Пълно ръководство за EV кондензаторна шина: Интегриране на филмови кондензатори с персонализирани сборни шини

За системи с електрическо задвижване от 800 V персонализираният дизайн на EV кондензаторна шина трябва да контролира индуктивността на токовия-контур, съпротивлението на връзката, пътя на пълзене и механичното напрежение между филмовия кондензатор DC-Link и инверторното захранващо стъпало. Правилно проектираният DC-Link Busbar Assembly съчетава геометрията на проводника, изолацията и процесите на свързване в един контролиран електрически път.

 

 

Шината на DC-Link свързва филмовия кондензатор към превключващото стъпало на инвертора и пренася високо{1}}честотен импулсен ток, генериран от SiC захранващи модули. За разлика от обикновената плоска медна шина, модулът трябва да бъде проектиран около цялата токова верига.

 

Ключовите инженерни променливи включват:

 

• C1100 мед: електрическа проводимост обикновено над 100% IACS в подходящи закалени степени.
• Ниска индуктивност на веригата: ламинираните положителни/отрицателни проводници могат да намалят площта на магнитната верига.
• Контролирано съпротивление: контактните повърхности и заварените съединения трябва да поддържат стабилно електрическо съпротивление.
• Плъзгащ път и хлабина: разстоянието трябва да съответства на постояннотоковото напрежение, изолационната система и приложимите изисквания на превозното средство.
• Плътност на тока: ширината и дебелината на проводника се избират според RMS ток, импулсен ток и допустимо повишаване на температурата.

 

За високо{0}}честотното превключване на SiC намаляването на физическото разстояние между предния и обратния ток е особено важно. Компактната ламинирана подредба може да намали паразитната индуктивност и свързаното превишаване на напрежението по време на бързо превключване.

 

Дизайн фактор	Типичен инженерен фокус
Диригент	C1100 / мед с висока-проводимост
Платформа за напрежение	400V / 800V EV системи
Текущ	Профил на непрекъснат и импулсен ток
Индуктивност	Минимизиране на текущата-област на цикъла
Изолация	Системи с фолио, формовани, прахово{0}}боядисани или гилзи
Контрол на размерите	Базиран на инверторни и кондензаторни интерфейси

 

 

Физическият интерфейс между филмовия кондензатор и инвертора често има ограничено вертикално пространство. Ниско{1}}профилна шина може да намали височината на пакета, като същевременно поддържа необходимото напречно-сечение на проводника.

 

Дизайнът обикновено съчетава прецизно рязане, огъване, щамповане, пробиване или CNC обработка. Скосяването на ръбовете се използва там, където острите медни ръбове могат да повредят изолацията или да създадат локална концентрация на електрическо-поле.

 

Механичната надеждност също зависи от това как шината е фиксирана към корпуса на кондензатора и инвертора. Прекомерната твърдост може да прехвърли вибрации и термично разширение директно в клемите. Контролираните зони на огъване, монтажните точки и съвместимите интерфейси спомагат за адаптирането на промените в размерите по време на работа на автомобила.

 

Следователно за приложенията на EV дизайнът трябва да вземе предвид:

 

• ±0,05 mm до ±0,10 mm толеранси на интерфейса, където се изисква от монтажа.
• Термично разширение между медни, алуминиеви корпуси и полимерни компоненти.
• Вибрационно натоварване около болтови или заварени съединения.
• Риск от резонанс, причинен от неподдържани секции на проводник.
• Разстояние от корпуса на инвертора и съседните проводими компоненти.

 

Нуждаете се от компактна шина DC-Link за инверторен пакет от 800 V?

 

Заявка за преглед на DFM шина на EV кондензатор

 

 

Методът на свързване има пряк ефект върху устойчивостта, механичната якост и консистенцията на производството. За медни проводници, лазерното заваряване и ултразвуковото заваряване на метал са жизнеспособни, но техните технологични прозорци се различават.

 

Метод на присъединяване	Основно предимство	Основно инженерно съображение
Лазерно заваряване	Прецизно, локализирано подаване на топлина	Контрол на фугите, отразяващата способност и проникването
Ултразвуково заваряване	Ниско обемно нагряване	Натиск на инструмента, амплитуда и заваръчна площ
Съпротивително заваряване	Бързо време на цикъл	Разпределение на тока и износване на електродите
Болтова връзка	Лесна сервизност	Контактно съпротивление и контрол на въртящия момент

 

Лазерното заваряване е подходящо, когато геометрията на фугата изисква контролирано проникване или достъп от определена посока. Ултразвуковото заваряване е полезно за тънки медни компоненти, където минимизирането на обемното термично излагане е важно.

 

За квалификация на производството съпротивлението на съединението, силата на издърпване, напречното-сечение и външният вид на заваръчния шев трябва да се оценяват заедно, вместо да се разчита само на визуална проверка. Металографските напречни-сечения могат да разкрият непълно сливане, кухини, прекомерно проникване и повърхностни дефекти, които не се виждат външно.

 

 

EV кондензаторна шина трябва електрически да изолира съседните проводници, като същевременно поддържа стабилност на размерите при температурни цикли и вибрации. В зависимост от архитектурата на пакета, изолацията може да използва ламинирани диелектрични филми, термо{1}}свиваеми ръкави, формована изолация или системи на основата на епоксидна-смола.

 

Изборът трябва да вземе предвид:

 

• Диелектрична якост на изолационния материал.
• Необходими разстояния на пълзене и хлабини.
• Работна температура и термичен цикъл.
• Устойчивост на абразия по време на сглобяване.
• Адхезия и стабилност на размерите.
• Съвместимост с охлаждаща течност, масло и други автомобилни течности.

 

За някои възли изолацията и капсулирането се комбинират след заваряване, за да се защитят откритите проводими зони. Процесът на капсулиране трябва да избягва празнини около интерфейси с високо-напрежение, тъй като уловеният въздух може да намали границата на диелектрика и да създаде локално електрическо напрежение.

 

За платформа от 800 V изолационният дизайн трябва да бъде валидиран според действителното системно напрежение, ниво на замърсяване, група материали, условия на околната среда и приложими автомобилни стандарти, вместо да се избира дебелина на изолацията само въз основа на напрежението.

 

 

Преминаването към 800V архитектури и превключващи устройства от SiC увеличава електрическите и механичните изисквания към връзката DC-Link.

 

Типичната архитектура поставя филмовия кондензатор близо до клемите за постоянен ток на инвертора, за да съкрати веригата с висок-ток. След това геометрията на шината следва позицията на клемите на кондензатора, разположението на клемите на инвертора и наличното пространство на корпуса.

 

Поради това готовият за производство{0}}доставчик на медни шини за филмови кондензатори трябва да може да поддържа повече от производство на мед. Инженерната работа може да включва:

 

• Преглед на 2D/3D чертежи за конфликти на интерфейс и клирънс.
• DFM анализ за операции на огъване, машинна обработка и съединяване.
• Производство на прототип за електрическо и механично валидиране.
• Разработване на параметрите на заваряване и съвместна проверка.
• Валидиране на изолацията според окончателните системни изисквания.
• Проверка на размерите с помощта на CMM или специални измервателни уреди.
• Контрол на процеса за преход от прототип към повторно производство.

 

За доставчици на електромобили от ниво 1 и ниво 2 производственият пакет може също да изисква сертификати за материали, диаграми на процесите, планове за контрол, записи от инспекции и документация за PPAP.

 

 

При снабдяване сEV кондензаторна шинаЕкипите за индивидуално решение, доставка и инженеринг трябва да оценят производствения процес заедно с електрическия дизайн.

 

Подходящият доставчик трябва да докаже:

 

• C1100 обработка на мед и проследимост на материала.
• Прецизно рязане, огъване и CNC обработка.
• Възможност за заваряване на-с-мед и различни{2}}метали, където е необходимо.
• Контрол на процеса на изолиране и капсулиране.
• Проверка на размерите на CMM за критични интерфейси.
• Изпитване на електрическо съпротивление и диелектрик.
• Прототип и капацитет за масово-производство.
• ISO 9001 или IATF 16949-система за качество, където се изисква.
• Поддръжка на PPAP документация за автомобилни програми.

 

Способността на доставчика да контролира цялата производствена верига е особено важна, когато шината съдържа няколко интегрирани операции. Разделянето на обработката на мед, заваряването и изолацията между множество доставчици може да увеличи рисковете за интерфейса по време на разработката и нарастването-на производството.

 

 

 

 

За 800V EV системи за задвижване, споделете оформлението на шините, интерфейса на кондензатора и електрическите изисквания, за да оцените правилния дизайн на свързване на DC-Link.