Équilibrer la dissipation thermique et la conductivité : une analyse de l'application des barres omnibus en cuivre rigide et des connecteurs flexibles dans les nouveaux systèmes énergétiques

Dans les véhicules à énergie nouvelle, les systèmes de propulsion électrique et les dispositifs de stockage d'énergie, la transmission de courant élevé-affecte non seulement l'efficacité de la conductivité, mais a également un impact direct sur le contrôle de l'échauffement, la durée de vie du système et la stabilité opérationnelle. La sélection de connecteurs de conducteurs se concentre généralement sur deux domaines principaux : les barres omnibus rigides en cuivre et les connecteurs flexibles. Ce ne sont pas de simples substituts mais jouent plutôt des rôles distincts dans la résistance structurelle, les chemins de dissipation thermique, les capacités de compensation et les méthodes d’assemblage. Comprendre ces différences permet d'optimiser la conception des connexions électriques de l'ensemble du véhicule et du système de stockage d'énergie.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les barres omnibus en cuivre rigide utilisent généralement du cuivre à haute -conductivité, formé en une structure fixe par estampage, pliage, usinage et traitement de surface. Ils conviennent aux zones à courant élevé, à faible impédance et aux chemins spatiaux clairement définis. Leur structure métallique intégrée présente une faible résistance thermique, permettant à la chaleur d'être rapidement transférée le long du chemin métallique jusqu'au boîtier, à la plaque froide ou à la structure de dissipation thermique, offrant ainsi des avantages significatifs dans les systèmes à refroidissement actif. Pour des emplacements tels que les bus CC de l'onduleur, les bornes de sortie du circuit principal de la batterie et les points de connexion haute tension - dans les systèmes de contrôle électronique, les barres omnibus en cuivre rigide peuvent équilibrer la résistance mécanique et la conductivité thermique.

 

Les connecteurs flexibles utilisent principalement des structures multi-empilées et soudées de feuilles de cuivre, atteignant une capacité de transport de courant- élevée grâce à la connexion parallèle de conducteurs minces tout en conservant les capacités de compensation de flexion et de déplacement. Les formes courantes de ces produits comprennent les barres omnibus flexibles en cuivre laminé, les barres omnibus flexibles en cuivre laminé et les connecteurs flexibles en feuille de cuivre. En raison de la grande surface de dissipation thermique de la structure multi-couche, la chaleur peut être libérée par convection de l'air et par rayonnement, présentant de bonnes performances d'échauffement dans des environnements de refroidissement naturels localisés.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Du point de vue de la gestion thermique, les barres omnibus rigides en cuivre ressemblent davantage à des « canaux de conduction thermique », transférant rapidement la chaleur vers l'extrémité de dissipation thermique du système ; Les connexions flexibles en feuille de cuivre s'apparentent davantage à des « dissipateurs de chaleur distribués », atténuant la génération de chaleur localisée dans un espace limité grâce à leur propre structure. Par conséquent, les barres omnibus rigides en cuivre sont généralement plus avantageuses lorsque le système est doté de plaques de refroidissement liquide, de boîtiers métalliques ou d'un refroidissement par air forcé ; tandis que dans les modules de batterie scellés, les zones de vibration ou les emplacements avec des tolérances d'assemblage, les connexions flexibles sont plus adaptées aux exigences de fonctionnement à long terme.

 

Dans les systèmes de batteries de puissance, les connexions en série et en parallèle entre les cellules nécessitent souvent des capacités de compensation de conductivité et de déformation. À l’heure actuelle, des structures telles que les connecteurs de barres omnibus de batterie en feuille de cuivre et les connecteurs flexibles en feuille de cuivre de batterie New Energy sont largement utilisées. Leur flexibilité absorbe la micro-expansion du boîtier de la batterie pendant la charge et la décharge, ainsi que les vibrations d'impact pendant le fonctionnement du véhicule, réduisant ainsi le risque de fissuration des soudures et de desserrage des connexions.

 

Dans les systèmes de stockage d'énergie et les équipements de jeux de barres, les équipements fonctionnent pendant de longues périodes avec une capacité de transport de courant- élevée, et les connecteurs sont également confrontés au défi de la fatigue due aux cycles thermiques. Dans ces conditions, les connecteurs flexibles en feuille de cuivre pour les systèmes de barres omnibus, les connecteurs de barres omnibus flexibles en feuille de cuivre et les connexions flexibles en feuille de cuivre sont couramment utilisés entre les armoires, les modules ou aux emplacements de compensation des barres omnibus principales pour réduire la concentration de contraintes causée par la dilatation et la contraction thermiques.

 

Les processus de fabrication sont un facteur crucial déterminant les performances des connecteurs. Les produits de connexion flexibles-de haute qualité utilisent généralement des procédés de soudage par compression, de soudage par diffusion ou de pressage à chaud intégré pour former une liaison métallique stable entre les couches de feuille de cuivre. Par exemple, la structure de la barre omnibus en feuille de soudage par presse réduit efficacement la résistance de contact intercouche et améliore la capacité de transport de courant cyclique -. Pour les applications nécessitant une résistance à la corrosion ou une interface de contact plus stable, le placage en étain est souvent utilisé, comme avec les connecteurs en feuille de cuivre étamé. Si vous donnez la priorité à la conductivité d'origine et au contrôle des coûts, les connecteurs laminés en feuille de cuivre flexible sans placage sont également une option.

 

Les connexions flexibles en feuille de cuivre ont également de nombreuses applications dans les transformateurs, les machines de soudage par résistance et les équipements d'alimentation électrique industriels. Par exemple, les barres omnibus flexibles en cuivre pour les soudeuses par résistance, les connecteurs souples en feuille de cuivre flexible pour les transformateurs électriques et les connecteurs flexibles laminés en feuille de cuivre pour les transformateurs peuvent maintenir des connexions stables dans des conditions de -vibrations à haute fréquence, de chocs électromagnétiques ou d'impulsions de courant- élevées.

 

Dans les plates-formes de véhicules à énergie nouvelle, les tendances en matière d'allègement et d'intégration entraînent des mises à niveau continues des connecteurs. Les jeux de barres flexibles laminés pour les véhicules à énergies nouvelles peuvent réduire l'espace d'installation, améliorer l'efficacité du câblage et améliorer les performances EMI dans les systèmes à haute tension-grâce à leurs structures laminées. Pour les zones d'emballage complexes, des conceptions de protection d'isolation, telles que des barres omnibus flexibles en feuille de cuivre avec des tubes isolés, peuvent être combinées pour améliorer la sécurité et la résistance à l'environnement.

 

Au cours du processus de sélection, les facteurs suivants doivent être soigneusement évalués : courant nominal et courant de crête, élévation de température admissible, espace d'installation, niveau de vibration, déplacement de compensation, méthode de refroidissement, durée de vie et objectifs de coût. Si le système nécessite un support rigide et une conduction thermique efficace, les barres omnibus rigides en cuivre doivent être privilégiées ; si le système présente des déplacements dynamiques, des écarts d'assemblage ou des exigences de dilatation thermique, les connexions flexibles en feuille de cuivre sont plus avantageuses. Dans de nombreuses applications haut de gamme, une combinaison des deux est devenue une solution courante, avec des barres omnibus en cuivre rigides utilisées pour le chemin principal et des connexions flexibles utilisées dans les zones de transition, permettant d'obtenir un équilibre entre structure et performances.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dans l'ensemble, des jeux de barres en cuivre rigides etconnexions flexibles en feuille de cuivrereprésentent deux logiques de conception de connexion électrique différentes : l'une met l'accent sur une faible impédance, une résistance élevée et une dissipation thermique directionnelle, tandis que l'autre met l'accent sur une compensation flexible, une dissipation thermique distribuée et une adaptabilité à des conditions de fonctionnement complexes. À mesure que la densité de puissance des nouveaux équipements énergétiques continue d’augmenter, les solutions de connexion combinant efficacité de conductivité, contrôle de l’échauffement et fiabilité structurelle deviendront un élément important de la conception des futurs systèmes électriques.