيع منطقة تبديد الحرارة، وهو أمر مفيد للإدارة الحرارية في أنظمة-الطاقة- ذات الكثافة العالية.

 

في سيناريوهات الجهد العالي-، يمكن التحكم في سُمك عزل الطبقة البينية، مما يجعل تصميم مسافات الزحف والسلامة الكهربائية أسهل، وهو مناسب بشكل خاص لأنظمة الطاقة في الأنظمة الأساسية-من الجيل التالي ذات الجهد العالي-.

 

 

من المنظور الكهربائي، تكمن القيمة الأساسية لقضبان التوصيل المصفحة في ثلاثة جوانب: قدرة حمل التيار-، والتحكم في الحث، والقدرة على التكيف مع الجهد الكهربي. بالمقارنة مع هياكل الكابلات ذات المقاطع العرضية-الموحدة، يمكن أن تحمل قضبان التوصيل طاقة أعلى؛ في حين أن التصميم الرقائقي يقلل بشكل أكبر من الحث الموزع، مما يساعد على منع ارتفاع الجهد الناتج عن التبديل عالي السرعة-.

 

في الأنظمة التي تستخدم أجهزة طاقة عالية التردد-مثل SiC، أصبح الحث المنخفض شرطًا أساسيًا للتصميم. لذلك، تُستخدم قضبان الناقل المصفحة لمحولات التيار العالي وقضبان الناقل المصفحة لألواح الدوائر ذات التيار العالي IGBTs على نطاق واسع بين مدخلات التيار المستمر ووحدات الطاقة.

 

 

إلى جانب الأداء الكهربائي، فإن تصميم الهيكل الميكانيكي لقضبان التوصيل المصفحة أمر بالغ الأهمية بنفس القدر. من خلال الانحناء والتصميم غير المنتظم، يمكن لقضبان التوصيل أن تناسب بدقة المساحة الداخلية لنظام القيادة الكهربائية، مما يحقق تصميمًا مدمجًا. يعتبر الهيكل الصلب أيضًا أكثر ملاءمة للتجميع الآلي، مما يقلل من أخطاء التجميع ويحسن الاتساق.

 

أثناء تشغيل المركبة على المدى الطويل-، لا يمكن تجنب اهتزاز الهيكل والتدوير الحراري، ويجب أن تتمتع التوصيلات ذات الجهد العالي-باستقرار طويل الأمد-. تُظهر قضبان التوصيل المصفحة ميزة كبيرة في هذا الصدد، وهو سبب رئيسي وراء التحقق من صحتها في تطبيقات الاهتزازات العالية-مثل قضبان التوصيل للقاطرات الكهربائية.

 

 

مع استمرار تزايد تكامل أنظمة القيادة الكهربائية، تتطور العاكسات نحو كثافة طاقة عالية وتصغير حجمها. يجب أن تلبي هياكل الاتصال الداخلية الخاصة بها في نفس الوقت متطلبات الحث المنخفض والموثوقية العالية والتخطيط المرن. في العاكسات، يتعامل شريط التوصيل بشكل أساسي مع المسارات الحرجة مثل إدخال التيار المستمر، واتصال وحدة الطاقة، وإخراج التيار المتردد.

 

في التصميم العملي، يمكن أن يؤدي التكامل الهيكلي لقضيب التوصيل DC مع المكثفات إلى تقصير الحلقة الحالية، وتقليل محاثة السلسلة المكافئة، وتبسيط عملية التجميع. يمثل أسلوب التصميم هذا الخلفية التكنولوجية وراء الاستخدام الواسع النطاق لشريط الناقل المصفح بالمكثف لمحرك IGBT- القائم على المحرك.

 

 

بالإضافة إلى مركبات الطاقة الجديدة، تعتبر قضبان التوصيل المصفحة مناسبة أيضًا لمختلف سيناريوهات الطاقة العالية-والوثوقية العالية-. على سبيل المثال، في مصادر طاقة اللحام، تعتبر محولات التردد العالي-والوحدات الإلكترونية للطاقة والمعدات الخاصة والحث المنخفض وقدرة التيار العالية أيضًا من متطلبات النظام الأساسية.

 

ولذلك، سواء أكان الأمر عبارة عن شريط ناقل مصفح لطاقة اللحام عالية التردد IGBT أو شريط ناقل مصفح لعاكس طاقة المركبة الفضائية، فإن المنطق التكنولوجي الخاص بها ينبع من نفس الأساس-وهو تحسين كفاءة واستقرار نقل الطاقة من خلال التكامل الهيكلي.

 

 

إن تكامل السيارات الكهربائية لا يقتصر على تقليل عدد المكونات فحسب، بل إنه تحسين تآزري للوظيفة والبنية والأداء. تعمل أشرطة التوصيل، باعتبارها "العمود الفقري للطاقة" لأنظمة الجهد العالي-، على التطور من الموصلات التقليدية إلى عناصر التصميم على مستوى النظام-.Busbar لحلول تجميع إلكترونيات الطاقة، التي تتمحور حول أنظمة إلكترونيات الطاقة، أصبحت نقطة ارتكاز حاسمة للتكامل العميق للمحركات الكهربائية والبطاريات وأنظمة توزيع الطاقة.

 

 

يعيد اتجاه التكامل للأنظمة الكهربائية للمركبات الكهربائية تشكيل منطق تصميم المكونات الموصلة. تتطور المحطات المنفصلة وأنظمة الأسلاك التقليدية تدريجيًا إلى مجموعات موصلة متكاملة تجمع بين أطراف الترحيل وقضبان التوصيل المصفحة وهياكل الاتصال الفضية والناقلات الموصلة المختومة.

 

بالنسبة لتطبيقات مرحل السيارات، أصبح الجمع بين أطراف الترحيل النحاسية ومحطات التلامس الفضية و-تقنية تجميع جهات الاتصال المثبتة بالقالب اتجاهًا مهمًا للأنظمة الكهربائية المدمجة والتيار العالي-والتيار الكهربائي الآلي.