कॉपर-एल्यूमीनियम बसबार विशेष विषय: सामान्य बसबार डिजाइन समस्याएं और रोकथाम के तरीके

नई ऊर्जा बैटरी प्रणालियों में, बसबारों ने धीरे-धीरे पारंपरिक वायरिंग हार्नेस की जगह ले ली है, जो वर्तमान ट्रांसमिशन का मुख्य वाहक बन गया है। चाहे वह पावर बसबार हो या उच्च वोल्टेज सिस्टम में हाई वोल्टेज बसबार, इसकी डिजाइन तर्कसंगतता सीधे सिस्टम की सुरक्षा, विश्वसनीयता और जीवन चक्र स्थिरता को प्रभावित करती है। बसबार के क्रॉस सेक्शन, विद्युत प्रदर्शन, थर्मल प्रबंधन, यांत्रिक संरचना और इन्सुलेशन सुरक्षा सभी को डिजाइन चरण के दौरान व्यवस्थित मूल्यांकन की आवश्यकता होती है।

 

निम्नलिखित व्यवस्थित रूप से इंजीनियरिंग अभ्यास के नजरिए से तांबे के एल्यूमीनियम बसबारों के डिजाइन में आम समस्याओं और संबंधित रोकथाम के तरीकों की समीक्षा करता है।

 

 

बसबार डिज़ाइन में एक आम समस्या ओवरचार्जिंग और तेज़ त्वरण जैसी चरम परिचालन स्थितियों की अनदेखी करते हुए, केवल रेटेड करंट के आधार पर क्रॉस - अनुभागीय क्षेत्र का चयन करना है। इससे ऑपरेशन के दौरान तापमान में अत्यधिक वृद्धि होती है, जिससे बसबार वोल्टेज की स्थिरता प्रभावित होती है।

 

डिज़ाइन चरण के दौरान, गणना सभी परिचालन स्थितियों के तहत चरम धारा पर आधारित होनी चाहिए। विशिष्ट इंजीनियरिंग अनुभव तांबे के बसबारों को 3-5 ए/मिमी² पर और एल्यूमीनियम बसबारों को 2-3 ए/मिमी² पर, 20%-30% डिज़ाइन मार्जिन के साथ अनुमानित करने का सुझाव देता है। सामग्री, करंट और तापमान वृद्धि से संबंधित एक अनुभवजन्य मॉडल विकसित करने के लिए थर्मल सिमुलेशन और वास्तविक माप सत्यापन को संयोजित करने की सिफारिश की जाती है, जो इलेक्ट्रिकल कॉपर बसबार के दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन के लिए डेटा समर्थन प्रदान करता है।

 

 

उच्च शक्ति चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान बसबार महत्वपूर्ण जूल गर्मी उत्पन्न करता है। पूरी तरह से प्राकृतिक ताप अपव्यय पर निर्भर रहने से स्थानीय क्षेत्रों में, विशेष रूप से ईवी बसबार या संलग्न बैटरी पैक में ओवरहीटिंग का जोखिम हो सकता है।

 

गर्मी अपव्यय क्षेत्र को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन को चौड़ी और पतली क्रॉस-अनुभागीय संरचनाओं को प्राथमिकता देनी चाहिए। इसके साथ ही, बसबार रूटिंग और स्थानिक लेआउट को अनुकूलित करने के लिए मल्टीफिजिक्स सिमुलेशन का उपयोग किया जाना चाहिए। उच्च -पावर प्रणालियों में, वितरण बसबार के ऑपरेटिंग तापमान को एक सुरक्षित सीमा के भीतर नियंत्रित करने के लिए तरल शीतलन या तापीय प्रवाहकीय संरचनाओं को शामिल किया जा सकता है।

 

 

वाहन संचालन के दौरान बसों को कंपन, प्रभाव और थर्मल विस्तार और संकुचन का सामना करना होगा। यदि फिक्सिंग विधि अनुचित है, या तांबे और एल्यूमीनियम के बीच थर्मल विस्तार गुणांक में अंतर को नजरअंदाज कर दिया जाता है, तो वेल्ड बिंदुओं या झुकने वाले क्षेत्रों में थकान दरारें आसानी से बन सकती हैं, जो उच्च वर्तमान संपर्कों की दीर्घकालिक स्थिरता को प्रभावित कर सकती हैं।

 

तांबे की {{0}एल्यूमीनियम मिश्रित संरचनाओं के लिए, थर्मल तनाव को अवशोषित करने के लिए तनाव राहत क्षेत्र या फ्लोटिंग संरचनाएं प्रदान की जानी चाहिए। बोल्टेड कनेक्शनों को टॉर्क विनिर्देशों का सख्ती से पालन करना चाहिए और साथ में ढीलेपन-रोधी उपाय भी होने चाहिए। कंपन सिमुलेशन और स्थायित्व परीक्षण के माध्यम से संरचनात्मक रूप से कमजोर क्षेत्रों की पहले से पहचान करने की सिफारिश की जाती है।

 

 

यदि बसबार और आसन्न घटकों के बीच इन्सुलेशन दूरी अपर्याप्त है, या यदि इन्सुलेशन सामग्री का तापमान प्रतिरोध और घर्षण प्रतिरोध बेमेल है, तो कंपन वाले वातावरण में घिसाव हो सकता है, जिससे शॉर्ट सर्किट का खतरा बढ़ सकता है।

 

डिज़ाइन को विद्युत सुरक्षा दूरी मानकों का सख्ती से पालन करना चाहिए, और महत्वपूर्ण क्षेत्रों में डबल इन्सुलेशन का उपयोग किया जाना चाहिए। पॉलीमाइड फिल्म, सिलिकॉन रबर और अभ्रक पेपर जैसी सामग्रियों का उपयोग बसबार इन्सुलेशन शीट्स या स्थानीय सुदृढीकरण सुरक्षा के लिए किया जा सकता है, और शीथिंग संरचनाओं को उच्च कंपन क्षेत्रों में जोड़ा जाना चाहिए।
 

 

संक्षारण प्रतिरोध, यांत्रिक शक्ति और लागत की उपेक्षा करते हुए केवल उच्च चालकता का पीछा करने से बसबार प्रदर्शन और बैटरी पैक परिचालन स्थितियों के बीच बेमेल हो सकता है। उदाहरण के लिए, नंगे तांबे के बसबार आर्द्र या उच्च {{1}नमक {{2}स्प्रे वातावरण में ऑक्सीकरण के प्रति संवेदनशील होते हैं।

इंजीनियरिंग में, चालकता और संक्षारण प्रतिरोध को संतुलित करने के लिए आमतौर पर टिन {{0}प्लेटेड, निकल-प्लेटेड, या सिल्वर-प्लेटेड तांबे के बसबार को प्राथमिकता दी जाती है।

 

एल्युमीनियम बसबार अधिकतर 6-श्रृंखला के एल्युमीनियम मिश्रधातुओं से बने होते हैं, जिनकी सतह के उपचार से स्थिरता बढ़ती है। जटिल परिचालन स्थितियों में, प्रदर्शन और लागत के व्यापक अनुकूलन को प्राप्त करने के लिए कॉपर-एल्यूमीनियम संक्रमण संरचनाओं या कस्टम बसबार समाधान का उपयोग किया जा सकता है।

 

 

बसबार सिस्टम में, कनेक्शन बिंदु अक्सर विफलता के लिए उच्च जोखिम वाले क्षेत्र होते हैं। वेल्डिंग प्रक्रिया मापदंडों के अनुचित नियंत्रण या अपर्याप्त असेंबली टॉर्क से संपर्क प्रतिरोध में वृद्धि, स्थानीयकृत ओवरहीटिंग और यहां तक ​​कि पिघलने का कारण बन सकता है।

 

उच्च {{0}वर्तमान प्रणालियों में, लेजर वेल्डिंग या अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग अपेक्षाकृत परिपक्व समाधान हैं। वेल्ड की गुणवत्ता की पुष्टि के लिए पोस्ट -वेल्ड परीक्षण किया जाना चाहिए। यांत्रिक कनेक्शन के लिए प्रवाहकीय, विरोधी ढीलापन सामग्री के उपयोग की आवश्यकता होती है, और बसबार कनेक्टर्स की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए संपर्क प्रतिरोध को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए।

 

 

अनुचित बसबार लेआउट बड़े करंट लूप बना सकता है, जिससे विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) हो सकता है और आसपास के नियंत्रकों और सेंसरों को प्रभावित कर सकता है, खासकर बसबार ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में।

 

वायरिंग को अनुकूलित करना, लूप क्षेत्र को कम करना और संवेदनशील घटकों से पर्याप्त दूरी बनाए रखना ईएमआई जोखिमों को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है। यदि आवश्यक हो, तो सिमुलेशन टूल का उपयोग करके विद्युत चुम्बकीय वितरण का मूल्यांकन किया जा सकता है।

 

 

पूर्ण 3डी मॉडलिंग और आयामी श्रृंखला विश्लेषण की कमी से असेंबली के दौरान आसानी से बसबार हस्तक्षेप हो सकता है; जबरन स्थापना से छिपी हुई क्षति हो सकती है।

 

झुकने वाले कोणों और दिशाओं की उचित योजना के साथ, प्रारंभिक डिज़ाइन चरणों में सिस्टम स्तर की मॉडलिंग और सत्यापन किया जाना चाहिए। बड़े पैमाने पर उत्पादन में ऑटो बस बार की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए प्रोटोटाइप चरण के दौरान वास्तविक विश्व सत्यापन आयोजित किया जाना चाहिए।

 

 

सभी करंट ले जाने वाला एक एकल बसबार विफल होने पर सिस्टम विफलता के प्रति संवेदनशील होता है। महत्वपूर्ण सर्किट में अतिरेक और अलगाव तंत्र की कमी सुरक्षा डिजाइन में एक आम कमजोरी है।

 

उच्च जोखिम परिदृश्यों में, दोहरी बसबार या शंट संरचनाओं का उपयोग किया जा सकता है, फ़्यूज़ और मॉनिटरिंग उपकरणों से सुसज्जित, और उच्च वर्तमान कनेक्टर्स की वास्तविक समय निगरानी और दोष अलगाव प्राप्त करने के लिए एक बीएमएस का उपयोग किया जा सकता है।

 

 

यदि डिज़ाइन पूरा होने के बाद पूर्ण स्थिति सत्यापन के बिना बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू किया जाता है, तो थर्मल प्रबंधन, संरचनात्मक ताकत और इन्सुलेशन मुद्दे बाद में सामने आ सकते हैं।

 

कॉपर बसबार्स की दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, उद्योग के मानकों के अनुसार, विकास चरण के दौरान वर्तमान चक्रण, तापमान झटका, कंपन स्थायित्व, और वोल्टेज परीक्षण का परीक्षण किया जाना चाहिए, जिससे डिजाइन की एक बंद लूप प्रक्रिया का निर्माण किया जा सके।

 

 

जैसे-जैसे नई ऊर्जा प्रणालियाँ उच्च वोल्टेज, उच्च धारा और उच्च एकीकरण की ओर विकसित होती हैं, बसबार एकल कंडक्टर से विद्युत, संरचनात्मक और थर्मल प्रबंधन कार्यों को एकीकृत करने वाले महत्वपूर्ण घटकों में विकसित हुए हैं। चाहे वह होईवी बसबार, हाई करंट इन्वर्टर के लिए लेमिनेटेड बस बार, या पावर बैटरी पैक के लिए इंसुलेटेड फ्लेक्सिबल कॉपर बस बार, उनकी डिजाइन और विनिर्माण क्षमताएं आपूर्तिकर्ता के तकनीकी स्तर के महत्वपूर्ण संकेतक बन गई हैं।

 

उच्च{{1}वर्तमान कनेक्शन प्रणालियों की हमारी दीर्घकालिक इंजीनियरिंग समझ के आधार पर, हम ग्राहकों को लगातार कॉपर बसबार, एल्यूमीनियम बसबार और लेमिनेटेड बसबार को कवर करने वाले अनुकूलित समाधान प्रदान करते हैं, जो नई ऊर्जा, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और औद्योगिक क्षेत्रों की उच्च सुरक्षा और विश्वसनीयता आवश्यकताओं का समर्थन करते हैं।