L'acteur caché des systèmes à haute tension-des véhicules à énergie nouvelle : les bus entrent sous le feu des projecteurs

Par rapport aux véhicules à essence traditionnels, les véhicules à énergie nouvelle ont subi des changements fondamentaux dans leur architecture électrique globale, l'une des caractéristiques les plus significatives étant l'augmentation substantielle de la tension du système et du courant de fonctionnement. Alors que l'industrie s'est longtemps concentrée sur les composants visibles tels que les connecteurs haute tension, les faisceaux de câbles haute tension, les relais et les fusibles pour garantir la sécurité haute tension et la transmission de l'énergie, le jeu de barres, un type de "composant non standard" responsable d'une distribution d'énergie efficace et d'une transmission stable, devient progressivement un composant essentiel indispensable dans les systèmes haute tension des véhicules à énergie nouvelle.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les bus ne sont pas un concept nouveau. Depuis l'avènement de l'ingénierie électrique à haute tension et à courant élevé, les jeux de barres ont été largement utilisés dans les secteurs de l'énergie, des communications, du transport ferroviaire et de l'armée. Avec le développement rapide des véhicules à énergie nouvelle et des industries de stockage d'énergie, l'échelle d'application et la complexité technique des jeux de barres dans les systèmes haute tension-des véhicules ont considérablement augmenté, les transformant progressivement d'un « rôle de soutien » à un facteur clé influençant les performances et la fiabilité du système. Dans l'ensemble du système haute tension -d'un véhicule, le jeu de barres remplit non seulement des fonctions de collecte et de distribution de courant, mais affecte également directement l'augmentation de la température du système, l'efficacité énergétique, la compatibilité électromagnétique et la disposition spatiale, ce qui rend son rôle de plus en plus important dans l'architecture du jeu de barres du véhicule électrique.

 

Du point de vue des matériaux, les jeux de barres utilisés dans les véhicules à énergies nouvelles sont principalement constitués de cuivre et d'aluminium. Les jeux de barres en cuivre, en raison de leur excellente conductivité et stabilité, sont plus largement utilisés dans des scénarios de -courant élevé et de -fiabilité élevée. En fonction de leur forme structurelle et de leurs capacités de réduction des contraintes, les jeux de barres peuvent être divisés en jeux de barres rigides et en jeux de barres flexibles. Les jeux de barres rigides traditionnels ont une structure relativement simple et un seuil technique inférieur, remplissant principalement des fonctions conductrices de base ; tandis que les barres omnibus flexibles, grâce à des structures stratifiées multi-couches, permettent un meilleur amortissement des contraintes et une meilleure adaptabilité spatiale, ce qui les rend plus adaptées aux environnements d'assemblage complexes et aux conditions de-vibrations élevées, conduisant à un taux d'application en constante augmentation dans la conception de barres omnibus automobiles.

 

Dans les systèmes à haute tension-des véhicules à énergie nouvelle, les avantages complets des jeux de barres et des jeux de barres laminés sont particulièrement évidents. Leur structure compacte permet d'optimiser la disposition spatiale des packs de batteries et des systèmes de contrôle électronique ; une faible impédance, une faible inductance et de bonnes performances de dissipation thermique entraînent une élévation globale de la température du système plus faible, supprimant efficacement les pics de tension et réduisant l'impact sur les dispositifs d'alimentation ; la structure multicouche- prend non seulement en charge l'entrée et la sortie intégrées à différents niveaux de tension, mais répond également aux exigences de blindage EMI.

 

Ces caractéristiques permettent aux jeux de barres de remplacer progressivement certaines solutions de câbles traditionnelles dans les applications de jeux de barres de batterie EV et de jeux de barres d'alimentation automobile. Cependant, l’application des jeux de barres n’est pas sans défis. En raison des différences significatives dans les niveaux de tension, les densités de puissance et l'espace d'installation entre les différents modèles et plates-formes de véhicules, les jeux de barres sont difficiles à standardiser et la plupart des projets nécessitent des conceptions personnalisées basées sur l'architecture globale du véhicule. Le développement d'un jeu de barres personnalisé nécessite généralement une solide compréhension du système et une collaboration interdisciplinaire, ce qui impose des exigences élevées aux concepteurs en matière d'aspects électriques, structurels et de fabrication.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En prenant un système de batterie électrique comme exemple, ses connexions internes à haute tension-sont généralement divisées en plusieurs niveaux : niveau de cellule-niveau de module-et niveau de pack-. Dans les connexions au niveau des cellules-, les barres omnibus sont principalement utilisées pour connecter les cellules en série et en parallèle, généralement par soudage au laser, par résistance ou par ultrasons, utilisant souvent des structures de barres omnibus rigides en cuivre ou en aluminium rigide. Dans les connexions au niveau du module-et au niveau du pack-, des jeux de barres flexibles et rigides ou des câbles haute tension-sont utilisés en combinaison, en fonction des exigences de conception du système, pour répondre aux différents processus d'assemblage et aux besoins de maintenance. Ce système constitue un scénario typique d’application de jeux de barres électriques automobiles.

 

Dans les moteurs d'entraînement, les systèmes de commande électroniques et les-systèmes de charge embarqués, les jeux de barres jouent également un rôle crucial dans la transmission de l'énergie. Qu'il s'agisse de distribution d'électrodes positives ou de connexion en boucle, la fiabilité structurelle des barres omnibus positives et négatives a un impact direct sur le fonctionnement stable à long terme du système. Par rapport aux câbles traditionnels, les jeux de barres offrent des avantages en termes de précision d'installation, de répétabilité et d'adaptabilité à l'assemblage automatisé, devenant progressivement un composant crucial des solutions automobiles de jeux de barres.

 

Du point de vue de la fabrication, les jeux de barres eux-mêmes ne s'appuient pas sur de nouveaux processus perturbateurs, mais améliorent plutôt leurs performances grâce à l'intégration système de processus matures. Les processus typiques comprennent la sélection des matériaux, le découpage, le formage, le soudage, le poinçonnage, le revêtement isolant, le traitement de surface et les tests. La clé de l'efficacité de la livraison des produits, du contrôle des coûts et de la stabilité de la qualité réside dans les capacités de conception d'intégration au niveau du système-à un stade précoce, plutôt que dans les processus de fabrication individuels. Cela est particulièrement évident dans l'application à grande échelle des barres omnibus pour bornes de batterie automobile.

 

Au cours de la phase de conception spécifique, les ingénieurs doivent généralement commencer par les exigences globales en matière de puissance du véhicule, en les décomposant étape par étape-par-en fonction des paramètres de tension et de courant du système de batterie, et en conséquence, terminer la conception de l'isolation, la vérification de la ligne de fuite et l'évaluation de la capacité de transport de courant-. Tout en répondant aux exigences de base en matière de performances électriques, des facteurs tels que l'échauffement, l'efficacité énergétique, le coût du cycle de vie et les méthodes d'assemblage doivent être pris en compte de manière exhaustive pour déterminer finalement la forme structurelle et les paramètres techniques du jeu de barres. Ce processus est fondamental pour obtenir un fonctionnement électrique fiable du jeu de barres.

 

À l’avenir, l’industrie des véhicules à énergie nouvelle évolue continuellement vers des plates-formes à tension plus élevée et des densités de puissance plus élevées, avec une intégration croissante des systèmes. Cela impose des exigences plus élevées aux jeux de barres en termes de fiabilité, de durabilité et d'adaptabilité à l'assemblage automatisé. Comment obtenir une capacité de transport de courant-plus élevée dans un espace limité et comment maintenir la cohérence dans une production automatisée-à grande échelle sont devenus des préoccupations courantes dans l'industrie. Avec l'expansion de l'industrie, des solutions systématiques centrées sur la conception collaborative deconnecteurs d'alimentation automobileet les jeux de barres deviendront une direction importante pour la prochaine étape de l'évolution technologique.

 

Dans l'ensemble, en tant que composant « caché » dans les systèmes haute tension-des véhicules à énergie nouvelle, les barres omnibus passent progressivement à l'avant-garde de la technologie et de la valeur. De la sélection des matériaux à la conception structurelle, de l'intégration des systèmes aux processus de fabrication, leur position stratégique dans le véhicule devient de plus en plus importante. Il est prévisible qu'avec l'expansion continue des marchés de l'électrification et du stockage d'énergie, les technologies et les modèles d'application liés aux jeux de barres continueront à se développer et à percer.