적층 버스바 설계 가이드: 고전력 인버터의 부유 인덕턴스 최소화-

적층 부스바는 양극 및 음극 도체를 제어된 유전 간격을 갖춘 콤팩트한 층 구조로 통합하여 인버터 스위칭 루프 인덕턴스를 줄입니다. SiC 및 IGBT 전력 모듈의 경우 적절하게 설계된 적층 버스바는 10nH 미만의 부유 인덕턴스를 달성하여 고주파-주파수 스위칭 중 전압 오버슈트를 줄일 수 있습니다.

 

Xiamen Apollo Technology는 C1100 순수 구리, 정밀 스탬핑, 분자 확산 용접 및 다층 핫 프레싱 공정을 사용하여 맞춤형 적층 버스바를 제조합니다-. 전기 성능은 CMM 검사, 절연 내력 테스트, 자동차 및 에너지 저장 애플리케이션에 대한 PPAP 레벨 3 문서를 통해 검증됩니다.

 

 

 

최신 EV 트랙션 인버터 및 ESS 전력 변환 시스템에서는 SiC MOSFET 및 고속{0}} IGBT 모듈을 채택하는 경우가 점차 늘어나고 있습니다. 이러한 장치는 더 짧은 상승 시간으로 더 높은 주파수에서 전환하므로 DC 링크 구조 내부의 기생 인덕턴스가 전압 스파이크 및 반도체 신뢰성에 영향을 미치는 직접적인 요인이 됩니다.

 

부유 인덕턴스와 스위칭 전압 오버슈트 간의 관계는 다음과 같습니다.

ΔV=L × di/dt

어디:

ΔV=전압 오버슈트

L=전류 루프의 부유 인덕턴스

di/dt=현재 스위칭 속도

SiC 모듈로 작동하는 800V EV 인버터의 경우:

 

매개변수	기존 부스바	적층 부스바 디자인
DC 링크 인덕턴스	50~150nH	<10nH
도체 간격	5-15mm	0.1-1mm 유전층
현재 경로	별도의 양극/음극 막대	평행 적층 구조
자기장 상쇄	제한된	최적화됨
스위칭 전압 오버슈트	더 높은	줄인

 

적층 구조는 양극 및 음극 도체를 근접하게 배치합니다. 반대 전류 방향은 반대 자기장을 생성하여 외부 자속을 감소시키고 루프 인덕턴스를 낮춥니다.

 

1.1 구리층 최적화를 통한 자기장 상쇄 원리

적층 버스바 설계는 다음에 따라 달라집니다.

구리 두께 선택

레이어 배열

유전체 두께

터미널 위치

전류 분포 대칭

 

일반적인 EV 인버터 적층 버스바 매개변수:

구리 재질: C1100 전해 터프 피치 구리

전도도: 99% IACS 이상

구리 두께: 0.5mm-5mm

평탄도 공차: 0.05mm 이하

단자 위치 공차: ±0.1mm

표면 처리: 니켈 도금/주석 도금

고르지 않은 도체 구조는 국지적인 전류 집중을 생성하여 저항과 전자기 간섭을 모두 증가시킵니다.

 

 

 

도체 재료는 전류 전달 능력, 열 성능, 장기 신뢰성-을 직접적으로 결정합니다.

 

EV 인버터 및 ESS 애플리케이션의 경우 전기 전도도가 높고 줄 발열이 낮기 때문에 순동이 선호됩니다.

 

재료 특성	C1100 순수 구리	C2680 황동
구리 함량	99.90% 이상	60-65%
전도도	99% IACS 이상	26-30% IACS
비저항	0.0172Ω·mm²/m	더 높은
열전도율	~390 W/m·K	~120 W/m·K
일반적인 응용	전원 버스바, 인버터 DC 링크	기계식 단자, 커넥터
전류 운반 능력	높은	중간

 

C1100 구리는 다음 용도로 선택됩니다.

EV 배터리 팩 버스바

SiC 인버터 DC 링크 어셈블리

에너지 저장 PCS 연결

파일 전력 모듈 충전

C2680 황동은 기계적 강도와 성형 성능이 우선시되는 곳에 주로 사용됩니다.

 

2.1 IATF 16949 요구사항에 따른 정밀 스탬핑 및 성형 제어

고전류-적층 버스바에는 다음과 같은 복잡한 단자 구조가 필요한 경우가 많습니다.

90도 굽힘
단자 구멍
포지셔닝 슬롯
압입-구조
인-다이 리벳팅 포인트

 

제조 매개변수:

프로그레시브 다이 스탬핑 공차: ±0.01mm
버 높이 제어: 재료 두께의 10% 이하
공구 수명 모니터링: 500,000 스탬핑 주기 이상
CMM 치수 검사: 주요 치수에 대해 100%

인-다이 리벳팅은 기계적 고정을 스탬핑 공정에 통합하여 조립 변형을 줄이고 생산 일관성을 향상시킵니다.

 

무료 DFM 평가 및 견적 요청

 

 

유전체 층은 적층 버스바의 절연 신뢰성, 내열성 및 기계적 안정성을 결정합니다.

 

고전력-인버터 버스바는 다음 조건에서 절연 성능을 유지해야 합니다.

열 순환

고전압 스위칭

기계적 진동

습도 노출

일반적인 단열재:

 

단열재	온도 등급	유전 강도	일반적인 응용
캡톤 폴리이미드 필름	269도 ~ 400도	>200kV/mm	SiC 인버터 고온 영역
PET 필름	-40도 ~ 150도	150-250kV/mm	표준 EV 전원 모듈
노멕스 종이	최대 220도	높은 내열성	ESS 및 산업용 전력 시스템

 

3.1 적층 부스바의 에폭시 분말 코팅과 필름 절연

 

매개변수	에폭시 분말 코팅	폴리이미드/PET 필름
코팅 두께	100-500μm	25-125μm
유전 강도	>15kV/mm	>150kV/mm
온도 저항	120-180도	150-400도
두께 조절	중간	높은
애플리케이션	복잡한 3D 부품	정밀 적층 구조

 

EV 인버터 적층 부스바의 경우, 박막 절연체는 유전체 간격을 줄여 전자기 성능을 향상시킵니다.

 

필수 품질 관리:

단열재 두께 측정

고전압 내전압 시험

부분방전 테스트

접착력 테스트

열노화 시험

 

일반적인 검증 표준:

IEC 60664 절연 조정

UL 94 V-0 화염 등급

ISO 16750 자동차 환경 테스트

 

 

 

다-층 적층 버스바는 구리 도체와 절연재 사이의 열 접착을 제어해야 합니다.

 

제조 순서에는 다음이 포함됩니다.

구리 시트 절단 및 스탬핑

디버링 및 표면 청소

도금 처리

절연필름 포지셔닝

진공 핫 프레싱

단자 가공

전기검사

 

4.1 자동차 등급 생산을 위한 열간 압착 공정 변수

일반적인 생산 매개변수:

 

프로세스 매개변수	제어 범위
프레스 온도	150-220도
프레스 압력	2-8MPa
레이어 정렬 공차	±0.1mm
평탄	0.05mm 이하
결합강도	재료 사양에 따르면
생산 검증	PPAP 레벨 3

 

잘못된 라미네이션 제어로 인해 다음이 발생할 수 있습니다.

기공 형성

부분방전 지점

절연 파괴

레이어 변위

진공 열간 압착은 구리층과 유전체층 사이에 갇힌 공기를 제거하여 -장기적인 전기 신뢰성을 향상시킵니다.

 

 

고전류 터미널에는 반복되는 열 순환을 처리할 수 있는 낮은 저항의 접합부가-필요합니다.

일반적인 접합 방법에는 레이저 용접과 저항 은 브레이징이 포함됩니다.

 

용접방법	레이저 용접 Cu{0}}Al	저항 실버 브레이징
열-영향 구역	작은	더 크게
관절강도	높은	높은
전기 저항	낮은	매우 낮음
생산 속도	높은	중간
적합한 재료	구리, 알루미늄 조합	구리 단자
자동차 응용	배터리 모듈, 인버터 단자	고전류-접점 어셈블리

 

구리-알루미늄 연결의 경우:

레이저 용접 매개변수는 다공성을 제어해야 합니다.

빔 에너지 밀도에는 최적화가 필요합니다

단면 검사가-필요합니다

 

은 브레이징의 경우:

브레이징 합금 선택은 전도성에 영향을 미칩니다.

공동 통관을 통제해야 합니다.

금속 접합 품질에는 현미경 검사가 필요합니다.

 

품질 검증에는 다음이 포함됩니다.

용접 단면 분석-

인장 강도 테스트

전기저항 측정

열 순환 검증

 

 

 

자동차 적층 버스바는 프로토타입 검증부터 대량 생산까지 통제된 제조 공정이 필요합니다.

샤먼 아폴로가 적용됩니다:

 

6.1 ±0.01mm 공차 요구 사항에 따른 치수 검사

 

검사 장비:

CMM 좌표 측정기

광학 측정 시스템

두께 게이지

표면 거칠기 시험기

 

중요 치수:

단자 구멍 위치

구리층 정렬

절연 간격

장착 인터페이스

 

6.2 전기 및 신뢰성 테스트

 

테스트 기능에는 다음이 포함됩니다.

 

테스트 항목	표준/요구사항
유전체 내력 시험	>15kV/mm 절연 성능
DC 저항 테스트	마이크로-옴 레벨 측정
열 순환	ISO 16750
소금 스프레이	ISO 9227
파열압력 테스트	통합 냉각 구조용
PPAP 문서	레벨 3

 

품질 패키지에는 다음이 포함됩니다.

프로세스 흐름도

PFMEA

제어 계획

MSA

SPC 데이터

자재 인증서

 

 

고전력-인버터 적층 버스바는 전기, 열, 기계 및 제조 매개변수를 동시에 제어해야 합니다. 10nH 미만의 낮은 인덕턴스 구조는 도체 대칭, 유전체 두께 제어, 구리 재료 선택 및 정밀 적층 공정에 따라 달라집니다.

 

EV, ESS, 태양광 발전 변환 시스템에 대해 Xiamen Apollo는 다음을 제공합니다.맞춤형 적층 버스바DFM 분석, 툴링 개발, 스탬핑, 용접, 단열재 적층, 검사 및 PPAP 레벨 3 납품부터 제조합니다.

 

 

1. 맞춤형 적층 버스바의 일반적인 PPAP 레벨 3 배송 시간은 얼마나 됩니까?

PPAP 레벨 3 배송에는 일반적으로 치수 검증, 재료 검증, 생산 문서화를 포함하여 툴링 승인 후 4~8주가 소요됩니다.

 

2. 적층 버스바 제조업체는 자동차 생산 시 금형 수명을 보장할 수 있습니까?

예. 프로그레시브 스탬핑 다이는 예방적 유지 관리 계획을 통해 모니터링되며 일반적으로 500,000회 이상의 스탬핑 주기에 맞게 설계됩니다.

 

3. 적층 부스바의 절연체 두께는 어떻게 테스트됩니까?

절연체 두께는 IEC 표준에 따른 두께 측정, 절연 내력 시험, 전기 절연 검증을 통해 검증됩니다.