Ar laminuoti autobusbarai yra geriausias pasirinkimas didelės srovės kompaktiškam akumuliatorių paketui?

Kai dėžutėse, kuriose reikia perduoti didelius sroves, trūksta vietos, senoviniai sprendimai – apvalių laidų ryšuliai arba kietieji apdirbti juostos – daugiau nebeatitinka. Kaip perspektyvus alternatyvus sprendimas iškilo laminuotos autobusinės juostos. Tačiau ar tai optimalus sprendimas kompaktiškoms, didelės galios programoms? Kaip ir daugelyje kitų technologijų, jos tinkamumas priklauso nuo to, kaip gerai ji atitinka reikalavimus keliose srityse: vietos naudojimo efektyvumas, šilumos valdymas, galios tankis ir gamybos sąnaudos. Įmonėje „Kinto“ mes tiekiame laminuotas autobusines juostas į įvairiausius energijos kaupimo ir elektros energijos naudojimo projektus ir pastebėjome nuolat kartojamas tendencijas, kuriose ši technologija pasižymi ypatingu pranašumu.

Srovės pajėgumas be tūrio nuostolių

Didelės srovės akumuliatoriai reikalauja didelių laidų skerspjūvio plotų, kad temperatūros kilimas būtų valdomas. Nors kietos juostos ir laidų raiščiai gali atrodyti paprasti, jie užima daug vietos dėl tarpų tarp laidų ir kitų konstrukcijų, kurie būtini, kad būtų išvengta iškrovos per šuolį ir palengvintas šilumos išsiskyrimas. Laminuotų magistralinių juostų sistemos vietoj vieno ar kelių storių laidų juostų naudoja kelių plonų laidžių sluoksnių paketą, kuris padidina bendrą prieinamą laidžiąją skerspjūvio plotą labai ploname pakete. Kadangi neigiamieji ir teigiamieji laidai gali būti vienas šalia kito, jų priešingos magnetinės laukų linijos dalinai kompensuoja viena kitą. Tai efektyviai sumažina kintamosios srovės varžą – ypač akumuliatorių blokuose su greitais invertoriais – ir mažina bangos srovės galios nuostolius. Laminuota juosta, galinti praleisti daug didesnę srovę nei lygiavertė lygiagrečių laidų raištė, gali užimti tik penktadalį vertikalios erdvės, todėl akumuliatorių dėžėje lieka daug vietos papildomai akumuliatorių elementų eilutei arba storesniam ir veiksmingesniam šilumos perdavimo medžiagoms.

Šiluminė stabilumas nuolat veikiančios apkrovos sąlygomis

Šilumos generavimas yra viena iš aukštųjų srovių jungties sudedamųjų dalių. Tačiau tai, kaip šią šilumą valdote, lemia, kaip gerai jungtis veiks ilguoju laikotarpiu. Dėstytosios autobusinės juostos užtikrina puikią šiluminę našumą. Dėl savo konstrukcijos jos turi didesnius paviršius, kurie efektyviau skleidžia šilumą lyginant su apvaliu laidu, kurio skerspjūvio plotas yra toks pat. Būdamos plokščios ir plati, jos remiasi natūraliąja konvekcija, taip pat laidumo reiškiniu, kai pritvirtintos prie šilumos nukreipimo elementų (šilumos nuvedimo plokštės) arba akumuliatorių paketo korpuso. Izoliacinė medžiaga, atskirianti laidus, paprastai parenkama ne tik dėl elektrinės izoliacijos, bet ir dėl šiluminės laidumo, kad šiluma būtų vienodai išsklaidoma per visą dėstytosios autobusinės juostos storį. Taip sumažinamos maksimalios temperatūros, mažinant terminio ciklo sukeltą įtampą terminalų jungtyse. Šiandieninėse akumuliatorių paketuose, kuriose dažnai naudojamos labai glaudžios supakuotos konstrukcijos ir kur yra minimalus vietos kiekis ventiliacijai bei priverstiniam oro srautui, galimybė tiesiogiai perduoti šilumą į šilumos nuvedimo paketo korpusą arba aušinimo plokštes gali būti lemtinga. Susitikome su daugybe Kinto klientų, kurie pereito nuo tradicinės laidynės prie dėstytųjų autobusinių juostų ir pranešė, kad jiems pavyko žymiai sumažinti autobusinės juostos montuojamojo įrenginio temperatūrą, nepadidinant bendro paketo dydžio.

Mažas induktyvumas švelnesniam energijos tiekimui

Galbūt techniškai įtikmiausia laminuotų autobusų pranašumų aukšto srovės taikymuose yra jų natūraliai žema šalinė induktyvumas. Sistemose, kuriose srovė keičiasi labai greitai – tiek impulsinės išleidimo metu, tiek rekuperacinio stabdymo metu – bet koks parazitinis induktyvumas jungtyse gali sukelti įtampų smūgius, kurie gali pažeisti galios puslaidininkius arba elektrolitinius/ar plėvelinius kondensatorius. Laminuotų autobusų atveju srovė teka lygiagrečiai dviejuose laiduose, kurie atskirti plonu izoliacinio sluoksnio sluoksniu; todėl jie magnetiškai stipriai susiję. Tai neigiamai kompensuoja didelę dalį magnetinio srauto linijų, žymiai sumažindami kontūro induktyvumą ir taip sukuriant daug švelnesnę nuolatinės srovės jungties įtampą su maža arba visiškai be smūgių ir svyravimų. Tankiai supakuotų akumuliatorių baterijų projektuotojams šis elektrinis pranašumas suteikia daugiau lankstumo, leisdamas montuoti autobusus arčiau aukštos dažnio valdymo grandinių, sumažinti bendrą elektromagnetinį spinduliavimą (EMI) ir elektromagnetinį suderinamumą (EMC), o netgi leisti palengvinti slopinimo grandinių ar autobusų laidų filtravimo projektavimo reikalavimus.

Gamintojo tikslumas ir surinkimo efektyvumas

Aukščiausios kokybės elektrinis projektavimas mažai naudingas galutiniam vartotojui, jei jo gamyba ir patikima montavimas reikalauja daug laiko ir išlaidų. Laminuoti autobusai gaminami tikslia laminavimo proceso būdu: laidai ir izoliatoriai dedami į tinkamas pozicijas, po to šildomi ir spaudžiami, kad susidarytų vientisas, sujungtas gaminys. Laminavimo procesas leidžia tiksliai kontroliuoti matmenines nuokrypas, pvz., skylų padėtį, kraštų apibrėžtį ir net bendrą plokštumą. Tai ypač svarbu, kai laminuotas autobusas turi tiksliai pritapti prie standžių akumuliatorių terminalų ar jungties sąsajos. „Kinto“ įmonėje mūsų apdirbimo centrai užtikrina, kad visi laminuoti autobusai būtų formuojami visiškai geometriškai tiksliai pagal klientų projektus, taip išvengiant nesuderinamumo, kuris dažnai būdingas rankomis lenktoms kabeliams ar liejamiems detalėms. Kai laminuotas autobusas atkelia į surinkimo liniją, jis tiesiog veikia kaip vienas vientisas, savireguliuojantis vienetas ir, palyginus su begaline kabelių atskirų jungčių įvairove, montuojant reikalauja minimalaus tvirtinimo.

Išvada

Taigi, grįžtame prie pradinio klausimo: ar laminuoti autobusai tinka kiekvienam akumuliatorių paketui? Žinoma, ne. Tačiau bet kurioje akumuliatorių aplikacijoje, kurioje reikia didelės srovės ribotame erdvėje, nedaug technologijų gali konkuruoti tiek daugelyje aspektų: aukšta laidumas plokščioje formoje, puikus šiluminis našumas, žymiai sumažinta parazitinė induktyvumas ir lengva surinkimo procedūra – visi tai yra pagrindiniai reikalavimai akumuliatorių sistemų projektavime. Jei sprendimas netelpa į turimą erdvę, negali išlaikyti reikalaujamos srovės arba nevaldo šiluminės apkrovos, jis tiesiog nėra gyvybingas. Išimtis – paprastos žemo įtampos ir žemos srovės aplikacijos, kuriose brangesnė laminuoto autobuso gamybos kaina gali būti nepateisinama – tokiuose atvejuose paprastesnis dizainas gali pasiūlyti žemesnę pradinę kainą. Nepaisant to, aukštesnio tankio sprendimams mes, įmonėje Kinto, toliau investuojame į pažangią laminavimo įrangą ir griežtą kokybės stebėseną, kad užtikrintume, jog mūsų laminuoti autobusai atitiktų rytojų kompaktiškiausių ir galingiausių akumuliatorių paketų besikeičiančius reikalavimus.