Analyse von vier gängigen Integrationsprozessen und technologischen Entwicklungen von CCS-integrierten Sammelschienen

Die integrierte CCS-Sammelschiene dient als entscheidender elektrischer Verbindungs- und Signalerfassungsträger innerhalb des Batteriepakets und wird häufig in Energiebatterien und Energiespeichersystemen für neue Energiefahrzeuge eingesetzt. Es ermöglicht in erster Linie die Hochspannungs-Reihen- und Parallelschaltung von Batteriezellen sowie die Erfassung von Informationen wie Spannung und Temperatur und die Übertragung der Daten an das BMS-System. Strukturell ähnelt seine Designphilosophie in gewisser Weise den laminierten Sammelschienen und Sammelschienen für die Leistungselektronik im Bereich der Leistungselektronik.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Darüber hinaus übernimmt das Unternehmen mit dem Trend zu hoher Integration nach und nach die Designprinzipien geschichteter leitfähiger Strukturen, wie z. B. laminierte Sammelschienen und laminierte Sammelschienen für Mersen, um die Raumnutzung und die elektrische Zuverlässigkeit zu verbessern. Eine ähnliche modulare und hoch{1}zuverlässige Designlogik zeigt sich auch in verschiedenen Anwendungsszenarien, beispielsweise bei laminierten Sammelschienen für die Telekommunikation und Sammelschienenlösungen für die Stromverteilung.

 

Im Bereich der Hochleistungs-Leistungsumwandlung, wie z. B. laminierte Sammelschienen für die Leistungselektronik in Motorantrieben und laminierte Sammelschienen für IGBT-basierte Motorantriebe, verbessert die Sammelschienenstruktur die Systemeffizienz durch Reduzierung der parasitären Induktivität. Im CCS-Bereich wird dieser Ansatz auch zur Optimierung des Leiterbahndesigns genutzt. Darüber hinaus haben die Anforderungen an Wärmemanagement und strukturelle Kompaktheit bei Hochleistungsanwendungen wie laminierten Sammelschienen für Hochstrom-Wechselrichter und laminierten Sammelschienen für Hochstrom-Leiterplatten-IGBTs die Entwicklung von CCS hin zu leichten und hochintegrierten Designs vorangetrieben.

 

Aus struktureller Sicht verwendeten frühe CCS-Lösungen häufig spritzgegossene Halterungen in Kombination mit Nietverfahren, um Signalerfassungskomponenten und Sammelschienen mechanisch zu integrieren. Dieser Ansatz bietet eine hohe strukturelle Festigkeit, führt jedoch zu einem erheblichen Gewichts- und Platzverbrauch.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ähnliche Strukturideen werden immer noch in industriellen Hochleistungsanwendungen verwendet, beispielsweise Sammelschienen für Elektrolokomotiven und maßgeschneiderte Sammelschienen für elektrische Schutzlösungen. Bei Systemen, bei denen die elektromagnetische Leistung stärker im Vordergrund steht, wie z. B. laminierte Kupfersammelschienen und laminierte Kupferschienen, liegt der Schwerpunkt jedoch mehr auf der Leitfähigkeitseffizienz und der thermischen Stabilität. Gleichzeitig beziehen sich einige Anwendungen auch auf das flexible Designkonzept laminierter flexibler Stromschienen zur Anpassung an komplexe räumliche Anordnungen.

 

Beim Thermoform-Isolierplatten-Integrationsprozess werden Komponenten mithilfe dünner Isoliermaterialien und thermischer Nietung integriert, was zu einer leichteren Gesamtstruktur führt. Dieser Trend zu dünneren und leichteren Designs hat einige Gemeinsamkeiten mit der isolierungsoptimierten Designphilosophie der lackierten isolierten Sammelschienen (VIBs), und eine ähnliche Richtung der strukturellen Optimierung spiegelt sich auch in Sammelschienen für Leistungselektronik-Bunding-Lösungen wider.

 

Im Vergleich zu herkömmlichen Strukturen eignet sich diese Lösung besser für Batteriemoduldesigns mit hohem Platzbedarf.

 

Die Integrationslösung für thermogepresste Isolierfolien verwendet PET-Isolierfolien, um die herkömmliche Stützstruktur zu ersetzen und eine integrierte Verpackung mehrerer Komponenten durch Thermopressen zu erreichen, was zu einer kompakteren und stabileren Struktur führt. Dieser technische Ansatz ist von Referenzwert in Stromversorgungssystemen mit hoher -Zuverlässigkeit, wie z. B. kapazitiven Sammelschienen für IGBT-basierte Motorantriebe und laminierten Sammelschienen für Hochfrequenz-Schweißleistungs-IGBTs, bei denen niedrige Impedanz, hohe Stabilität und Optimierung der Hochfrequenzleistung im Vordergrund stehen. Gleichzeitig spiegelt sich ein ähnlicher Trend zur integrierten laminierten Isolierung und Leitfähigkeit auch in den Technologiesystemen Laminated Copper BusBar und Laminated BusBar wider.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bei der fortschrittlicheren Nietlösung mit planarer Struktur wird eine kostengünstige Integration durch planare isolierende Stützplatten und Nietprozesse erreicht, die für Energiespeicherszenarien mit relativ geringen Anforderungen an die strukturelle Stabilität geeignet sind. Dieser kostengünstige, hochgradig anpassungsfähige Ansatz kann mit dem Strukturdesign der laminierten Sammelschiene für die Montagestruktur der Kondensatorbank verglichen und analysiert werden. Darüber hinaus sind die Anforderungen an die strukturelle Zuverlässigkeit und die Anpassungsfähigkeit an die Umgebung bei bestimmten Hochleistungs- und besonderen Umgebungsanwendungen, wie z. B. laminierten Sammelschienen für Wechselrichter in Raumfahrzeugen, noch strenger.

 

Insgesamt entwickeln sich verschiedene Prozessrouten für CCS-integrierte Stromschienen kontinuierlich in Richtung Leichtbau, hohe Integration und hohe Zuverlässigkeit weiter. Ihr technologischer Entwicklungspfad zeigt einen klaren synergistischen Trend mit leistungselektronischen Sammelschienentechnologien wie laminierten Sammelschienen für Hochstrom-Leiterplatten-IGBT und Sammelschienen für Leistungselektronik-Bunding-Lösungen. Da Energiespeicher und neue Energiefahrzeugsysteme in Zukunft ihre Anforderungen an Leistungsdichte und Raumeffizienz weiter erhöhen, wird die Integration zwischen CCS-Strukturen und Hochleistungs-Sammelschienentechnologien wie z. BLaminierte Sammelschiene für Hochstrom-Wechselrichterwerden enger zusammenrücken und das gesamte elektrische Verbindungssystem auf ein höheres Maß an Integration bringen.