적층 부스바용 절연재 분석: 유연 및 경질 절연재의 선택 및 적용

신에너지 차량, 에너지 저장 시스템, 철도 운송 및 산업용 전력 장비의 개발과 함께 적층 부스바는 낮은 인덕턴스, 높은 신뢰성 및 컴팩트한 구조로 인해 널리 사용됩니다. EV 버스바, 자동차 배터리 버스바, 산업용-등급 커패시터 버스바 시스템 등 절연재 선택은 제품의 전기 성능, 서비스 수명 및 안전 수준에 직접적인 영향을 미칩니다.

 

최신 자동차 버스바 시스템의 경우 절연층은 도체 절연 역할을 할 뿐만 아니라 내열성, 전압 저항, 난연성 및 장기적으로 안정적인 작동에 대한 요구 사항을 충족해야 합니다-. 따라서 부스바 설계 및 선택에는 유연하고 견고한 절연재의 특성을 철저히 이해하는 것이 중요합니다.

 

 

 

현재 대부분의 적층 버스바는 유연한 박막-절연 구조를 채택하고 있으며, 적층 공정을 통해 절연 필름을 구리 도체에 단단히 접착합니다. 이 프로세스는 도체 간격을 효과적으로 줄이고, 시스템 통합을 개선하며, 우수한 버스바 절연 성능을 보장합니다.

 

폴리에스터(PET) 단열재

PET는 가장 널리 사용되는 단열재 중 하나로 자동차 부스바 PET 단열재 분야에서 상당한 시장 점유율을 차지하고 있습니다. 주요 특징은 다음과 같습니다.

장기-작동 온도 최대 105도; 일반적으로 100%를 초과하는 높은 신율로 복잡한 굽힘 구조에 적합합니다. 기계적 인성 및 성형 성능이 우수합니다. 높은 상대 추적 지수(CTI) 다양한 전압 레벨을 충족하기 위해 다양한 두께로 제공됩니다. 뛰어난 난연성으로 산업 및 자동차 응용 분야의 요구 사항을 충족합니다.

신에너지 차량 전력 시스템에서 PET 절연층은 EV 배터리 버스바, 자동차 접지 버스바 및 자동차 버스바 제품에 널리 사용됩니다.

 

폴리이미드(PI) 절연재

PI는 일반적으로 200도를 초과하는 연속 작동 온도를 갖는 고성능-내열성 단열재입니다.

PET와 비교하여 PI는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

뛰어난-온도 저항성; 우수한 고유 난연성; 더 높은 기계적 강성; 용접 공정에 더 적합합니다. 상대적으로 높은 비용; PET보다 CTI가 낮습니다.

따라서 커패시터, 전력 모듈 또는 커넥터의 용접이 필요한 응용 분야에서 PI 재료는 신에너지 자동차 필름 커패시터 버스바 및 전력 커패시터 제품용 일부 버스바에 자주 사용됩니다.

 

유연 단열재와 경질 단열재의 차이점

유연한 절연체는 주로 구리 도체의 표면을 절연하는 데 사용되며 적층을 통해 완전한 절연 구조를 형성합니다.

 

장점은 다음과 같습니다.

도체 가장자리를 완벽하게 밀봉할 수 있습니다.

복잡한 3차원{0}}구조 설계에 적합합니다.

시스템 크기를 효과적으로 줄입니다.

대량 생산과 자동화 제조가 가능해졌습니다.

 

반면에 경질 절연체는 주로 서로 다른 도체 층 사이의 간격을 두고 지지하는 데 사용됩니다.

고전압 시스템의 경우 유연한 절연만으로는 전기장 분배 및 부분 방전 제어 요구 사항을 충족할 수 없는 경우가 많습니다. 따라서 절연 거리를 늘리려면 견고한 절연 재료가 필요합니다.

 

일반적으로:

작동 전압이 1kV 증가할 때마다 약 1mm의 절연 간격이 필요합니다.

작동 전압이 높을수록 견고한 절연체의 두께가 두꺼워집니다.
고{0}}전압 시스템은 일반적으로 구조 절연층으로 유리 섬유 강화 폴리에스테르 보드를 사용합니다.

고전압 버스바 설계에서 견고한 절연은 장기적으로 안정적인 작동을 보장하는 중요한 구성 요소인 반면, 저전압 버스바 자동차 시스템에는 일반적으로 무겁고 견고한 절연 구조가 추가로 필요하지 않습니다.-

 

 

 

상대온도지수(RTI)

RTI는 단열재의 -장기적인 내열성을 나타내는 중요한 지표입니다.

 

상대 추적 지수(RTI)는 다음과 같이 정의됩니다.

약 20,000시간의 장기간 작동 후 재료의 기계적, 전기적 특성이 초기 값의 50%로 감소하는 온도-.

 

장기간 작동하는- 버스바 전기 자동차 시스템의 경우 RTI는 제품 수명에 직접적인 영향을 미칩니다.

일반적으로:

 

온도가 10도 감소할 때마다 절연 수명은 약 두 배로 늘어납니다.

온도가 10도 올라갈 때마다 절연 수명은 약 절반으로 단축됩니다.

 

따라서 EV용 주석 도금 구리 버스바를 설계할 때는 열 관리 솔루션과 절연재 등급을 모두 종합적으로 고려해야 합니다.

 

 

CTI는 추적에 대한 재료의 표면 저항을 반영합니다.

 

장비가 습하거나 오염되었거나 고전압 환경에 장기간 노출되는 경우 CTI 값이 높을수록 표면 연면 위험이 효과적으로 줄어듭니다.

 

산업용 에너지 저장 시스템, DC 커패시터 버스바 및 대형 커패시터 적층 버스바의 경우 CTI는 안전 설계에 영향을 미치는 중요한 매개변수입니다.

 

PET 재료는 일반적으로 CTI 등급이 더 높으므로 고전압 응용 분야에 더 널리 사용됩니다.-

 

신율은 인장 하에서 절연 특성을 유지하는 재료의 능력을 나타냅니다.

이 매개변수는 다음에 직접적인 영향을 미칩니다.

굽힘 성능;
도체 가장자리 포장 품질;
씰링 공정 안정성;
장기적인-기계적 신뢰성.

PET 소재는 일반적으로 신율이 100% 이상인 반면 PI 소재는 약 70%입니다. 따라서 PET는 복잡한 구리 도체 적층 공정에 더 적합합니다.

 

 

산업용 전력 시스템

버스바에 대한 산업 장비의 요구 사항은 주로 고전압과 긴 수명에 중점을 둡니다.

 

일반적인 특성은 다음과 같습니다.

작동 전압은 일반적으로 1000V~6000V입니다.
부분 방전 제어에 대한 엄격한 요구 사항;
강화된 견고한 단열 구조에 대한 요구 사항;
높은 연면 거리 요구 사항;
서비스 수명은 20~25년 이상입니다.

 

따라서 고{0}}전압 에너지 저장 장비, 철도 운송 및 대규모 배전 시스템은 배전 부스바에 CTI가 높은 재료와 두꺼운 절연 구조를 사용하는 경향이 있습니다.

 

 

 

새로운 에너지 차량 애플리케이션은 경량화, 공간 활용 및 비용 제어에 더 중점을 두고 있습니다.

일반적인 특성은 다음과 같습니다.

 

전압 레벨은 일반적으로 800V 미만입니다.
부분 방전에 대한 요구 사항이 낮습니다.
일반적으로 유연한 적층 단열 구조를 사용합니다.
무게와 부피에 더 민감합니다.
수명은 일반적으로 5~10년이다.

 

따라서 BusBar 자동차, 자동차 전원 커넥터 및 주석-판 Busbar 자동차와 같은 제품에서는 소형 설계 요구 사항을 충족하기 위해 PET 또는 PI 절연 솔루션을 점점 더 많이 활용하고 있습니다.

 

 

적층 단열 기술 외에도 분체 코팅 단열재도 일반적인 솔루션입니다.

 

이 공정은 도체 표면에 에폭시 수지 코팅을 형성하여 전체적인 절연 보호를 달성하며 특히 구조적으로 복잡한 단일 도체에 적합합니다.

 

장점은 다음과 같습니다.

복잡한 형상을 다룰 수 있습니다.
비-적층 도체에 적합합니다.
좋은 내식성;
일부 저전압 애플리케이션 요구사항을 충족할 수 있습니다-.

 

그러나 낮은 인덕턴스와 높은 전력 밀도를 요구하는 자동차 버스바 및 버스바 전기 자동차 애플리케이션의 경우 적층 절연 기술이 여전히 주류 솔루션입니다.

 

 

 

절연재는 적층 부스바의 성능을 결정하는 중요한 구성 요소입니다. 가장 일반적인 유연한 단열재인 PET와 PI는 각각 다양한 적용 시나리오에서 장점을 가지고 있습니다. 고전압 산업용 시스템의 경우 RTI, CTI 및 견고한 절연 구조를 종합적으로 고려해야 하며, 신에너지 자동차 부문의 경우 경량 설계, 공간 활용 및 생산 효율성에 더 중점을 두어야 합니다.

 

개발과 함께EV 버스바, 커패시터 부스바, 신에너지 전력 전자 장치 등 절연재 기술은 계속 업그레이드되어 미래의 고전력, 고신뢰성 전기 연결 시스템을 위한 보다 안전하고 효율적인 솔루션을 제공할 것입니다.-