คู่มือฉบับสมบูรณ์เกี่ยวกับ EV Capacitor Busbar: การรวมตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเข้ากับชุดประกอบ Busbar แบบกำหนดเอง

สำหรับระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า 800V การออกแบบบัสบาร์ตัวเก็บประจุ EV แบบกำหนดเองจะต้องควบคุม-ตัวเหนี่ยวนำลูปปัจจุบัน ความต้านทานการเชื่อมต่อ ระยะห่างตามผิวฉนวน และความเค้นเชิงกลระหว่างตัวเก็บประจุแบบฟิล์มลิงก์ DC- และระยะกำลังของอินเวอร์เตอร์ ชุดประกอบบัสบาร์ DC-ที่ออกแบบอย่างเหมาะสมจะรวมรูปทรงของตัวนำ ฉนวน และกระบวนการเชื่อมต่อเข้าด้วยกันเป็นเส้นทางไฟฟ้าที่มีการควบคุมเพียงเส้นทางเดียว

 

 

บัสบาร์ลิงก์ DC- เชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเข้ากับระยะสวิตช์อินเวอร์เตอร์ และนำกระแสพัลส์ความถี่สูง-ที่สร้างโดยโมดูลพลังงาน SiC ต่างจากแท่งทองแดงแบนธรรมดาตรงที่ต้องออกแบบชุดประกอบให้รอบวงกระแสไฟทั้งหมด

 

ตัวแปรทางวิศวกรรมที่สำคัญได้แก่:

 

• ทองแดง C1100: ค่าการนำไฟฟ้าโดยทั่วไปสูงกว่า 100% IACS ในเกรดอบอ่อนที่เหมาะสม
• ตัวเหนี่ยวนำลูปต่ำ: ตัวนำบวก/ลบแบบเคลือบสามารถลดพื้นที่ลูปแม่เหล็กได้
• ความต้านทานที่ควบคุมได้: พื้นผิวสัมผัสและรอยเชื่อมต้องรักษาความต้านทานไฟฟ้าให้คงที่
• การคืบคลานและการกวาดล้าง: ระยะห่างต้องตรงกับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ระบบฉนวน และข้อกำหนดของยานพาหนะที่เกี่ยวข้อง
• ความหนาแน่นกระแส: ความกว้างและความหนาของตัวนำถูกเลือกตามกระแส RMS กระแสพัลส์ และอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่อนุญาต

 

สำหรับการสลับ SiC ความถี่สูง- การลดระยะห่างทางกายภาพระหว่างเส้นทางปัจจุบันไปข้างหน้าและย้อนกลับถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง การจัดเรียงแบบเคลือบขนาดกะทัดรัดสามารถลดการเหนี่ยวนำปรสิตและแรงดันไฟฟ้าเกินที่เกี่ยวข้องในระหว่างเหตุการณ์การสลับอย่างรวดเร็ว

 

ปัจจัยการออกแบบ	มุ่งเน้นด้านวิศวกรรมทั่วไป
คอนดักเตอร์	C1100 / ทองแดงการนำไฟฟ้าสูง-
แพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้า	ระบบไฟฟ้า 400V / 800V EV
ปัจจุบัน	โปรไฟล์กระแสต่อเนื่องและพัลส์
ตัวเหนี่ยวนำ	ลดขนาดพื้นที่ลูป-ปัจจุบันให้เหลือน้อยที่สุด
ฉนวนกันความร้อน	ระบบฟิล์ม ขึ้นรูป เคลือบผง-หรือแบบปลอก
การควบคุมมิติ	ขึ้นอยู่กับอินเทอร์เฟซของอินเวอร์เตอร์และตัวเก็บประจุ

 

 

ส่วนต่อประสานทางกายภาพระหว่างตัวเก็บประจุแบบฟิล์มและอินเวอร์เตอร์มักจะมีพื้นที่แนวตั้งที่จำกัด บัสบาร์โปรไฟล์ต่ำ-สามารถลดความสูงของบรรจุภัณฑ์ได้ในขณะที่ยังคงรักษาส่วนตัดขวางของตัวนำที่จำเป็น-ไว้

 

โดยทั่วไปการออกแบบจะรวมการตัดที่แม่นยำ การดัด การปั๊ม การเจาะ หรือการใช้เครื่องจักร CNC การลบมุมขอบใช้ในกรณีที่ขอบทองแดงแหลมคมอาจสร้างความเสียหายให้กับฉนวนหรือสร้างความเข้มข้นของสนามไฟฟ้า-ในท้องถิ่นได้

 

ความน่าเชื่อถือทางกลยังขึ้นอยู่กับวิธีการยึดบัสบาร์กับตัวเรือนตัวเก็บประจุและอินเวอร์เตอร์ด้วย ความแข็งแกร่งที่มากเกินไปสามารถถ่ายโอนการสั่นสะเทือนและการขยายตัวทางความร้อนไปยังเทอร์มินัลได้โดยตรง โซนการโค้งงอ จุดยึด และส่วนต่อประสานที่ได้รับการควบคุม จะช่วยรองรับการเปลี่ยนแปลงของมิติระหว่างการทำงานของยานพาหนะ

 

สำหรับการใช้งาน EV การออกแบบจึงควรคำนึงถึง:

 

• ความคลาดเคลื่อนของอินเทอร์เฟซ ±0.05 มม. ถึง ±0.10 มม. ในกรณีที่ชุดประกอบกำหนด
• การขยายตัวทางความร้อนระหว่างตัวเรือนทองแดง อะลูมิเนียม และส่วนประกอบโพลีเมอร์
• แรงสั่นสะเทือนรอบๆ ข้อต่อที่สลักหรือรอยเชื่อม
• ความเสี่ยงด้านเสียงสะท้อนที่เกิดจากส่วนตัวนำที่ไม่รองรับ
• ระยะห่างจากตัวเรือนอินเวอร์เตอร์และส่วนประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่อยู่ติดกัน

 

ต้องการบัสบาร์ DC{0}} ขนาดกะทัดรัดสำหรับแพ็คเกจอินเวอร์เตอร์ 800V หรือไม่

 

ขอรีวิว EV Capacitor Busbar DFM

 

 

วิธีการเชื่อมต่อมีผลโดยตรงต่อความต้านทาน ความแข็งแรงทางกล และความสม่ำเสมอในการผลิต สำหรับตัวนำทองแดง การเชื่อมด้วยเลเซอร์และการเชื่อมโลหะด้วยอัลตราโซนิกสามารถทำได้ทั้งคู่ แต่หน้าต่างกระบวนการต่างกัน

 

วิธีการเข้าร่วม	ข้อได้เปรียบหลัก	การพิจารณาทางวิศวกรรมหลัก
การเชื่อมด้วยเลเซอร์	อินพุตความร้อนเฉพาะจุดที่แม่นยำ	การควบคุมช่องว่างข้อต่อ การสะท้อนแสง และการเจาะทะลุ
การเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก	ความร้อนจำนวนมากต่ำ	แรงดันเครื่องมือ แอมพลิจูด และพื้นที่การเชื่อม
การเชื่อมต้านทาน	รอบเวลาที่รวดเร็ว	การกระจายกระแสและการสึกหรอของอิเล็กโทรด
การเชื่อมต่อแบบเกลียว	การบริการที่ง่าย	การควบคุมความต้านทานและแรงบิดหน้าสัมผัส

 

การเชื่อมด้วยเลเซอร์เหมาะสำหรับบริเวณที่รูปทรงของข้อต่อต้องมีการควบคุมการเจาะหรือการเข้าถึงจากทิศทางที่กำหนด การเชื่อมด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงมีประโยชน์สำหรับส่วนประกอบทองแดงบางๆ ซึ่งการลดการสัมผัสความร้อนจำนวนมากเป็นสิ่งสำคัญ

 

สำหรับคุณสมบัติการผลิต ควรมีการประเมินความต้านทานของข้อต่อ แรงดึง หน้าตัด- และลักษณะการเชื่อมร่วมกัน แทนที่จะอาศัยเพียงการตรวจสอบด้วยสายตาเท่านั้น ภาพตัดขวางของโลหะวิทยา-สามารถเผยให้เห็นการหลอมรวม ช่องว่าง การเจาะที่มากเกินไป และข้อบกพร่องของพื้นผิวที่ไม่สมบูรณ์ซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้จากภายนอก

 

 

บัสบาร์ตัวเก็บประจุ EV จะต้องแยกตัวนำไฟฟ้าที่อยู่ติดกันด้วยไฟฟ้า ในขณะที่ยังคงรักษาความเสถียรของมิติภายใต้การหมุนเวียนของอุณหภูมิและการสั่นสะเทือน ฉนวนอาจใช้ฟิล์มไดอิเล็กตริกแบบลามิเนต ปลอกหดด้วยความร้อน- ฉนวนแบบขึ้นรูป หรือระบบที่ใช้อีพอกซี-

 

การคัดเลือกควรคำนึงถึง:

 

• ความเป็นฉนวนของวัสดุฉนวน
• ระยะคืบและระยะห่างที่ต้องการ
• อุณหภูมิในการทำงานและการหมุนเวียนความร้อน
• ทนทานต่อการเสียดสีระหว่างการประกอบ
• การยึดเกาะและความเสถียรของมิติ
• เข้ากันได้กับน้ำยาหล่อเย็น น้ำมันเครื่อง และของเหลวอื่นๆ ของยานยนต์

 

สำหรับส่วนประกอบบางชิ้น ฉนวนและการห่อหุ้มจะถูกรวมเข้าด้วยกันหลังการเชื่อมเพื่อปกป้องพื้นที่นำไฟฟ้าที่สัมผัสได้ กระบวนการห่อหุ้มต้องหลีกเลี่ยงช่องว่างรอบๆ อินเทอร์เฟซแรงดันไฟฟ้าสูง- เนื่องจากอากาศที่ติดอยู่สามารถลดระยะอิเล็กทริกและสร้างความเครียดทางไฟฟ้าเฉพาะที่

 

สำหรับแพลตฟอร์ม 800V การออกแบบฉนวนควรได้รับการตรวจสอบความถูกต้องตามแรงดันไฟฟ้าของระบบ ระดับมลพิษ กลุ่มวัสดุ สภาพแวดล้อม และมาตรฐานยานยนต์ที่เกี่ยวข้อง แทนที่จะเลือกความหนาของฉนวนโดยพิจารณาจากแรงดันไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว

 

 

การเปลี่ยนไปใช้สถาปัตยกรรม 800V และอุปกรณ์สวิตชิ่ง SiC จะเพิ่มความต้องการทางไฟฟ้าและเครื่องกลในการเชื่อมต่อ DC-Link

 

สถาปัตยกรรมทั่วไปจะวางตัวเก็บประจุแบบฟิล์มไว้ใกล้กับขั้ว DC ของอินเวอร์เตอร์เพื่อลด-วงจรกระแสไฟฟ้าสูงให้สั้นลง จากนั้นรูปทรงของบัสบาร์จะเป็นไปตามตำแหน่งขั้วต่อตัวเก็บประจุ การจัดเรียงขั้วต่ออินเวอร์เตอร์ และพื้นที่ตัวเรือนที่มีอยู่

 

ผู้ผลิตบัสบาร์ทองแดงสำหรับตัวเก็บประจุแบบฟิล์มที่พร้อมผลิต-จึงควรสามารถรองรับได้มากกว่าการผลิตทองแดง งานวิศวกรรมอาจรวมถึง:

 

• การตรวจสอบการวาดภาพ 2D/3D สำหรับความขัดแย้งของอินเทอร์เฟซและการกวาดล้าง
• การวิเคราะห์ DFM สำหรับการดัด การตัดเฉือน และการเชื่อม
• การผลิตต้นแบบเพื่อตรวจสอบความถูกต้องทางไฟฟ้าและเครื่องกล
• การพัฒนาพารามิเตอร์การเชื่อมและการตรวจสอบข้อต่อ
• การตรวจสอบฉนวนตามข้อกำหนดขั้นสุดท้ายของระบบ
• การตรวจสอบขนาดโดยใช้ CMM หรือเกจเฉพาะ
• การควบคุมกระบวนการเปลี่ยนจากต้นแบบไปสู่การผลิตซ้ำ

 

สำหรับซัพพลายเออร์ EV ระดับ Tier 1 และ Tier 2 แพ็คเกจการผลิตอาจจำเป็นต้องมีใบรับรองวัสดุ ผังกระบวนการ แผนการควบคุม บันทึกการตรวจสอบ และเอกสาร PPAP

 

 

เมื่อทำการจัดหาบัสบาร์ตัวเก็บประจุ EVทีมโซลูชัน การจัดซื้อ และวิศวกรแบบกำหนดเองควรประเมินกระบวนการผลิตร่วมกับการออกแบบทางไฟฟ้า

 

ซัพพลายเออร์ที่เหมาะสมควรแสดงให้เห็น:

 

• การประมวลผลทองแดง C1100 และการตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุ
• การตัดที่แม่นยำ การดัด และการใช้เครื่องจักรซีเอ็นซี
• ความสามารถในการเชื่อมทองแดง-ถึง-ทองแดงและต่างกัน-เมื่อจำเป็น
• การควบคุมกระบวนการฉนวนและการห่อหุ้ม
• การตรวจสอบมิติ CMM สำหรับอินเทอร์เฟซที่สำคัญ
• การทดสอบความต้านทานไฟฟ้าและอิเล็กทริก
• ต้นแบบและกำลังการผลิตจำนวนมาก-
• ความสามารถของระบบคุณภาพ ISO 9001 หรือ IATF 16949- ในกรณีที่จำเป็น
• รองรับเอกสาร PPAP สำหรับโปรแกรมยานยนต์

 

ความสามารถของซัพพลายเออร์ในการควบคุมห่วงโซ่การผลิตทั้งหมดมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อบัสบาร์มีการดำเนินงานแบบรวมหลายรายการ การแยกการแปรรูปทองแดง การเชื่อม และฉนวนระหว่างซัพพลายเออร์หลายรายสามารถเพิ่มความเสี่ยงด้านอินเทอร์เฟซในระหว่างการพัฒนาและการเพิ่มการผลิต-

 

 

 

 

สำหรับระบบขับเคลื่อน 800V EV แบ่งปันโครงร่างบัสบาร์ อินเทอร์เฟซตัวเก็บประจุ และข้อกำหนดทางไฟฟ้าเพื่อประเมินการออกแบบการเชื่อมต่อ DC-Link ที่เหมาะสม