تجزیه و تحلیل پک باتری CCS فناوری باسبار یکپارچه و روندهای توسعه بازار

 

در سیستم باتری قدرت وسایل نقلیه با انرژی جدید، اتصالات کارآمد و ایمن بین سلول‌های باتری برای عملکرد کلی خودرو بسیار مهم است. برای دستیابی به ولتاژ بالا و توان بالا، سلول‌های باتری متعدد معمولاً به صورت سری و موازی ترکیب می‌شوند تا ماژول‌های باتری را تشکیل دهند. در این فرآیند، شینه ها نقش اصلی را در اتصال الکتریکی دارند.

 

در طرح‌های سنتی، نمونه‌برداری ولتاژ و دما برای هر سلول باتری معمولاً به یک سیستم مهار سیم جداگانه متکی است. با این حال، این رویکرد نه تنها فضای زیادی را مصرف می کند، بلکه سیم کشی را نیز پیچیده می کند و سطح اتوماسیون مونتاژ را کاهش می دهد. با روند رو به رشد به سمت سبک‌سازی و اتوماسیون در وسایل نقلیه انرژی جدید، فناوری باسبار یکپارچه CCS (سیستم تماس سلولی) ظهور کرده است.

 

باسبارهای یکپارچه CCS اجزای دریافت سیگنال (مانند FPCها، PCBها و FFCها) را با باس بار باتری، اتصالات شینه و اجزای ساختاری عایق یکپارچه می کنند. ساختار یکپارچه از طریق فشرده سازی حرارتی، پرچ کردن، یا جوشکاری اولتراسونیک، ولتاژ بالا{1} و اتصال موازی سلول های باتری و همچنین نمونه برداری ولتاژ و دما را امکان پذیر می کند. اجزای اصلی آن عبارتند از:

 

* شینه های رسانای مسی یا آلومینیومی (شیشه ترمینال باتری خودرو، باس بار برق خودرو، میله اتوبوس برق)؛
* عایق (عایق های شینه);
* اجزای اتصال (اتصال نوار اتوبوس، اتصال اتوبوس اتوبوس)؛
* مدار اکتساب سیگنال (FPC/PCB).

 

این سیستم سیگنال های ولتاژ و دما را به BMS ارسال می کند و جزء حیاتی سیستم مدیریت باتری است.

 

 

 

 

در مقایسه با شینه‌های مهار سیم‌کشی سنتی، سیستم‌های شینه یکپارچه CCS (سیستم‌های میله اتوبوس خودرو) مزایای قابل توجه زیر را ارائه می‌کنند:

 

1. یکپارچه سازی ساختاری و سبک وزن
استفاده از FPC و PCB به عنوان حامل های دریافت سیگنال، جایگزین دسته های سیم کشی دست و پا گیر می شود که منجر به یک سیستم سبک تر و نازک تر با استفاده بهتر از فضا می شود و نیازهای طراحی فشرده خودروهای انرژی جدید را برآورده می کند.

 

2. سطح بالای اتوماسیون مونتاژ
ساختار مدولار سیستم شینه امکان مونتاژ سریع را فراهم می کند و می تواند با تجهیزات خودکار ادغام شود و کار دستی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و ثبات تولید را بهبود بخشد.

 

3. بهبود دوام و ایمنی
فن‌آوری پرس گرم{0} یکپارچه به طور قابل توجهی آب‌بندی، مقاومت در برابر رطوبت و مقاومت در برابر خوردگی خط را افزایش می‌دهد. ساختارهای حفاظتی در برابر جریان اضافه اغلب در طراحی باسبار خودرو گنجانده می شود تا از اضافه بار سلولی جلوگیری کند و ایمنی کلی بسته را افزایش دهد.

 

4. استانداردسازی و سازگاری قوی
ماژول طراحی باسبار می‌تواند به‌طور انعطاف‌پذیری با اندازه‌ها و طرح‌بندی‌های سلولی مختلف سازگار شود و تولید-در مقیاس بزرگ را تسهیل کند و هزینه‌های توسعه و مونتاژ را کاهش دهد.

 

5. عملکرد الکتریکی پایدار
هادی‌های آلومینیومی-مس{1} با کیفیت بالا همراه با لایه عایق عایق شینه، انتقال امپدانس پایین را حتی در شرایط فعلی بالا حفظ می‌کنند و راندمان هدایت کلی سیستم را بهبود می‌بخشند.

 

 

تولید باسبارهای یکپارچه CCS معمولاً شامل مراحل کلیدی زیر است:

 

1. برش فیلم و پیش تصفیه

فیلم عایق، ورق سیلیکون، ورق تفلون و سایر مواد به ابعاد مشخص بریده می شوند تا از دقت پرس گرم بعدی اطمینان حاصل شود.

 

2. قبل از مونتاژ

مواد رسانا (ورق‌های مس و آلومینیوم)، مواد عایق و قطعات الکترونیکی به‌طور متوالی روی هم چیده می‌شوند تا ساختاری را که قرار است پرس می‌شود، تشکیل دهند. این مرحله برای یکنواختی و قابلیت اطمینان مسیر رسانای نوار اتوبوس خودرو بسیار مهم است.

 

3. قالب گیری پرس داغ

با استفاده از یک پرس گرم الکتریکی در حدود 160 درجه، لایه های مواد به طور محکم به یکدیگر متصل می شوند تا ساختار یکپارچه سیستم های BusBar یا Busbar Power Automotive را تشکیل دهند.

 

4. جوشکاری و پرچین

اجزای فلزی معمولاً با استفاده از جوشکاری لیزری یا اولتراسونیک جوش داده می‌شوند و برخی از سازه‌ها از پرچ خودکار برای تثبیت مکانیکی و الکتریکی استفاده می‌کنند.

 

5. بازرسی و مونتاژ خودکار
بازرسی بصری CCD خراش ها، عیوب زبانه و آلودگی را شناسایی می کند. سپس این سیستم با سنسور دما و اجزای ساختاری پلاستیکی یکپارچه می شود تا یک مجموعه کامل اتوبوس اتوبوس را تشکیل دهد.

 

6. تمیز کردن و بازرسی
پس از تمیز کردن با الکل، آزمایش تداوم و عایق نهایی برای اطمینان از رعایت استانداردهای ایمنی و عملکرد الکتریکی انجام می شود.

 

از طریق فرآیندهای فوق، میله اتوبوس باتری و مدار دریافت سیگنال در یک فرآیند تولید ادغام می شوند و یک سیستم اتصال دهنده میله اتوبوس بسیار قابل اعتماد خودرو را ایجاد می کنند.

 

 

با توجه به اهداف "Dual Carbon"، فروش جهانی خودروهای انرژی جدید همچنان در حال افزایش است و مستقیماً باعث گسترش بازارهای باتری نیرو و سیستم های اتوبوس بار می شود. بر اساس گزارش EVTank، فروش جهانی خودروهای انرژی نو تا سال 2030 از 52 میلیون نفر فراتر خواهد رفت و ضریب نفوذ آن در بازار بیش از 50 درصد خواهد بود.

 

بر اساس پیکربندی متوسط ​​ماژول باتری، انتظار می‌رود که هر وسیله نقلیه به تقریباً 9 ماژول باتری مجهز شود که هر یک مجهز به یک شینه یکپارچه CCS و مربوط به یک تا دو لایه سیگنال FPC است. به طور محافظه کارانه تخمین زده می شود، ارزش سیستم CCS (شامل کانکتور باسبار و باس بار باتری) در هر وسیله نقلیه بیش از 1000 یوان است.

 

تخمین زده می شود که اندازه بازار ترکیبی FPC و CCS از حدود 17.3 میلیارد یوان در سال 2022 به 39.4 میلیارد یوان در سال 2025 با نرخ رشد ترکیبی سالانه تقریباً 31.7٪ افزایش خواهد یافت. این رشد در درجه اول توسط عوامل زیر هدایت می شود:

 

* افزایش نصب سیستم به دلیل افزایش فروش خودروهای انرژی جدید.
* افزایش تقاضا برای شینه در هر واحد به دلیل ظرفیت و ساختار بهینه ماژول باتری.
* گرایش به سمت تولید هوشمند باعث ارتقاء اجزای کلیدی مانند میله های اتوبوس و عایق های شینه می شود.

 

در آینده، با عمیق تر شدن یکپارچگی ساختاری خودروهای الکتریکی و مدولارسازی، شین های قدرت و اتصالات شینه بیشتر خواهند شد.

به سمت هدایت بالاتر، عایق بالاتر و قابلیت اطمینان بالاتر توسعه یابد. باهوشمیله اتوبوس ترمینال باتری خودرو(ACCS)، ادغام اکتساب سیگنال، نظارت جریان، و مدیریت حرارتی، به جریان اصلی در صنعت تبدیل خواهد شد.