Kompletní průvodce typy sběrných tyčí a jejich aplikacemi pro elektromobily a úložiště energie

Elektromobily a úložiště energie nadále hrají klíčovou roli při formování budoucnosti energetiky. Jejich stále rostoucí přijetí a poptávka vyžadují vývoj účinných a spolehlivých komponentů, které zajišťují snadné řízení dodávky elektrické energie. Mezi ně patří velmi jednoduchá, avšak základní součást – sběrnice, která slouží jako most pro přenos elektrického proudu mezi různými funkcemi v jednotce pro rozvod energie, invertoru nebo bateriovém balení. Společnost Kinto se téměř dvacet let zaměřuje na dokonalé zpracování sběrnic pro tyto náročné aplikace. Následující průvodce vás provede různými typy sběrnic a jejich uplatněním v elektromobilech a úložištích energie.

Tuhé měděné a hliníkové sběrnice pro vysokoproudé trasy

Tyto sběrné lišty se běžně používají v bateriových modulech elektromobilů (EV), v systémech převodu elektrické energie a v zařízeních pro akumulaci energie na úrovni elektrické sítě, kde slouží jako hlavní vodiče proudu. Vysoká vodivost mědi ji činí ideální pro kompaktní konstrukci a pomáhá omezit tvorbu tepla. Lehkost hliníku a jeho cenová výhodnost ho činí perfektní volbou pro elektromobily, u nichž je nutné výrazně snížit celkovou hmotnost. Společnost Kinto vyrábí sběrné lišty z mědi i hliníku s požadovanou přesnou rovností povrchu, dokonalou úpravou hran a přesnými rozměry. V systémech akumulace energie na úrovni elektrické sítě slouží jako hlavní spojení mezi bateriemi zapojenými sériově nebo paralelně, což nakonec vytváří vysokonapěťové jádro celého systému akumulace. Mechanická tuhost těchto sběrných lišt je ideální volbou v případech, kdy se očekává jen minimální vibrace a kdy je tepelná roztažnost systémem správně kompenzována.

Pružné laminované sběrné lišty pro prostředí s vysokým stupněm vibrací

Elektromobily a mobilní jednotky pro ukládání energie jsou obvykle vystaveny trvalým vibracím, nárazům a teplotním kolísáním. Při použití tuhých sběrných lišt se mechanický náraz může přenášet z jednoho připojovacího bodu na jiný, čímž může být celý elektrický systém zatížen. U mobilních systémů mohou vibrace s časem způsobit poškození a problémy s dlouhodobou spolehlivostí. Flexibilní sběrná lišta, která je složena z několika tenkých vrstev mědi nebo hliníku, pohltí mechanický pohyb a snižuje tak přenos nárazů a vibrací mezi připojovacími body. Široce se používají k propojení akumulátorových článků s různými řídicími komponenty, jako jsou stykače a pojistky, a také v případech, kdy se pohyb spojených komponent nedá vyhnout. Flexibilní sběrné lišty také snižují množství těžkých a objemných kabelů, které se často vyskytují v mnoha konstrukcích; to usnadňuje lepší proudění vzduchu pro chlazení a zároveň snižuje hmotnost celého systému. Naše flexibilní sběrné lišty od společnosti Kinto jsou pečlivě navrženy tak, aby vyhovovaly konkrétním prostorovým požadavkům v akumulátorovém balení elektromobilu, a zároveň zajišťují efektivní elektrický odpor i tepelné vlastnosti.

Izolované sběrnice pro bezpečnost a úsporu prostoru

Když zvyšujeme provozní napětí, stává se nalezení dostatečné vzdálenosti mezi sběrnými tyčemi – aby nedošlo k vzniku oblouku a následnému zkratu – skutečnou výzvou pro balení a bezpečnost. Použití izolačních vrstev na sběrné tyče nebo použití izolovaných sběrných tyčí je skvělým řešením tohoto problému. Tyto vrstvy zakrývají povrch vodičů a umožňují nejmenší prakticky možné vzdálenosti pro povrchový a vzduchový průraz, které jsou přípustné při daném návrhovém napětí a provozních teplotách – ať už jsou izolační vrstvy aplikovány epoxidovým práškovým nátěrem, fólií (např. PET) nebo tepelně smrštitelnými pouzdry. Kromě toho jsou nezbytné k tomu, aby se zabránilo nežádoucímu kontaktu cizích látek, jako je prach nebo vlhkost, s vodivými materiály, nebo aby se zabránilo náhodnému dotyku vodivé části během údržby. Často se nacházejí vedle sebe – např. na vypínači odpojení baterie, rozvodu energie nebo spojovací krabici rozvodu energie. Vyrábějí se také s vysokou přesností, aby poskytly pouze požadovaná připojení pro snadnou montáž.

Laminované sběrné tyče pro rozvod výkonu s nízkou indukčností

Tento pokročilý návrh využívá střídavé vrstvy vodičů oddělené tenkými dielektrickými izolanty, které jsou všechny společně laminovány do pevného kompozitního celku. Nabízí velmi nízkou parazitní indukčnost, což je zásadní při použití výkonových polovodičů z karbidu křemíku (SiC) a nitridu gallia (GaN) v moderních invertorech a nabíječkách EV při vyšších frekvencích a výkonech. Tento návrh snižuje napěťové špičky během přepínání, celkové ztráty při přepínání i elektromagnetické rušení, čímž zvyšuje účinnost systému a umožňuje předvídatelnější dodávku výkonu. Laminované sběrnice tvoří mimořádně kompaktní systém dodávky výkonu, který nahrazuje tlusté kabely a konektory jedinou plochou součástí poskytující všechna nezbytná propojení. Typické aplikace zahrnují hlavní stejnosměrné propojení mezi baterií a invertorem nebo propojení jednotlivých stupňů výkonové elektroniky v konvertoru pro vysokovýkonové úložiště energie. Inženýři společnosti Kinto úspěšně implementovali vlastní laminované sběrnice splňující přesné požadavky na kapacitu a impedanci, čímž zlepšují charakteristiky dodávky výkonu jakéhokoli systému.

Výběr správné sběrnice vyžaduje zohlednění elektrických, mechanických a tepelných požadavků daných konkrétním použitím ve vašem elektrickém vozidle (EV) nebo systému akumulace energie. Tuhé sběrnice poskytují pevnost, pružné sběrnice kompenzují pohyb, izolované sběrnice zvyšují bezpečnost systému a snižují potřebný prostor, zatímco laminované sběrnice dosahují vynikajících výsledků při rozvádění výkonu na vysokých frekvencích. Každá sběrnice od společnosti Kinto splňuje certifikáty ISO 9001 a IATF 16949, takže každý výrobek odpovídá nejpřísnějším kritériím kvality a výkonu. Ať už vyvíjíte zcela nový bateriový modul, nový pohonný invertor nebo pouze stacionární úložnou jednotku, výběr sběrnice ovlivní mnoho vlastností vašeho systému – včetně nákladů, montáže a nakonec i elektrického výkonu.