Analýza technológie integrovaných prípojníc CCS batérií a trendov vývoja trhu

 

V systéme napájacích batérií nových energetických vozidiel sú efektívne a bezpečné spojenia medzi článkami batérie rozhodujúce pre celkový výkon vozidla. Na dosiahnutie vysokého napätia a vysokých požiadaviek na napájanie sa viaceré batériové články zvyčajne kombinujú do série a paralelne, aby vytvorili batériové moduly. V tomto procese hrajú prípojnice ústrednú úlohu v elektrickom pripojení.

 

V tradičných konštrukciách sa vzorkovanie napätia a teploty pre každý článok batérie zvyčajne spolieha na samostatný systém káblových zväzkov. Tento prístup však nielenže spotrebuje veľa miesta, ale tiež komplikuje kabeláž a znižuje úroveň automatizácie montáže. So zrýchľujúcim sa trendom smerom k odľahčovaniu a automatizácii v nových energetických vozidlách sa objavila integrovaná technológia prípojníc CCS (Cell Contact System).

 

Integrované prípojnice CCS integrujú komponenty na získavanie signálu (ako sú FPC, PCB a FFC) s batériovými prípojnicami, konektormi prípojníc a izolačnými konštrukčnými komponentmi. Prostredníctvom tepelnej kompresie, nitovania alebo ultrazvukového zvárania integrovaná štruktúra umožňuje vysokonapäťové sériové a paralelné pripojenie článkov batérie, ako aj vzorkovanie napätia a teploty. Medzi jeho základné komponenty patria:

 

* Medené alebo hliníkové vodivé prípojnice (koncová prípojnica automobilovej batérie, napájacia prípojnica v automobiloch, prípojnica napájania);
* Izolácia (izolácie prípojníc);
* Komponenty konektora (konektor zbernice, konektor automobilovej zbernice);
* Obvody zberu signálu (FPC/PCB).

 

Tento systém prenáša signály napätia a teploty do BMS a je kritickým komponentom systému riadenia batérie.

 

 

 

 

V porovnaní s tradičnými prípojnicami káblových zväzkov ponúkajú integrované systémy prípojníc CCS (Automotive Bus Bar Systems) nasledujúce významné výhody:

 

1. Štrukturálna integrácia a ľahká
Použitie FPC a PCB ako nosičov získavania signálu nahrádza ťažkopádne káblové zväzky, výsledkom čoho je ľahší a tenší systém s lepším využitím priestoru, ktorý spĺňa požiadavky na kompaktný dizajn nových energetických vozidiel.

 

2. Vysoká úroveň automatizácie montáže
Modulárna štruktúra prípojnicového systému umožňuje rýchlu montáž a môže byť integrovaná s automatizovaným zariadením, čo výrazne znižuje ručnú prácu a zlepšuje konzistenciu výroby.

 

3. Vylepšená odolnosť a bezpečnosť
Integrovaná{0}}technológia lisovania za horúca výrazne zlepšuje utesnenie vlasca, odolnosť proti vlhkosti a odolnosť proti korózii. Nadprúdové ochranné konštrukcie sú často začlenené do konštrukcie automobilovej prípojnice, aby sa zabránilo preťaženiu článkov a zvýšila sa celková bezpečnosť balíka.

 

4. Silná štandardizácia a kompatibilita
Konštrukčný modul prípojnice sa dá flexibilne prispôsobiť rôznym veľkostiam a rozloženiam buniek, čo uľahčuje-výrobu vo veľkom a znižuje náklady na vývoj a montáž.

 

5. Stabilný elektrický výkon
Vysoko{0}}kvalitné medené-hliníkové vodiče v kombinácii s izolačnou vrstvou Busbar Insulations zachovávajú nízku impedanciu prenosu aj za podmienok vysokého prúdu, čím zlepšujú celkovú účinnosť vodivosti systému.

 

 

Výroba integrovaných prípojníc CCS zvyčajne zahŕňa nasledujúce kľúčové kroky:

 

1. Rezanie filmu a predúprava

Izolačná fólia, silikónová fólia, teflónová fólia a iné materiály sú narezané na špecifikované rozmery, aby sa zabezpečila presnosť následného lisovania za tepla.

 

2. Pred-montážou

Vodivé materiály (medené a hliníkové plechy), izolačné materiály a elektronické súčiastky sú naskladané postupne, aby vytvorili štruktúru, ktorá sa má lisovať. Tento krok je rozhodujúci pre jednotnosť a spoľahlivosť vodivej cesty automobilovej zbernice.

 

3. Lisovanie za tepla

Použitím elektrického horúceho lisu pri približne 160 stupňoch sú vrstvy materiálu navzájom pevne spojené, aby vytvorili integrálnu štruktúru systémov prípojníc alebo automobilových prípojníc.

 

4. Zváranie a nitovanie

Kovové komponenty sa zvyčajne zvárajú pomocou laserového alebo ultrazvukového zvárania, pričom niektoré konštrukcie využívajú automatizované nitovanie na mechanickú aj elektrickú fixáciu.

 

5. Automatizovaná kontrola a montáž
Vizuálna kontrola CCD identifikuje škrabance, chyby štítkov a kontamináciu. Systém je potom integrovaný s teplotným snímačom a plastovými konštrukčnými komponentmi, aby vytvorili kompletnú zostavu automobilovej zbernice.

 

6. Čistenie a kontrola
Po vyčistení alkoholom sa vykoná záverečná skúška kontinuity a izolácie, aby sa zabezpečil súlad s bezpečnostnými a elektrickými normami.

 

Prostredníctvom vyššie uvedených procesov sú batériová zbernica a obvody na získavanie signálu integrované do jedného výrobného procesu, čím sa vytvára vysoko spoľahlivý systém konektorov automobilovej zbernice.

 

 

Celosvetový predaj nových energetických vozidiel, poháňaný cieľmi „Dual Carbon“, neustále rastie, čo priamo poháňa expanziu trhov s napájacími batériami a zbernicovými systémami. Podľa EVTank celosvetový predaj nových energetických vozidiel presiahne 52 miliónov do roku 2030, pričom prienik na trh presiahne 50 %.

 

Na základe priemernej konfigurácie batériových modulov sa očakáva, že každé vozidlo bude vybavené približne deviatimi batériovými modulmi, z ktorých každý je vybavený jednou integrovanou prípojnicou CCS a zodpovedá jednej až dvom signálovým vrstvám FPC. Konzervatívnym odhadom je hodnota systému CCS (vrátane konektora prípojnice a prípojnice batérie) na vozidlo viac ako 1 000 juanov.

 

Odhaduje sa, že kombinovaná veľkosť trhu FPC a CCS vzrastie z približne 17,3 miliárd juanov v roku 2022 na 39,4 miliárd juanov v roku 2025, pričom zložená ročná miera rastu bude približne 31,7 %. Tento rast je primárne spôsobený nasledujúcimi faktormi:

 

* Zvýšený počet inštalácií systémov spôsobený zvýšeným predajom nových energetických vozidiel;
* Zvýšený dopyt po prípojniciach na jednotku vďaka optimalizovanej kapacite a štruktúre batériového modulu;
* Trend smerom k inteligentnej výrobe vedie k modernizácii kľúčových komponentov, ako sú automobilové prípojnice a izolácie prípojníc.

 

V budúcnosti, keď sa konštrukčná integrácia a modularizácia elektrických vozidiel bude prehlbovať, budú výkonové prípojnice a prípojnicové konektory pokračovať

vyvíjať smerom k vyššej vodivosti, vyššej izolácii a vyššej spoľahlivosti. InteligentnýPrípojnice na koncovku automobilovej batérie(ACCS), ktorý integruje získavanie signálu, monitorovanie prúdu a tepelné riadenie, sa stane hlavným prúdom v tomto odvetví.