통합 부스바 기술은 새로운 에너지 및 고전압 전기 시스템의 응용 분야 확장에 따른 제품 업그레이드를 통해 계속 발전하고 있습니다.

신에너지 차량(NEV), 에너지 저장 시스템, 재생 에너지 생성과 같은 분야의 급속한 발전으로 인해 배터리 팩, 전기 구동 시스템 및 전력 변환 장비는 전기 상호 연결 구조에 대한 요구가 점점 더 엄격해지고 있습니다. 기존 버스바는 주로 고전류 전송 및 전기 상호 연결을 처리하지만, 통합 버스바는 전도성 버스바, 신호 획득, 절연 보호 및 구조적 장착-과 같은 기능을-단일 장치에 결합합니다. 이는 공간 절약, 조립 효율성 및 내부 배터리 팩 레이아웃 최적화 측면에서 상당한 이점을 제공합니다.

 

제품 구조 측면에서 통합 버스바는 일반적으로 전도성 버스바, 신호 획득 구성 요소 및 절연 재료로 구성되며 핫 프레싱, 열 고정, 열성형, 리벳팅 또는 용접과 같은 프로세스를 통해 통합 어셈블리로 형성됩니다. 배터리 시스템이 더 높은 통합, 경량 설계 및 자동화된 조립으로 발전함에 따라 통합 버스바는 단순한 전류 전달 구성 요소에서 전기 상호 연결, 신호 획득 및 구조적 통합을 동시에 처리하는 다기능 어셈블리로 전환되었습니다.

 

 

 

NEV 전력 배터리 시스템에서 버스바는 주로 배터리 셀 간의 직렬 및 병렬 연결을 용이하게 하는 동시에 획득 회로와 함께 작동하여 셀 전압 및 온도와 같은 작동 데이터를 수집합니다. 기존의 와이어링 하니스 솔루션은 셀 간 신호 연결을 설정하기 위해 여러 개의 개별 와이어가 필요합니다. 이는 배터리 팩 내의 귀중한 내부 공간을 소비할 뿐만 아니라 조립 공정도 복잡하게 만듭니다. 배터리 시스템의 셀 수가 증가함에 따라 하니스 수와 배선의 총 길이도 늘어나 자동화 생산 및 후속 유지 관리가 더 어려워집니다.

 

전도성 버스바를 신호 획득 회로와 통합함으로써 통합형 버스바 설계는 기존 개별 연결 구조와 관련된 공간 소비를 줄이고 획득 라인의 보다 체계적인 레이아웃을 허용합니다. NEV 전원 배터리의 경우 이 구조는 내부 공간 활용도를 높이고 조립 중 수동 배선 및 연결 확인에 필요한 노동력을 줄여줍니다.

 

전원 배터리 시스템이 더 높은 전압, 더 큰 용량, 더 큰 통합을 지향하는 추세에 따라 통합 버스바의 구조적 크기, 전류 전달 용량 및 신호 획득 채널 수도 확장되고 있습니다. 특히 고전압 플랫폼에서는 직렬로 연결된 셀 수가 증가하므로 연결 버스바, 획득 라인 및 절연 구조의 확장이 필요합니다. 결과적으로, 제품 디자인은 단순히 개별 치수를 일치시키는 것에서 전체 구조의 협업 디자인으로 전환되었습니다.

 

전기 구동 시스템에서 버스바는 주로 모터 컨트롤러 내의 고전압 회로를 연결하는 데 사용됩니다.{0}} 여러 층의 전도성 및 절연 재료를 결합하면 전류 루프가 단축되고 기생 인덕턴스가 감소하여 고주파수 스위칭 전력 장치의 작동 요구 사항을 충족할 수 있습니다.- 고전력 인버터 및 모터 제어 시스템의 경우- 구조 설계는 정격 전류 요구 사항을 충족할 뿐만 아니라 절연 공간, 열 방출, 기계적 강도 및 전자기 성능을 포괄적으로 해결해야 합니다.

 

 

에너지 저장 배터리와 신에너지 차량용 전원 배터리는 셀 상호 연결 및 데이터 수집과 관련하여 기술적 공통점을 공유합니다. 두 가지 모두 셀의 직렬 및 병렬 배열을 용이하게 하고 전압 및 온도와 같은 매개변수를 모니터링하기 위한 연결 구조가 필요합니다. 에너지 저장 시스템의 용량이-셀, 모듈 및 데이터 수집 채널의 수와 함께 증가함에 따라-기존 배선 하네스 솔루션은 라우팅 공간, 조립 효율성 및 일관성과 관련하여 점점 더 엄격한 요구에 직면해 있습니다.

 

결과적으로 통합 버스바는 에너지 저장 배터리 상호 연결 시스템을 위한 중요한 기술 솔루션으로 등장했습니다. 에너지 저장 장비의 제품 설계에서는 전기 연결, 신호 획득, 절연 보호 및 설치 공간을 동시에 해결하는 동시에 배터리 모듈의 특정 배열에 맞게 크기와 인터페이스를 맞춤화해야 합니다.

 

고용량 에너지 저장 시스템에서{0}}통합 버스바에는 견고한 구조적 안정성이 필요합니다. 셀 수가 증가하면 버스바 길이, 샘플링 채널 수 및 설치 범위가 변경됩니다. 따라서 도체 치수, 샘플링 회로 레이아웃 및 절연 재료와 같은 제품 사양은-표준화된-크기-모든 설계에 맞는-것이 아니라 특정 배터리 아키텍처에 맞게 조정되어야 합니다.

 

또한 에너지 저장 시스템은 장기간 작동 시 높은 신뢰성을 요구합니다.- 버스바는 지속적인 전류, 온도 상승, 장비 작동 중에 발생하는 기계적 응력을 견뎌야 합니다. 따라서 재료 선택, 연결 프로세스 및 단열 구조를 실제 작동 환경에 대해 검증해야 합니다.

 

 

 

태양광 인버터, 풍력 변환기 및 기타 고전력 전력 전자 장치에도 신뢰성이 높은 전기 상호 연결 구조가 필요합니다. 이러한 장비는 일반적으로 고전압에서 작동하며 상당한 전류 변동을 수반합니다. 기존 배선 방법은 공간 레이아웃, 인덕턴스 제어 및 열 방출과 관련된 제한에 직면할 수 있으며, 이로 인해 전원 모듈과 주 회로 간의 연결을 위한 복합 버스바 채택이 증가하고 있습니다.

 

표준 단일{0}}레이어 부스바와 비교하여 다중-레이어 구조는 서로 다른 전위의 전도성 레이어와 절연 레이어를 통합하여 전류 경로를 더욱 컴팩트하게 만듭니다. 고주파-스위칭 장비의 경우 루프 길이 단축, 전도성 레이어 레이아웃 최적화 및 기생 매개변수 제어는 시스템의 전기적 성능을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

 

고전력 변환 장비에서 버스바 설계는 IGBT와 같은 전력 장치의 장착 요구 사항도 고려해야 합니다. 예를 들어, 3-레벨 인버터용 적층 부스바에는 인버터의 내부 공간 제약 및 전기 토폴로지에 맞춰 서로 다른 전위 층, 연결 지점 및 전류 경로 사이의 절연 거리를 고려하는 전체적인 접근 방식이 필요합니다.

 

복잡한 내부 공간을 다룰 때 적층 부스바는 장착 위치, 단자 방향 및 장비 구조에 따라 맞춤화가 필요한 경우가 많습니다. 이를 통해 적절한 절연 간격과 기계적 장착 방법을 유지하면서 제한된 공간 내에서 다중 지점 연결을 용이하게 할 수 있습니다.

 

신호 획득, 통합 방법 및 용접 프로세스와 관련된 기술적 접근 방식은 계속 발전하고 있습니다.

 

통합 버스바 기술의 발전은 주로 신호 ​​획득 구성 요소, 구조적 통합 방법 및 연결 프로세스의 세 가지 영역에서 분명하게 나타납니다. 초기 전력 배터리 시스템은 신호 획득을 위해 와이어 하네스에 의존했으며 나중에 PCB 및 FPC 솔루션으로 전환되었습니다. 현재 FFC 및 FDC와 같은 연속 생산에 적합한-경량 옵션이 주목을 받고 있습니다.-

 

구조적 통합과 관련하여 기존의 사출 성형-브래킷은 부피가 크고 재료와 공간을 많이 소모하는 경향이 있지만 높은 기계적 강도, 구조적 안정성 및 성숙한 제조 공정을 제공합니다. 절연 필름, 획득 회로 및 전도성 막대를 단일 장치로 적층하여 형성된 열{2}}압착 구조는 부품 두께를 줄일 수 있으며 더 큰 배터리 연결 구조에 적합합니다.

 

열성형 솔루션은 성형된 절연 캐리어 내에서 획득 회로와 전도성 바를 보호합니다. 이 접근 방식은 기본적인 구조적 요구 사항을 충족하는 동시에 제조 비용을 잠재적으로 절감할 수 있습니다. 각 솔루션은 기계적 강도, 재료 비용, 생산 효율성 및 치수 적응성과 관련하여 뚜렷한 특성을 가지고 있습니다. 따라서 선택에는 특정 배터리 팩 구조 및 생산 조건을 기반으로 한 포괄적인 평가가 필요합니다.

 

전력 전자 분야에서 부분적으로 적층된 버스바는 전위 레벨 및 장착 영역을 기반으로 국지적 적층을 활용하여 특정 영역의 절연 및 전기 연결 요구 사항을 충족하는 동시에 전반적인 재료 사용 및 처리 복잡성을 줄입니다. 여러 전도성 레이어의 통합이 필요한 시스템의 경우 3-레이어 적층 부스바는 3개의 전도성 및 절연 재료 레이어를 결합하여 컴팩트한 다중-회로 연결을 구현합니다.

 

용접 공정은 통합 버스바의 신뢰성과 제조 비용에 영향을 미치는 또 다른 중요한 요소입니다. 기존 방법에서는 레이저 용접을 사용하여 연결 탭, 감지 회로 및 전도성 버스바를 결합했지만, 새로운 접근 방식에서는 초음파 용접을 통해 감지 회로를 전도성 버스바에 직접 연결하려고 시도합니다. 후자는 특정 중간 커넥터를 제거하지만 재료 표면 상태, 용접 압력, 진폭, 에너지 입력 및 장비 제어 정밀도와 관련하여 더 엄격한 요구 사항을 부과합니다.

 

 

 

신에너지 차량용 고전압 플랫폼을 개발하려면 더 많은 배터리 셀을 직렬로 연결하여 더 높은 시스템 전압이 필요합니다. 셀 수가 증가함에 따라 통합 버스바 어셈블리 내의 전도성 버스바, 감지 회로 및 연결 구조의 양도 늘어나 제품 크기가 커지고 설계 복잡성이 커집니다.

 

고{0}}전압 급속 충전은 배터리 시스템의 전기적 매개변수를 변경할 뿐만 아니라 연결 구조의 전류 전달 용량, 온도 상승 제어, 절연 성능 및 기계적 안정성에 대한 요구도 더 높아집니다. 버스바는 제한된 공간 내에서 다중{3}}회로 연결을 용이하게 하는 동시에 서로 다른 전압 전위 간의 적절한 전기 간극과 연면 거리를 보장해야 합니다.

 

신에너지 자동차 파워트레인의 경우 적층 버스바는 배터리 팩, 모터 컨트롤러 및 고전압 연결 시스템의 특정 아키텍처와 함께 설계되어야 합니다.{0}} 고전력-DC 변환 장비의 설계는 고전류 경로, 낮은 기생 매개변수 및 절연 신뢰성에 더욱 중점을 두고 설계되었습니다.-

 

시스템 작동 전압이 상승함에 따라 버스바 제품은 비정상적인 작동 조건을 처리할 수 있는 안전 설계도 통합해야 합니다. 예를 들어, 고-전압 인버터는 단락, 아크, 온도 스파이크, 압력 상승과 같은 문제에 직면할 수 있습니다. 결과적으로 방폭-인버터 버스바는 전도성 구조, 절연 재료, 기계적 장착 및 비정상적인 조건에 대한 보호와 관련하여 포괄적인 설계 고려 사항이 필요합니다.

 

 

새로운 에너지 장비의 내부 기능이 확장됨에 따라 단일{0}}레이어 평면 버스바는 더 이상 모든 복잡한 연결 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 다-층 부스바는 제한된 공간 내에서 서로 다른 전위의 전도성 층을 배열할 수 있고 절연층을 활용하여 전기 절연을 보장하므로 고전력, 고밀도-전력, 고밀도 전기 연결 시스템에 이상적입니다.

 

다층 복합 연결 바를 설계하려면 일반적으로 장비의 회로 토폴로지를 기반으로 전도성 층 수, 재료 두께, 절연 매체 및 단자 구성을 결정해야 합니다. 설계 과정에서는 정격 전류를 고려할 뿐만 아니라 열 축적, 기생 인덕턴스, 절연 간격 및 설치 응력에 대한 포괄적인 분석이 필요합니다.

 

철도 운송 시스템과 같은 고전력 장비의 경우 적층 부스바는 높은 전기 부하, 기계적 진동 및 장기적인-작동 환경을 수용해야 합니다. 결과적으로 재료와 중간층 구조에는 목표한 신뢰성 검증이 필요합니다. 기생 인덕턴스 감소가 필요한 전력 모듈의 경우 낮은-인덕턴스 적층 버스바는 양극 회로와 음극 회로 사이의 간격, 층간 레이아웃 및 전류 경로 설계에 특히 중점을 둡니다.

 

IGBT 전력 모듈은 또한 버스바 전기 매개변수 및 장착 구조에 대해 엄격한 요구 사항을 부과합니다. IGBT용 맞춤형 적층 버스바는 일반적으로 모듈 단자 위치, 정격 전류 및 설치 공간을 기반으로 한 치수와 인터페이스로 설계되어 추가 연결 경로를 최소화하고 시스템 통합을 향상시킵니다. IGBT 적층 버스바는 적층 구조를 활용하여 전력 장치 간의 소형 고전압 전기 연결을 구현합니다.{2}}

 

 

제품의 크기와 구조적 복잡성이 증가함에 따라 통합 버스바 제조는 단순한 스탬핑 또는 적층 공정을 넘어 발전했습니다. 이제 도체 처리, 절연재 성형, 신호 획득 회로 처리, 용접, 리벳팅, 열간 압착 및 최종 검사를 포함한 여러 단계를 포괄합니다.

 

대형{0}}제품의 경우 금형 치수, 장비 처리 범위, 압력 제어 기능과 같은 요소가 제품 일관성에 직접적인 영향을 미칩니다. 열간-압착 제품의 경우 중요한 제어 지점에는 온도, 압력, 지속 시간 및 재료 위치가 포함됩니다. 열성형 제품의 경우 중점 영역에는 성형 치수, 재료 두께 및 구조적 안정성이 포함됩니다. 용접 제품의 경우 주요 검증 기준에는 용접 접합 강도, 전기 전도성 및 장기-안정성이 포함됩니다.

 

동시에 생산이 자동화로 전환됨에 따라{0}}공정 내 치수 검사, 전기 테스트 및 육안 검사가 점점 더 중요해지고 있습니다. 도체 치수, 절연 구조, 용접 위치 및 연결 무결성에 대한 프로세스 제어를 구현하면 대량 생산 중 치수 편차 및 조립 결함을 최소화하는 데 도움이 됩니다.

 

엔지니어링 조달 관점에서고전력 변환기의 적층 버스바-단순히 재료비나 단가를 비교하는 것 이상이 필요합니다. 전류, 전압, 층 수, 치수, 절연 요구 사항, 연결 기술 및 대량 제조 능력을 고려하여 전반적인 구조 설계와 장기 납품 신뢰성에 대한 포괄적인 평가가 필요합니다.{0}}