Az új energiájú járművek nagyfeszültségű{0}}rendszereinek rejtett játékosa – a buszok reflektorfénybe kerülnek

A hagyományos benzinüzemű járművekhez képest az új energetikai járművek alapvető változáson mentek keresztül általános elektromos architektúrájukban, melynek egyik legjelentősebb jellemzője a rendszer feszültségének és üzemi áramának jelentős növekedése. Míg az ipar már régóta az olyan látható alkatrészekre összpontosít, mint a nagy-feszültségű csatlakozók, nagy-feszültségű kábelkötegek, relék és biztosítékok a magas-feszültségbiztonság és energiaátvitel érdekében, a gyűjtősín-egyfajta "nem szabványos alkatrész", amely a hatékony energiaelosztásért és stabil átvitelért felelős, fokozatosan nélkülözhetetlen komponenssé válik- új energetikai járművek nagyfeszültségű rendszerei.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A buszok nem új koncepció. A nagy-feszültségű, erősáramú energiatechnika megjelenése óta a gyűjtősíneket széles körben használják az energiaellátásban, a kommunikációs, a vasúti szállításban és a katonai szektorban. Az új energetikai járművek és az energiatároló iparágak gyors fejlődésével a járművek nagyfeszültségű rendszereiben a gyűjtősínek alkalmazási mérete és műszaki összetettsége jelentősen megnőtt, és fokozatosan „támogató szerepből” a rendszer teljesítményét és megbízhatóságát befolyásoló kulcstényezővé változott. A jármű általános nagyfeszültségű-rendszerében a gyűjtősín nemcsak az áramfelvételi és -elosztási funkciókat látja el, hanem közvetlenül befolyásolja a rendszer hőmérséklet-emelkedését, energiahatékonyságát, elektromágneses kompatibilitását és térbeli elrendezését is, így szerepe a gyűjtősín elektromos jármű felépítésében egyre hangsúlyosabbá válik.

 

Anyag szempontjából az új energetikai járművekben használt gyűjtősínek főként rézből és alumíniumból készülnek. A réz gyűjtősínek kiváló vezetőképességük és stabilitásuk miatt szélesebb körben használatosak nagy-áramú, nagy{2}}megbízhatóságú forgatókönyvekben. Szerkezeti formájuk és feszültségmentesítő képességük alapján a gyűjtősíneket merev gyűjtősínekre és rugalmas gyűjtősínekre oszthatjuk. A hagyományos merev gyűjtősínek viszonylag egyszerű felépítésűek és alacsonyabb műszaki küszöbűek, elsősorban alapvető vezetői funkciókat látnak el; míg a rugalmas gyűjtősínek a több-rétegű laminált szerkezetek révén jobb feszültségpufferelést és térbeli alkalmazkodóképességet érnek el, így alkalmasabbá teszik őket összetett szerelési környezetekhez és magas-rezgési körülményekhez, ami az autósínek tervezésében folyamatosan növekvő alkalmazási arányt eredményez.

 

Az új energiafelhasználó járművek nagyfeszültségű{0}}rendszereiben a gyűjtősínek és a rétegelt gyűjtősínek átfogó előnyei különösen szembetűnőek. Kompakt felépítésük segít optimalizálni az akkumulátoregységek és az elektronikus vezérlőrendszerek térbeli elrendezését; az alacsony impedancia, az alacsony induktivitás és a jó hőelvezetési teljesítmény alacsonyabb általános rendszerhőmérséklet-emelkedést eredményez, hatékonyan elnyomja a feszültségcsúcsokat és csökkenti a tápegységekre gyakorolt ​​hatást; a több-rétegű szerkezet nemcsak az integrált be- és kimenetet támogatja különböző feszültségszinteken, hanem megfelel az EMI-árnyékolás követelményeinek is.

 

Ezek a jellemzők lehetővé teszik, hogy a gyűjtősínek fokozatosan felváltsanak néhány hagyományos kábelmegoldást az elektromos járművek akkumulátoros gyűjtősínjeiben és az autóipari teljesítménysín-alkalmazásokban. A gyűjtősínek alkalmazása azonban nem problémamentes. A különböző járműmodellek és platformok közötti feszültségszintek, teljesítménysűrűségek és beépítési hely közötti jelentős különbségek miatt a gyűjtősíneket nehéz szabványosítani, és a legtöbb projekt személyre szabott tervezést igényel a jármű általános architektúráján alapulóan. Egyedi gyűjtősín kifejlesztése jellemzően erős rendszerértést és interdiszciplináris együttműködést igényel, ami magas követelményeket támaszt a tervezők felé elektromos, szerkezeti és gyártási szempontból.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ha például egy akkumulátoros rendszert veszünk, a belső nagy{0}}feszültségű csatlakozások általában több szintre oszthatók: cella-szintre, modul-szintre és csomag-szintre. A cellaszintű csatlakozásoknál a gyűjtősíneket elsősorban a cellák soros és párhuzamos összekapcsolására használják, általában lézeres hegesztéssel, ellenálláshegesztéssel vagy ultrahangos hegesztéssel, gyakran merev réz vagy merev alumínium gyűjtősín-szerkezeteket alkalmazva. A modul-szintű és a csomag{8}}szintű csatlakozásoknál rugalmas és merev gyűjtősíneket vagy nagyfeszültségű-kábeleket használnak kombinációban, a rendszer tervezési követelményeitől függően, a különböző összeszerelési folyamatok és karbantartási igények kielégítése érdekében. Ez a rendszer egy tipikus autóipari elektromos gyűjtősín alkalmazási forgatókönyv.

 

A hajtómotorokban, az elektronikus vezérlőrendszerekben és a fedélzeti{0}}töltőrendszerekben a gyűjtősínek az erőátvitelben is döntő szerepet játszanak. Legyen szó pozitív elektródaelosztásról vagy hurokcsatlakozásról, a pozitív és negatív gyűjtősínek szerkezeti megbízhatósága közvetlenül befolyásolja a rendszer hosszú távú stabil működését. A hagyományos kábelekhez képest a gyűjtősínek előnyöket kínálnak a beépítési pontosság, az ismételhetőség és az automatizált összeszereléshez való alkalmazkodás terén, fokozatosan a gyűjtősínes autóipari megoldások kulcsfontosságú elemévé válnak.

 

Gyártási szempontból a gyűjtősínek nem támaszkodnak zavaró új folyamatokra, hanem teljesítményjavulást érnek el a kiforrott folyamatok rendszerintegrációjával. A tipikus folyamatok közé tartozik az anyagválasztás, a kivágás, az alakítás, a hegesztés, a lyukasztás, a szigetelés bevonása, a felületkezelés és a tesztelés. A termékszállítás hatékonyságának, a költségkontrollnak és a minőségi stabilitásnak a kulcsa a korai -rendszer-szintű integrációs tervezési képességekben rejlik, nem pedig az egyedi gyártási folyamatokban. Ez különösen nyilvánvaló az autóakkumulátorok gyűjtősínek nagy-léptékű alkalmazásakor.

 

A konkrét tervezési szakaszban a mérnököknek általában a jármű általános teljesítményigényeivel kell kezdeniük, lépésről lépésre lebontva azokat az akkumulátorrendszer feszültség- és áramparamétereire, és ennek megfelelően teljes körű szigeteléstervezést, kúszótávolság ellenőrzését és az áram-teherbíró képesség felmérését. Az alapvető elektromos teljesítménykövetelmények teljesítése mellett az olyan tényezőket, mint a hőmérséklet-emelkedés, az energiahatékonyság, az életciklus-költség és az összeszerelési módszerek átfogóan figyelembe kell venni, hogy végső soron meghatározzák a gyűjtősín szerkezeti formáját és műszaki paramétereit. Ez a folyamat alapvető fontosságú a megbízható gyűjtősín elektromos működésének eléréséhez.

 

A jövőre nézve az új energetikai járműipar folyamatosan fejlődik a magasabb feszültségű platformok és a nagyobb teljesítménysűrűség felé, a rendszerintegráció fokozásával. Ez magasabb követelményeket támaszt a gyűjtősínekkel szemben a megbízhatóság, a tartósság és az automatizált összeszereléshez való alkalmazkodóképesség tekintetében. Az iparban általános aggályokká váltak, hogyan lehet elérni a nagyobb áram-teherbíró képességet korlátozott helyen, és hogyan lehet fenntartani a konzisztenciát a nagy-léptékű automatizált gyártás során. Az ipar bővülésével a szisztematikus megoldások az együttműködésen alapuló tervezés köré összpontosultakautóipari tápcsatlakozókés a gyűjtősínek a technológiai fejlődés következő szakaszának fontos irányvonalai lesznek.

 

Összességében elmondható, hogy a gyűjtősínek az új energiahordozós járművek nagyfeszültségű{0}}rendszereinek „rejtett” elemeiként fokozatosan a technológia és az érték élvonalába kerülnek. Az anyagválasztástól a szerkezeti tervezésig, a rendszerintegrációtól a gyártási folyamatokig stratégiai pozíciójuk egyre hangsúlyosabbá válik a járműben. Előreláthatólag a villamosítási és energiatárolási piacok folyamatos bővülésével a gyűjtősínhez kapcsolódó technológiák és alkalmazásmodellek tovább mélyülnek és áttörnek.