จะเลือกระหว่างบัสบาร์ทองแดงแบบแข็งและตัวเชื่อมต่อฟอยล์ทองแดงแบบยืดหยุ่นได้อย่างไร การวิเคราะห์ความสมดุลระหว่างการนำไฟฟ้าและการกระจายความร้อนในการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าพลังงานใหม่

ในด้านยานยนต์พลังงานใหม่ ระบบกักเก็บพลังงาน อุปกรณ์ไฟฟ้า และระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ขั้วต่อไฟฟ้าไม่เพียงแต่ทำหน้าที่ส่งกระแสไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังเป็นองค์ประกอบสำคัญของการจัดการระบายความร้อนอีกด้วย เนื่องจากความหนาแน่นของกำลังของระบบเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง การบรรลุความสมดุลระหว่างการนำไฟฟ้า ความสามารถในการกระจายความร้อน ความเสถียรของโครงสร้าง และความสามารถในการปรับตัวในการติดตั้ง กลายเป็นความท้าทายที่สำคัญในการออกแบบการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า

 

ปัจจุบัน โซลูชันตัวนำที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสองชนิดในอุตสาหกรรม ได้แก่ บัสบาร์ทองแดงแบบแข็งและการเชื่อมต่อฟอยล์ทองแดงแบบยืดหยุ่น แม้ว่าทั้งสองผลิตภัณฑ์จะผลิตขึ้นโดยใช้วัสดุทองแดงที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสูง แต่ก็มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในรูปแบบโครงสร้าง กลไกการจัดการระบายความร้อน และสถานการณ์การใช้งาน

 

 

 

บัสบาร์ทองแดงแข็งเป็นโครงสร้างตัวนำแข็งที่เกิดขึ้นจากแผ่นทองแดงที่มีความนำไฟฟ้าสูงผ่านการปั๊ม การดัด การเจาะ การใช้เครื่องจักร CNC และการรักษาพื้นผิว มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในชุดแบตเตอรี่ ระบบจำหน่ายไฟฟ้า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง และ-ระบบส่งและจำหน่ายไฟฟ้าแรงสูง

 

เนื่องจากโครงสร้างทองแดงเป็นส่วนประกอบ เส้นทางการนำความร้อนภายในจึงต่อเนื่อง และความต้านทานความร้อนต่ำ ช่วยให้การนำความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างกระแสไหลไปยังโครงสร้างการกระจายความร้อนหรือปลอกอุปกรณ์ได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานการณ์ปัจจุบัน-ระดับสูง

ในอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ บัสบาร์ทองแดงแข็งมักได้รับการออกแบบมาสำหรับ:

 

บัสบาร์วงจรหลักของชุดแบตเตอรี่
บัสบาร์เชื่อมต่อหน่วยจ่ายไฟ
DC-โครงสร้างการเชื่อมต่อลิงก์
ระบบบัสบาร์ไฟฟ้าแรงสูง
ระบบบัสบาร์แรงดันต่ำ
ชุดตัวนำ AC BusBar

 

บัสบาร์ทองแดงประสิทธิภาพสูง-มักมีความต้านทานต่ำและมีความแข็งแรงเชิงกลที่ดีเยี่ยม ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

 

ตัวเชื่อมต่อฟอยล์ทองแดงแบบยืดหยุ่นเป็นตัวนำแบบยืดหยุ่นที่ผลิตขึ้นโดยการเคลือบฟอยล์ทองแดงบางพิเศษ-หลายชั้นโดยใช้กระบวนการพันธะแบบแพร่ พันธะโมเลกุล หรือกระบวนการพันธะด้วยแรงดัน

 

ผลิตภัณฑ์ทั่วไปได้แก่:

 

ทองแดงฟอยล์ บัสบาร์ทองแดงเคลือบลามิเนตแบบยืดหยุ่น
บัสบาร์ทองแดงแบบยืดหยุ่นลามิเนต
ขั้วต่อแบบยืดหยุ่นฟอยล์ทองแดง
ตัวเชื่อมต่อบัสบาร์แบบยืดหยุ่นฟอยล์ทองแดง
ขั้วต่อฟอยล์ทองแดงกระป๋อง

 

เมื่อเปรียบเทียบกับบัสบาร์ทองแดงแบบแข็ง ตัวเชื่อมต่อฟอยล์ทองแดงแบบยืดหยุ่นให้ความยืดหยุ่นที่เหนือกว่า ดูดซับแรงสั่นสะเทือน การกระจัด และความเครียดจากการขยายตัวจากความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบการเชื่อมต่อแบบไดนามิก

 

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบแบตเตอรี่พลังงานใหม่ ตัวเชื่อมต่อบัสบาร์แบตเตอรี่ทองแดงฟอยล์จะชดเชยการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่เกิดจากความทนทานต่อการประกอบเซลล์และการขยายตัวและการหดตัวจากความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงปรับปรุงความน่าเชื่อถือในการเชื่อมต่อ

 

 

 

บัสบาร์ทองแดงแข็ง: การนำความร้อนแบบทิศทาง

 

บัสบาร์ทองแดงแข็งเป็นโครงสร้างการนำความร้อนทั่วไป

 

เมื่อกระแสไหลผ่านตัวนำและก่อให้เกิดความร้อน ความร้อนจะถูกถ่ายโอนอย่างรวดเร็วไปตามด้านในของทองแดงไปยังแผ่นทำความเย็น แผงระบายความร้อน หรือปลอกอุปกรณ์ ทำให้เกิดเส้นทางการกระจายความร้อนที่ชัดเจน

 

ลักษณะประกอบด้วย:

การนำความร้อนสูง
ต้านทานความร้อนต่ำ
ความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้าสูง-
เหมาะสำหรับการออกแบบระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว
อำนวยความสะดวกในการสร้างโครงสร้าง Bus Bar Electric ขนาดกะทัดรัด

 

ดังนั้นในโมดูลพลังงาน อินเวอร์เตอร์ ตัวแปลงกักเก็บพลังงาน และระบบบัสบาร์กระจายขนาดใหญ่ โดยทั่วไปแล้ว บัสบาร์ทองแดงแข็งจะถูกนำมาใช้เป็นพาหะนำไฟฟ้าหลัก

 

 

ตัวเชื่อมต่อฟอยล์ทองแดงที่ยืดหยุ่นใช้โครงสร้างฟอยล์ทองแดงหลายชั้น{0}}ซ้อนกัน ซึ่งมีพื้นที่ผิวใหญ่กว่าบัสบาร์ทองแดงแข็งที่มีพื้นที่หน้าตัด-เดียวกันมาก

 

โครงสร้างนี้มีข้อดีดังต่อไปนี้:

 

พื้นที่สัมผัสอากาศที่ใหญ่ขึ้น

ความสามารถในการระบายความร้อนด้วยการพาความร้อนตามธรรมชาติที่ดีขึ้น

ความจุความร้อนที่สูงขึ้น

ประสิทธิภาพการบัฟเฟอร์ที่เพิ่มขึ้นชั่วคราวของอุณหภูมิชั่วคราวที่เหนือกว่า

 

ตัวอย่างเช่น โครงสร้างการเชื่อมต่อบัสบาร์ฟอยล์การเชื่อมแบบกดและการเชื่อมต่อฟอยล์ทองแดงสามารถกระจายความร้อนอย่างรวดเร็วทั่วบริเวณการเชื่อมต่อผ่านชั้นฟอยล์ทองแดงจำนวนมาก ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของจุดร้อนเฉพาะที่

 

ดังนั้น โครงสร้างการเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่นมักจะมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีกว่าภายใต้สภาวะการกระจายความร้อนตามธรรมชาติ

 

 

สถานการณ์การใช้งานบัสบาร์ทองแดงแข็ง

 

บัสบาร์ทองแดงแข็งส่วนใหญ่เหมาะสำหรับพื้นที่การเชื่อมต่อแบบตายตัว เช่น:

 

การเชื่อมต่อแบบอนุกรมระหว่างโมดูลแบตเตอรี่

ก้อนแบตเตอรี่มีขั้วเอาต์พุตหลักทั้งขั้วบวกและขั้วลบ
ระบบเชื่อมต่อฟิวส์
สะพานคอนแทคนำไฟฟ้า
ระบบจำหน่ายไฟฟ้า PDU
ตัวแปลงหน่วยเก็บพลังงาน PCS
สวิตช์เกียร์ไฟฟ้าแรงสูง-

 

เนื่องจากพื้นที่เหล่านี้มีโครงสร้างเชิงพื้นที่คงที่และมักจะติดตั้งระบบระบายความร้อนแบบแอคทีฟ โซลูชัน Copper BusBar แบบรวมจึงมีความเหมาะสมมากกว่า

 

 

โครงสร้างการเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่นส่วนใหญ่จะใช้ใน:

 

การเชื่อมต่อเทอร์มินัลเซลล์

การเชื่อมต่อภายในโมดูลแบตเตอรี่

ระบบเชื่อมต่อ BMS

พื้นที่ชดเชยการสั่นสะเทือน

พื้นที่ชดเชยการขยายตัวเนื่องจากความร้อน

ขั้วต่อการเชื่อมต่อหม้อแปลง

 

ตัวอย่างเช่น ตัวเชื่อมต่อแบบอ่อนฟอยล์ทองแดงแบบยืดหยุ่นสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าและตัวเชื่อมต่อแบบยืดหยุ่นแบบเคลือบฟอยล์ทองแดงสำหรับหม้อแปลงสามารถดูดซับความเค้นเชิงกลระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งช่วยเพิ่ม-ความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงานในระยะยาว

 

ในด้านแบตเตอรี่พลังงาน ตัวเชื่อมต่อแบบยืดหยุ่นฟอยล์ทองแดงของแบตเตอรี่พลังงานใหม่ได้กลายเป็นหนึ่งในโซลูชั่นการเชื่อมต่อที่สำคัญ

 

 

 

ในการออกแบบทางวิศวกรรมจริง ทั้งสองไม่ได้แยกจากกัน แต่ควรได้รับการกำหนดค่าอย่างสมเหตุสมผลตามความต้องการของระบบ

โดยทั่วไปสามารถพิจารณาหลักการดังต่อไปนี้:

 

การจัดลำดับความสำคัญของบัสบาร์ทองแดงแข็ง:พิกัดกระแสสูง โครงสร้างคงที่ ต้องมีการออกแบบความเหนี่ยวนำต่ำ ติดตั้งระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวหรือระบบกระจายความร้อนแบบแอคทีฟ การสูญเสียความต้านทานน้อยที่สุด

การจัดลำดับความสำคัญของตัวเชื่อมต่อฟอยล์ทองแดงแบบยืดหยุ่น:สภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือน ข้อกำหนดการชดเชยการแทนที่ ผลการขยายตัวและการหดตัวเนื่องจากความร้อน พื้นที่ติดตั้งที่ซับซ้อน ต้องใช้สายไฟที่ยืดหยุ่น

 

สำหรับ-ระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่และแพลตฟอร์มรถยนต์พลังงานใหม่ โดยทั่วไปจะใช้บัสบาร์ทองแดงแข็งและตัวเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่นร่วมกันเพื่อให้เกิดความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างการนำไฟฟ้าและความน่าเชื่อถือทางกลผ่านแนวทางที่ยืดหยุ่น-

 

 

ประสิทธิภาพของตัวเชื่อมต่อแบบยืดหยุ่นฟอยล์ทองแดงส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับกระบวนการเชื่อม

 

ในปัจจุบัน กระบวนการอุตสาหกรรมกระแสหลักได้แก่:

การเชื่อมแบบแพร่กระจาย; การเชื่อมระดับโมเลกุล การเชื่อมด้วยแรงดัน การเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก

ในบรรดาตัวเชื่อมต่อเหล่านี้ ขั้วต่อลามิเนตฟอยล์ทองแดงแบบยืดหยุ่น-และฟอยล์ลามิเนต บัสบาร์ทองแดงแบบยืดหยุ่นมักจะใช้-การเชื่อมแบบกระจายแรงดันสูง ทำให้เกิดพันธะทางโลหะวิทยาระหว่างชั้นฟอยล์ทองแดง

 

กระบวนการนี้ช่วยลด:

ความต้านทานต่อการสัมผัส; ติดต่อต้านทานความร้อน เครื่องทำความร้อนเฉพาะที่; การสูญเสียพลังงาน

ดังนั้นตัวเชื่อมต่อฟอยล์ทองแดงที่ยืดหยุ่นได้จึงมีค่าการนำไฟฟ้าใกล้เคียงกับบัสบาร์ทองแดงที่เป็นของแข็ง

 

 

ด้วยการพัฒนาแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าสูง- 800V สำหรับยานยนต์พลังงานใหม่ ความจุที่เพิ่มขึ้นของระบบกักเก็บพลังงาน และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง- ระบบการเชื่อมต่อแบบนำไฟฟ้ากำลังพัฒนาไปสู่ความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้น การบูรณาการที่สูงขึ้น และน้ำหนักที่เบาลง

 

การออกแบบการเชื่อมต่อไฟฟ้าในอนาคตจะให้ความสำคัญกับ:

การเพิ่มประสิทธิภาพการนำไฟฟ้าให้เหมาะสม

การออกแบบการจัดการความร้อนร่วมกัน

การพัฒนาโครงสร้างน้ำหนักเบา

การผลิตแบบโมดูลาร์

การเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่นและเชื่อถือได้สูง-

 

ไม่ว่าจะเป็นบัสบาร์ทองแดงแบบดั้งเดิมหรือตัวเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่นด้วยทองแดงฟอยล์สำหรับระบบบัสเวย์ วัตถุประสงค์หลักคือการปรับปรุงประสิทธิภาพการส่งกำลัง ลดการสูญเสียอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และรับประกัน-การทำงานของระบบที่เสถียรในระยะยาว

 

 

บัสบาร์ทองแดงแข็งและขั้วต่อฟอยล์ทองแดงแบบยืดหยุ่นแสดงถึงแนวคิดการเชื่อมต่อไฟฟ้าที่แตกต่างกันสองแบบ บัสบาร์ทองแดงแข็งเป็นเลิศในการส่งกระแสสูงและการนำความร้อนตามทิศทาง ในขณะที่ตัวเชื่อมต่อฟอยล์ทองแดงที่ยืดหยุ่นผสมผสานความยืดหยุ่นและความสามารถในการทำความร้อนได้เอง- ในการใช้งานต่างๆ เช่น แบตเตอรี่พลังงานใหม่ ระบบกักเก็บพลังงาน หม้อแปลง และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง การเลือกโครงสร้างตัวนำอย่างมีเหตุผลและการเพิ่มประสิทธิภาพแผนการจัดการความร้อนเป็นปัจจัยสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบ เนื่องจากความต้องการของอุตสาหกรรมสำหรับความหนาแน่นของพลังงานสูงและความปลอดภัยสูงยังคงเพิ่มขึ้น การประยุกต์ใช้บัสบาร์ทองแดงแข็งและตัวเชื่อมต่อฟอยล์ทองแดงที่ยืดหยุ่นร่วมกันจะกลายเป็นทิศทางการพัฒนาที่สำคัญสำหรับระบบเชื่อมต่อไฟฟ้าในอนาคต